Question

18．由Na⁺，Ba²⁺，NH₄⁺，CH₃COO^-，Cl^-，OH^-，SO₄^2-离子可组成A，B，C，D 4种强电解质，阴离子互相不重复；已知：（1）A，B溶液中水的电离程度相同，A，C溶液的pH均大于7；（2）B，C混合只产生刺激性气味的气体；C，D溶液混合只生成白色沉淀；A，D溶液混合无现象．试推断：
（1）写出化学式：A：CH₃COONa D：Na₂SO₄
（2）常温下，0.1mol/L B溶液的pH=x，则B溶液中c（H⁺）-c（NH_3•H₂O）=1×10^（x-14）（用含x关系式表示）
（3）将等体积，等物质的量浓度的B，C溶液混合，反应后各离子浓度由大到小的顺序是：c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．
（4）常温，将0.005mol/L 的C溶液和  0.00125mol/L的盐酸充分反应，所得溶液的pH=11，若溶液体积可以相加，则C溶液和盐酸的体积比是1：4．

Answer 1

分析 （1）有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子（每种物质只含有一种阴离子且互不重复），
①A、C溶液pH均大于7，说明一种是强碱，一种是弱酸强碱盐，弱酸强碱盐是醋酸钠；
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀，说明一种溶液含有钡离子，一种溶液含有硫酸根离子；
B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，说明一种溶液含有铵根离子，一种溶液含有氢氧根离子，A溶液和D溶液混合时无明显现象，且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同，所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠，据此分析；
（2）根据溶液中电荷守恒、物料守恒计算c（H⁺）-c（NH₃•H₂O）；
（3）根据题意知，氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等，混合后，溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡，氯化钡和氢氧化钡的浓度相等，氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍，根据溶液中的溶质性质确定离子浓度关系；
（4）混合溶液的pH=11，则溶液中氢氧根离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3 mol/L，根据c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{混合溶液体积}$计算氢氧化钡和盐酸的体积之比．

解答 解：①A、C溶液的pH均大于7，应为醋酸盐和碱溶液，A、B的溶液中水的电离程度相同，则溶液水解程度相同；
②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀，B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，A溶液和D溶液混合时无明显现象，则说明C为Ba（OH）₂，D为Na₂SO₄，则B为NH₄Cl，A为CH₃COONa，
（1）根据题中信息推断出各物质分别为：A为CH₃COONa，B为NH₄Cl，C为Ba（OH）₂，D为Na₂SO₄，
故答案为：CH₃COONa；Na₂SO₄；
（2）根据溶液中电荷守恒得c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），根据溶液中物料守恒得 c（NH₃．H₂O）+c（NH₄⁺）=c（Cl^-），将两个等式相减得c（H⁺）-c（NH₃•H₂O）=c（OH^-）=1×10^（x-14），故答案为：1×10^（x-14）；
（3）根据题意知，氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等，混合后，溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡，氯化钡和氢氧化钡的浓度相等，氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍，溶液中氢氧根离子浓度最大，钡离子和氯离子浓度相等，氨水是弱碱部分电离导致氯离子浓度大于铵根离子浓度，溶液呈碱性，氢离子浓度最小，所以溶液中离子浓度大小顺序是c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺），
故答案为：c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）；
（4）混合溶液的pH=11，则溶液中氢氧根离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3 mol/L，设氢氧化钡的体积为X，盐酸的体积为Y，c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{混合溶液体积}$=$\frac{0.005×2×X-0.00125Y}{X+Y}$=10^-3 mol/L，X：Y=1：4，故答案为：1：4．

点评 本题以化合物的推断为载体考查了物质的量的有关计算、离子浓度大小的比较等知识点，明确物质的性质是推断化合物的关键，本题的难点是判断溶液中离子浓度大小的比较，根据物料守恒和电荷守恒来判断即可，难点较大．