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【题目】醋酸和一水合氨是中学化学中常见的弱电解质。

(1)常温下,某研究性学习小组设计了如下方案证明醋酸为弱电解质,你认为方案可行的是_______(填序号)

①配制一定量的0.10 mol/L CH3COOH溶液,然后测溶液的pH,若pH大于1,则证明醋酸为弱电解质。

②用醋酸溶液和盐酸做导电性实验,若醋酸溶液导电性弱,则证明醋酸为弱电解质。

③将pH=2CH3COOH溶液加水稀释100倍后,若pH>4,则证明醋酸为弱电解质。

④配制一定量的CH3COONa溶液,测其pH,若pH大于7,则证明醋酸为弱电解质。

(2)25℃时,0.10 mol/LCH3COOH的电离度为1%,则该溶液的pH=________,由醋酸电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)_________

(3)已知在25℃时,醋酸的电离平衡常数为Ka=1.8×10-5。常温下,0.1mol/LNaOH溶液V1 mL0.2mol/LCH3COOH溶液V2 mL混合后(忽略混合前后溶液体积的变化)溶液的pH=7。

①反应后溶液中离子浓度的大小关系为_________________________________________________

V1:V2 __________(“>”、“<”“=”)2:1

c(CH3COO-):c(CH3COOH)=__________________

(4)常温下,可用氨水吸收废气中的CO2得到NH4HCO3溶液,在该溶液中,c(NH4+)_______(“>”、“<”“=”)c(HCO3-);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×105,H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×107,Ka2=4×1011)

【答案】①④ 3 108 c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-) < 180 > 1/8001.25×10-3

【解析】

(1)把醋酸先看成强酸进行分析然后根据实验结果判断实验方案的可行性

(2)根据电离的三段式进行计算

(3)①根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)进行分析判断;

②若V1:V2=2:1,则酸碱恰好完全反应生成醋酸钠,溶液显碱性,反应后溶液显中性,所以CH3COOH就得稍过量一些

③中性溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,根据醋酸的电离平衡常数为Ka=c(CH3COO-)×c(H+)/c(CH3COOH)即可求解

(4)一水合氨的电离程度大于碳酸的一级电离程度则碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=c(NH3·H2O)c(H2CO3)/c(NH4+)c(HCO3-)=KW/(KKa1)进行求解

(1)0.10 mol/L CH3COOH溶液,醋酸是一元酸,如果醋酸是强电解质,溶液的pH是1,如果大于1,则证明醋酸是弱电解质,故正确;

因两种溶液的浓度未知,无法证明醋酸是否完全电离,所以不能证明电解质的强弱,故错误;

③将pH=2CH3COOH溶液加水稀释100倍后,两者pH的相差小于2个单位,即pH<4,则证明醋酸为弱电解质,故错误;

④如果醋酸是强电解质,则CH3COONa是强酸强碱盐,其水溶液呈中性,若常温下醋酸钠溶液pH>7,则可证明醋酸是弱电解质,故正确。

综上所述本题选①④。

(2)25℃时,0.10 mol/LCH3COOH的电离度为1%,溶液中氢离子浓度为0.10×1%=1×10-3mol/L则该溶液的pH=3;醋酸溶液中的氢氧根离子浓度=10-11mol/L,醋酸溶液中的氢氧根离子浓度等于水电离出的c(H+),所以由醋酸电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)之比为10-3:10-11=108:1;

综上所述,本题答案是:3108

(3)①反应后溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-),所以c(Na+)=c(CH3COO-);各离子浓度大小关系为:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-) ;综上所述本题答案是:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-) 。

V1:V2=2:1,则酸碱恰好完全反应生成醋酸钠,溶液显碱性,反应后溶液显中性,所以CH3COOH就得稍过量一些因此V1:V2 <2:1;综上所述本题答案是:<。

中性溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,根据醋酸的电离平衡常数为Ka=1.8×10-5Ka=c(CH3COO-)×c(H+)/c(CH3COOH)=1.8×10-5所以c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=1.8×10-5/ c(H+)=1.8×10-5/10-7=180;综上所述本题答案是:180。

(4)一水合氨的电离程度大于碳酸的一级电离程度则碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度c(NH4+)>c(HCO3-);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=c(NH3·H2O)c(H2CO3)/c(NH4+)c(HCO3-)=KW/(KKa1)=10-14/(2×10-5×4×10-7)= 1/8001.25×10-3综上所述本题答案是:>;1/8001.25×10-3

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