Question

16．25℃时，电离平衡常数：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO
电离平衡常数	1.8×10-5	K1 4.3×10-7 K2 5.6×10-11		3.0×10-8

回答下列问题：
（1）下列四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是a＞b＞d＞c；（填编号）
a．CO₃^2-        b．ClO^-        c．CH₃COO^-           d．HCO₃^-
（2）下列反应不能发生的是：cd；
a．CO₃^2-+CH₃COOH=CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O
b．ClO^-+CH₃COOH=CH₃COO^-+HClO
c．CO₃^2-+HClO=CO₂↑+H₂O+ClO^-
d．2ClO^-+CO₂+H₂O=CO₃^2-+2HClO
（3）用蒸馏水稀释0.10mol•L^-1的醋酸，则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是B；
A．$\frac{c（C{H}_{3}COOH）}{c（{H}^{+}）}$        B．$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$     C．$\frac{c（{H}^{+}）}{{K}_{W}}$                 D．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$
（4）体积为10mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL，稀释过程pH变化如图，则HX的电离平衡常数大于（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的平衡常数，稀释后，HX溶液中水电离出来的c（H⁺）大于醋酸溶液中水电离出来的c（H⁺）（填“大于”、“等于”或“小于”）
（5）某温度下，纯水中c （H⁺）=2.0×10^-7mol•L-¹，0.9mol•L^-1NaOH溶液与0.1mol•L-1HCl溶液等体积混合（不考虑溶液体积变化）后，溶液的pH=13．

Answer 1

分析 （1）酸根离子对应的酸的酸性越强，酸根离子结合氢离子的能力越弱；
（2）酸性强弱为CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，强酸能够制取弱酸，据此对各选项进行判断；
（3）醋酸是弱电解质，加水稀释醋酸，促进醋酸电离，则n（CH₃COO^-）、n（H⁺）增大，n（CH₃COOH）减小，但醋酸根离子、氢离子浓度增大的程度小于溶液体积增大的程度，所以c（CH₃COO^-）、c（H⁺）、c（CH₃COOH）都减小，据此分析解答；
（4）加水稀释促进弱酸电离，pH相同的不同酸稀释相同的倍数，pH变化大的酸酸性强，变化小的酸酸性弱；酸或碱抑制水电离，酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大其抑制水电离程度越大；
（5）纯水电离生成的c（H⁺）=c（OH^-），Kw=c（H⁺）×c（OH^-），过量的c（OH^-）=$\frac{0.9V-0.1V}{2V}$=0.4mol/L，结合Kw计算c（H⁺），得出pH；

解答 解：（1）电离平衡常数越大，越易电离，溶液中离子浓度越大，则酸性强弱为：CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，酸根离子对应的酸的酸性越强，酸根离子结合氢离子的能力越弱，则四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是：CO₃^2-＞ClO^-＞HCO₃^-＞CH₃COO^-，即a＞b＞d＞c，
故答案为：a＞b＞d＞c；
（2）a．CO₃^2-+CH₃COOH═CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O：碳酸的酸性小于CH₃COOH，所以CH₃COOH能够制取碳酸，该反应能够发生，故a错误；
b．ClO^-+CH₃COOH═CH₃COO^-+HClO：CH₃COOH的酸性大于HClO，CH₃COOH能够制取HClO，该反应能够发生，故b错误；
c．CO₃^2-+HClO═CO₂↑+H₂O+ClO^-：HClO的酸性小于碳酸，该反应无法发生，故c正确；
d.2ClO^-+CO₂+H₂O═CO₃^2-+2HClO：由于酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，则碳酸与次氯酸根离子反应只能生成碳酸氢根离子，不会生成CO₃^2-，该反应不能发生，故d正确；
故答案为：cd；
（3）A．加水稀释醋酸促进醋酸电离，氢离子物质的量增大，醋酸分子的物质的量减小，所以$\frac{c（C{H}_{3}COOH）}{c（{H}^{+}）}$ 的比值减小，故A错误；
B．加水稀释醋酸促进醋酸电离，醋酸根离子物质的量增大，醋酸分子的物质的量减小，则$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$的比值增大，故B正确；
C．加水稀释促进醋酸电离，但氢离子浓度减小，温度不变，水的离子积常数不变，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{{K}_{W}}$ 的比值减小，故C错误；
D．加水稀释醋酸促进醋酸电离，氢离子浓度减小，温度不变，水的离子积常数不变，则氢氧根离子浓度增大，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$的比值减小，故D错误；
故答案为：B；
（4）加水稀释促进弱酸电离，pH相同的不同酸稀释相同的倍数，pH变化大的酸酸性强，变化小的酸酸性弱；酸或碱抑制水电离，酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大其抑制水电离程度越大，
根据图知，pH相同的醋酸和HX稀释相同的倍数，HX的pH变化大，则HX的酸性大于醋酸，所以HX的电离平衡常数大于常数，稀释后醋酸中氢离子浓度大于HX，所以醋酸抑制水电离程度大于HX，则HX溶液中水电离出来的c（H⁺）大于醋酸溶液水电离出来c（H⁺），
故答案为：大于；大于；
（5）纯水电离生成的c（H⁺）=c（OH^-），Kw=c（H⁺）×c（OH^-），过量的c（OH^-）=$\frac{0.9V-0.1V}{2V}$=0.4mol/L，由该温度下的Kw可知，c（H⁺）=$\frac{4×1{0}^{-14}}{0.4}$=10^-13mol•L^-1，所以pH=13，故答案为：13．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断，为高频考点，题目难度中等，涉及离子浓度大小比较、pH的简单计算等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生分析判断能力及化学计算能力．