Question

4．已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理．请回答下列问题：
（1）常温下，浓度均为0.1mol•L^-1的下列六种溶液的pH如下表：

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	C6H5ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是CO₃^2-
②根据表中数据判断，浓度均为0.01mol•L^-1的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是D；（填编号，下同）将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是C
A．HCN    B．HClO    C．C₆H₅OH    D．CH₃COOH    E．H₂CO₃
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是CD（填编号）．
A．CH₃COOH+Na₂CO₃═NaHCO₃+CH₃COONa
B．CH₃COOH+NaCN═CH₃COONa+HCN
C．CO₂+H₂O+2NaClO═Na₂CO₃+2HClO
D．CO₂+H₂O+2C₆H₅ONa═Na₂CO₃+2C₆H₅OH
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为2Cl₂+CO₃^2-+H₂O=CO₂↑+2Cl^-+2HClO
（2）CaCO₃是一种难溶物质，其K_Sp=2.8×l0^-9．现将浓度为2×l0^-4 mol/L Na₂CO₃溶液与CaCl₂溶液等体积混合，则生成CaCO₃沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为5.6×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）弱酸根质量水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大；
①弱酸根质量水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大；
②酸的酸性越强，酸的电离程度越大，其酸根离子水解程度越小，相同浓度的钠盐溶液的pH越小；加水稀释促进弱酸电离，相同浓度的不同酸稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸的PH变化越小；
③据强酸制取弱酸的原理分析判断；
④HClO和碳酸氢钠不反应，盐酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳；
（2）等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为1×l0^-4mol/L，利用溶度积计算需要钙离子浓度，再根据稀释定律计算所需CaCl₂溶液的最小浓度．

解答 解：（1）弱酸根质量水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大，根据溶液pH知，CO₃^2-的水解程度最大，则CO₃^2-结合质子能力最强，故答案为：CO₃^2-；
①弱酸根质量水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大，根据溶液pH知，CO₃^2-的水解程度最大，则CO₃^2-结合质子能力最强，故答案为：CO₃^2-；
②酸的酸性越强，酸的电离程度越大，其酸根离子水解程度越小，相同浓度的钠盐溶液的pH越小，根据表中数据知，酸性最强的酸是CH₃COOH、酸性最弱的酸是C₆H₅OH；加水稀释促进弱酸电离，相同浓度的不同酸稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸的PH变化越小，酸性最弱的酸是C₆H₅OH，则pH变化最小的是C₆H₅OH，
故答案为：D；C；
③据各种酸对应钠盐的pH可知，其酸性醋酸的酸性比碳酸强，醋酸的酸性比HCN强，碳酸的酸性比HClO强，碳酸的酸性比苯酚强，苯酚的酸性比HCO₃^-强，所以CO₂+H₂O+NaClO═NaHCO₃+HClO和CO₂+H₂O+C₆H₅ONa═NaHCO₃+C₆H₅OH，所以CD错误，故答案为：CD；
④HClO和碳酸钠不反应，盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，所以导致氯水中HClO浓度增大，离子方程式为2Cl₂+CO₃^2-+H₂O=CO₂↑+2Cl^-+2HClO，
故答案为：2Cl₂+CO₃^2-+H₂O=CO₂↑+2Cl^-+2HClO；
（2）等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为2×l0^-4mol/L÷2=1×l0^-4mol/L，要生成CaCO₃沉淀需要钙离子浓度为$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=2.8×l0^-5mol/L，故需要CaCl₂溶液的最小浓度为2.8×l0^-5mol/L×2=5.6×l0^-5mol/L，
故答案为：5.6×10^-5．

点评 本题属于拼合型题目，涉及盐类水解的应用、平衡常数和溶度积计算，难度中等，（3）中注意等体积混合后碳酸根的浓度变化情况．