Question

16．按要求填写下列问题：
（1）某些共价化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液态时会发生微弱的电离，如：2H₂O?H₃O⁺+OH^-，则液态NH₃电离的方程式是2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-
（2）某温度（t℃）时，测得0.01mol/L的NaOH溶液的pH=10，则该温度下水的K_W=1×10^-12，在此温度下，将pH=b的NaOH溶液V_b L与pH=a的H₂SO₄溶液V_a L混合，若所得混合液为中性，且a+b=13，则V_a：V_b=10：1
（3）25℃时，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰．请回答下列问题：
①HA是弱电解质（填“强电解质”或“弱电解质”）．
②在加水稀释HA溶液的过程中，随着水量的增加而增大的是D（填字母）
A．c（HA）     B．$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$     C．c（H⁺）与c（OH^-）的乘积      D．c（OH^-）
（4）在常温下，中和相同体积，相同pH的Ba（OH）₂、NH₃•H₂O、NaOH三种稀溶液所用相同浓度的盐酸的体积分别为V₁、V₂、V₃，则三种关系为V₂＞V₃=V₁（用“V₁、V₂、V₃”和“＞、＜、=”表示）．
（5）今有A．盐酸      B．醋酸      C．硫酸三种酸：
①在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸氢钠粉末，在相同条件下产生CO₂的体积由大到小的顺序是B＞A=C．（填写酸的序号并用符号“＞、＜、=”连接，下同）
②在同体积、同pH的三种酸中，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌粒，若产生相同体积的氢气（同温同压下），则开始反应时速率大小关系是A=B=C，反应所用时间长短关系是A=C＞B．

Answer 1

分析 （1）依据2H₂O?OH^-+H₃O⁺，类推结合题干信息写出液态NH₃电离方程式；
（2）某温度（t℃）时，测得0.01mol/L的NaOH溶液的氢氧根离子的浓度为：10^-2mol/L，而pH=10，说明溶液中氢离子的浓度为：10^-10mol/L，所以该温度下水的K_W=10^-2mol/L×10^-10mol/L=1×10^-12；混合溶液呈中性，且硫酸和氢氧化钠都是强电解质，所以酸中氢离子物质的量和碱中氢氧根离子的物质的量相等，pH=b的NaOH溶液中氢氧根离子浓度=10^b-12 mol/L，pH=a的H₂SO₄溶液氢离子浓度=10^-a mol/L，则10^b-12 mol/L×V_bL=10^-a mol/L×V_aL且且a+b=13，则V_a：V_b=10：1；
（3）①25℃时，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，则c（H⁺）=1.0×10^-2mol/L，c（OH^-）=1.0×10^-12mol/L，说明HA是弱酸；
②加水稀释HA溶液，促进HA电离平衡正向移动，水的离子积常数只受温度影响，据此分析；
（4）等体积、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，但NH₃•H₂O为弱碱，等pH时，其浓度大于NaOH，然后结合酸碱中和时c（OH^-）越大，消耗酸越多；
（5）①同体积，同pH的三种酸中，盐酸和硫酸中氢离子的物质的量相等，醋酸溶液中醋酸的物质的量大于盐酸，酸中氢离子的物质的量与生成二氧化碳的体积成正比；
②反应速率与氢离子浓度成正比；酸中氢离子浓度越大，反应速率越快，反应时间越短，反应过程中醋酸不断电离．

解答 解：（1）依据2H₂O?OH^-+H₃O⁺，可知液体氨气部分电离出铵根离子和氨基负离子，电离方程式：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；故答案为：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
（2）某温度（t℃）时，测得0.01mol/L的NaOH溶液的氢氧根离子的浓度为：10^-2mol/L，而pH=10，说明溶液中氢离子的浓度为：10^-10mol/L，所以该温度下水的K_W=10^-2mol/L×10^-10mol/L=1×10^-12；混合溶液呈中性，且硫酸和氢氧化钠都是强电解质，所以酸中氢离子物质的量和碱中氢氧根离子的物质的量相等，pH=b的NaOH溶液中氢氧根离子浓度=10^b-12 mol/L，pH=a的H₂SO₄溶液氢离子浓度=10^-a mol/L，
10^b-12 mol/L×V_bL=10^-a mol/L×V_aL且且a+b=13，则V_a：V_b=10：1，
故答案为：1×10^-12；10：1；
（3）25℃时，0.1mol/L的HA溶液中中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，则c（H⁺）=1.0×10^-2mol/L，c（OH^-）=1.0×10^-12mol/L，说明HA是弱酸，NaA溶液显碱性，将含0.1molHA的溶液用NaOH溶液滴定至中性，耗NaOH的物质的量小于0.1mol，故答案为：弱电解质；
②A、n（H⁺）和n（A^-）增大，n（HA）减小，所以c（HA）减小，故A错误；
B、平衡常数只受温度影响，所以$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$ 不变，故B错误；
C、水的离子积常数只受温度影响，c（H⁺）与c（OH^-）的乘积不变，故C错误；
D、弱酸HA加水稀释，溶液酸性减弱，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，故D正确；
故答案为：D；
（4）等体积、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，用去酸的体积V₁=V₃，
但NH₃•H₂O为弱碱，等pH时，其浓度大于NaOH，滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，弱碱继续电离产生氢氧根离子，则消耗酸多，即V₂＞V₃，
所以消耗酸的体积关系为：V₂＞V₃=V₁，
故答案为：V₂＞V₃=V₁；
（5）醋酸和盐酸都是一元酸，醋酸是弱酸，盐酸是强酸，硫酸是二元强酸，所以醋酸中存在电离平衡，氯化氢和硫酸完全电离，
①同体积，同pH的三种酸中，盐酸和硫酸中氢离子的物质的量相等，醋酸溶液中醋酸的物质的量大于盐酸，分别加入足量的碳酸钠粉末，氢离子的物质的量越大，生成的二氧化碳体积越大，硫酸和盐酸中生成的二氧化碳体积相同，醋酸中生成的二氧化碳体积最大，所以在相同条件下产生CO₂的体积由大到小的顺序是：B＞A=C，
故答案为：B＞A=C；
②反应速率与氢离子浓度成正比，开始时这三种溶液中氢离子浓度相等，所以开始反应速率相等，随着反应的进行，醋酸不断电离出氢离子，盐酸和硫酸不再电离出氢离子，所以反应过程中氢离子浓度醋酸最大，硫酸和盐酸中相等，所以反应速率醋酸＞硫酸=盐酸，则反应时间大小为：A=C＞B，
故答案为：A=B=C；A=C＞B．

点评 本题考查了弱碱混合的定性判断及溶液pH的计算，题目难度中等，明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键，注意掌握弱电解质的电离平衡及其影响，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．