Question

物质在水溶液中可能存在电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡，它们都可看做是化学平衡的一种。请根据所学化学知识回答下列问题：

Ⅰ、已知0.01mol/L的NaHCO₃溶液呈碱性。

(1)该溶液中存在着三个平衡体系，用电离方程式或离子方程式表示：

①                   ②                       ③                           。

（2）溶液中共有         种不同的粒子（指分子和离子）。

（3）该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是：                                   。

（4）向该溶液中加入AlCl₃溶液，有白色胶状沉淀生成，同时产生一种无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出该反应的离子方程式：                             。

 

Answer 1

【答案】

(1)  ① HCO₃^－H^＋ ＋ CO₃^2－  ②  HCO₃^－ ＋ H₂OH₂CO₃ ＋ OH^－

 ③ H₂OH^＋ ＋ OH^－  （不论先后顺序） 。

（2）7           （3）c(Na^＋)＞c(HCO₃^－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)＞c(CO₃^2－)

（4）3HCO₃^－ + Al³⁺  === Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑

【解析】（1）碳酸氢钠是弱酸的酸式盐，存在电离平衡和水解平衡，另外溶液中还有水的电离平衡，方程式为HCO₃^－H^＋ ＋ CO₃^2－ 、HCO₃^－ ＋ H₂OH₂CO₃ ＋ OH^－、H₂OH^＋ ＋ OH^－ 。

（2）根据平衡方程式可知，溶液中存在的微粒有H^＋、OH^－、Na^＋、HCO₃^－、CO₃^2－、H₂CO₃、H₂O，共计7种。

（3）由于溶液显碱性，说明HCO₃^－的水解程度大于HCO₃^－的电离程度，所以溶液中的离子浓度由大到小的顺序是c(Na^＋)＞c(HCO₃^－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)＞c(CO₃^2－)。

（4）根据现象可知白色沉淀是氢氧化铝，气体是CO₂，所以方程式为3HCO₃^－ + Al³⁺  === Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑。

Ⅱ、有盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：

（1）若三种溶液的浓度均为0.1 mol•L^-1，其c(H⁺) 依次为a mol•L^-1，b mol•L^-1，c mol•L^-1，其大小顺序为                       ；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次是V₁L、V₂L、V₃L，其大小关系为                      。

（2）若三种溶液的pH都为2，分别取10mL上述溶液加水稀释至1000mL,此时三种溶液的pH₁、pH₂、pH₃之间的关系为                  （用“＜”、“＞”或“=”表示，pH₁ ——代表盐酸、 pH₂ ——代表硫酸、pH₃ ——代表醋酸）

【答案】（1）b＞a＞c              V₂＜V₁=V₃             （2）pH₁=pH₂＞pH₃

【解析】（1）硫酸是二元强酸，盐酸是一元强酸，醋酸是一元弱酸，所以在浓度相同的条件下氢离子浓度大小顺序是b＞a＞c。盐酸和醋酸的物质的量是相同的，中和氢氧化钠的物质的量是相同的，所以答案是V₂＜V₁=V₃。

（2）由于弱酸存在电离平衡，所以在稀释过程中氢离子的物质的量是增加的，而强酸在稀释过程中氢离子的物质的量是不变的，因此稀释后pH大小顺序是pH₁=pH₂＞pH₃。

Ⅲ、已知含有足量AgCl固体的饱和溶液中存在如下平衡：AgCl(s)Ag^＋(aq)＋Cl^－(aq),且在25℃时，AgCl的K_sp=1.8×10^-10。现将足量AgCl固体分别放入下列液体中：①100mL蒸馏水 ②100mL0.3mol/L AgNO₃溶液   ③100mL0.1mol/L MgCl₂溶液充分搅拌后冷却到25℃时，此时c(Ag^＋)由大到小的顺序为                       （填序号），溶液②中c(Cl^-)=         。

【答案】 ②①③    6×10^-10 mol/L

【解析】根据溶度积常数表达式可知，氯离子浓度越大，银离子浓度就越小，所以c(Ag^＋)由大到小的顺序为②①③。溶液②中c(Ag^＋)＝0.3mol/L，所以c(Cl^-)=1.8×10^-10÷0.3＝6×10^-10 mol/L。