Question

16．按要求回答下列问题：
（1）实验室中通常用NaOH溶液进行洗气和提纯，当用100mL 3mol•L^-1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48L CO₂时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（2）常温下，向一定体积的0.1mol•L^-1的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是CD．
A．溶液中导电粒子的数目减少           B．醋酸的电离程度增大，c（H⁺）亦增大
C．溶液中不变    D．溶液中减小
（3）常温下将0.15mol•L^-1的稀硫酸V₁mL与0.1mol•L^-1的NaOH溶液V₂mL混合，所得溶液的pH为1，则V₁：V₂=1：1（溶液体积的变化忽略不计）．
（4）常温下，浓度均为0.1mol•L^-1的下列五种溶液的pH如表所示：

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

①根据表中数据，将浓度均为0.01mol•L^-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是A．
A．HCNB．HClO               C．H₂CO₃D．CH₃COOH
②根据以上数据，判断下列反应可以成立的是AB．
A．CH₃COOH+Na₂CO₃=NaHCO₃+CH₃COONa     B．CH₃COOH+NaCN=CH₃COONa+HCN
C．CO₂+H₂O+2NaClO=Na₂CO₃+2HClO        D．NaHCO₃+HCN=NaCN+H₂O+CO₂↑
（5）几种离子开始沉淀时的pH如下表：

离子	Fe2+	Cu2+	Mg2+
pH	7.6	5.2	10.4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺和Fe²⁺的溶液中滴加NaOH溶液时，Cu²⁺（填离子符号）先沉淀，K_sp[Fe（OH）₂]＜K_sp[Mg（OH）₂]（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）n（NaOH）=3mol/L×0.1L=0.3mol，n（C0₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，设生成的碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y，则x+y=0.2、2x+y=0.3，解得：x=0.1、y=0.1，即碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量都是0.1mol，碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液呈碱性，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，再结合物料守恒判断；
（2）加水稀释促进醋酸电离，溶液中醋酸根离子浓度、醋酸分子浓度、氢离子浓度都减小，氢氧根离子浓度增大；
（3）①所得溶液的pH值为1，溶液中氢离子浓度为1×10^-1mol•L^-1，说明氢离子过量，根据题中稀硫酸和氢氧化钠溶液体积列式计算出V₁：V₂的比值；
②A．若反应后溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol/L；
B．若V₁=V₂，反应后溶液pH等于7或小于7；
C．若反应后溶液呈酸性，V₁可能等于V₂；
D．如果溶液呈碱性，则溶液可能是碱和盐溶液，也可能只是盐溶液；
（4）①相同浓度的钠盐溶液，酸的酸性越弱，则酸根离子水解程度越大，根据钠盐溶液pH确定酸的强弱；相同浓度的不同酸，加水稀释促进弱酸电离，则稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸溶液稀释过程中pH变化越小；
②酸根离子水解程度越强，则酸的酸性越弱，结合强酸制取弱酸分析；
（5）生成沉淀需要的pH越小，则该离子先沉淀；根据离子积常数计算其溶度积常数．

解答 解：（1）n（NaOH）=3mol/L×0.1L=0.3mol，n（C0₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，设生成的碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y，则x+y=0.2、2x+y=0.3，解得：x=0.1、y=0.1，即碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量都是0.1mol，碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液呈碱性，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，再结合物料守恒判得该混合溶液中离子浓度大小顺序是：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）A．加水稀释促进醋酸电离，则溶液中导电粒子的数目增加，故错误；　　 　
B．醋酸的电离程度增大，但溶液中c（H^-）减小，故错误；
C．=$\frac{{K}_{a}}{{K}_{W}}$，电离平衡常数和水的离子积常数不变，所以其不变，故C正确；
D．无限稀释相当于水，但体积增加，醋酸根离子浓度减小，氢离子浓度基本不变，所以的比值减小，故D正确；
故答案为：CD；
（3）溶液中氢氧化钠的物质的量为：V₂×10^-3L×0.1mol/L=V₂×10^-4mol，
稀硫酸的物质的量为：V₁×10^-3L×0.15mol/L×2=3V₁×10^-4mol，
两溶液混合后溶液显示酸性，氢离子浓度为1×10^-1mol•L^-1，
则有：3V₁×10^-4mol-V₂×10^-4mol=（V₁+V₂）×10^-3L×1×10^-1mol•L^-1=（V₁+V₂）×10^-4mol，
解得V₁：V₂=1：1，
故答案为：1：1；
（4）①相同浓度的钠盐溶液，酸的酸性越弱，则酸根离子水解程度越大，根据钠盐溶液pH确定酸的强弱；相同浓度的不同酸，加水稀释促进弱酸电离，则稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸溶液稀释过程中pH变化越小，根据钠盐溶液的pH知，HCN、HClO、CH₃COOH、H₂CO₃四种酸的酸性大小顺序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCN，所以溶液的pH变化最小的是HCN，故选A，
故答案为：A；
②HCN、HClO、CH₃COOH、H₂CO₃四种酸的酸性大小顺序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCN，根据强酸制取弱酸知，
A．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCO₃^-，所以二者反应为CH₃COOH+Na₂CO₃═NaHCO₃+CH₃COONa，故A正确；  
B．醋酸酸性大于HCN，所以二者反应为CH₃COOH+NaCN═CH₃COONa+HCN，故B正确；
C．碳酸酸性大于次氯酸，所以二者反应为CO₂+H₂O+NaClO═NaHCO₃+NaClO，故C错误；     
D．酸性H₂CO₃＞HClO＞HCN，所以NaHCO₃、HCN二者不反应，故D错误；
故答案为：AB；
（5）Cu²⁺开始沉淀的pH最小，所以Cu²⁺先沉淀；Mg²⁺、Fe²⁺开始沉淀的C（OH^-）分别为：10^-3.6mol•L^-1、10^-6.4mol•L^-1，所以K_SP[（Fe（OH）₂]＜K_SP[（Mg（OH）₂]，
故答案为：Cu²⁺；＜．

点评 本题考查离子浓度大小比较、弱电解质的电离、难溶物的溶解平衡等知识点，题目难度中等，根据溶液中的溶质及其性质确定溶液中离子浓度大小，知道酸的强弱与酸根离子水解程度的关系，知道弱电解质稀释过程中各种离子浓度变化．