Question

2．运用相关原理，回答下列各小题：
（1）常温下，pH=5的NaHSO₄溶液中水的电离程度=pH=9的NH₃•H₂O中水的电离程度（填“＞”、”=”或“＜”）．
（2）等体积等物质的量浓度的NaHSO₄与氨水混合后，溶液呈酸性的原因为NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用离子方程式表示）；常温下，若一定量的NaHSO₄溶液与氨水混合后，溶液PH=7，则c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）（填“＞”、”=”或“＜”，下同）；常温下，用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡，若溶液中SO₄^2-完全沉淀，则反应后溶液的PH＞7．
（3）常温下，amL pH=3的盐酸与bmL pH=11的氨水混合，充分反应．若a=b，则反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（4）现有浓度为0.1mol/L的五种电解质溶液：①Na₂CO₃②NaHCO₃③NaAlO₂④CH₃COONa⑤NaOH．
已知：CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
a．上述五种溶液的pH由小到大的顺序为④＜②＜①＜③＜⑤（填序号）
b．将五种溶液稀释相同的倍数时，其pH变化最大的是⑤（填序号）
c．在上述五种溶液中分别加入AlCl₃溶液后，能产生大量无色无味气体的是①②（填序号）
d．将上述①、②、③、④四种溶液两两混合时，有一组溶液相互间能发生反应，写出该反应的离子方程式HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+CO₃^2-：

Answer 1

分析 （1）pH=5的NaHSO₄溶液中，水的电离c（H⁺）=10^-9mol/L，pH=9的NH₃•H₂O中水的电离c（H⁺）=10^-9mol/L；
（2）等体积等物质的量浓度的NaHSO₄与氨水混合后，反应生成硫酸钠、硫酸铵，铵根离子水解显酸性；PH=7，由电荷守恒分析离子浓度关系；用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡，硫酸根离子完全沉淀，则二者以1：2反应，生成硫酸钡、NaOH；
（3）常温下，a mL pH=3的盐酸与b mL pH=11的氨水混合，充分反应．若a=b，反应后一水合氨又电离出氢氧根离子，溶液呈碱性；
（4）①溶液中溶质浓度相同，氢氧化钠是强碱，电离产生氢氧根离子，pH最大，盐中阳离子相同，酸越弱，其盐的酸根水解程度越大，据此解答．
②根据是否存在平衡分析判断，不存在平衡的pH值变化大；
③碳酸根、碳酸氢根与铝离子发生彻底双水解反应生成氢氧化铝与二氧化碳；
④HCO₃^-、AlO₂^-之间反应．

解答 解：（1）pH=5的NaHSO₄溶液中，水的电离c（H⁺）=10^-9mol/L，pH=9的NH₃•H₂O中水的电离c（H⁺）=10^-9mol/L，则两溶液中水的电离程度相等，
故答案为：=；
（2）等体积等物质的量浓度的NaHSO₄与氨水混合后，反应生成硫酸钠、硫酸铵，铵根离子部分水解溶液显酸性，水解离子反应为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
pH=7，氢离子与氢氧根离子浓度相等，由电荷守恒可知离子浓度关系为：c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）；
用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡，硫酸根离子完全沉淀，则二者以1：2反应，生成硫酸钡、NaOH，溶液显碱性，溶液的pH＞7，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；=；＞；
（3）常温下，a mL pH=3的盐酸与b mL pH=11的氨水混合，充分反应．若a=b，反应后一水合氨又电离出氢氧根离子，溶液呈碱性，溶液中电荷守恒分析，离子浓度的关系为：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）①．①、②、③、④是盐，⑤是碱，浓度相同，碱的PH值最大，①、②、③、④四种盐的阳离子相同，其阴离子对应的酸越弱，酸根的水解程度越大，酸性：醋酸＞碳酸＞碳酸氢根＞偏铝酸，浓度相同，酸根的水解程度越大，pH值越大，故pH为④＜②＜①＜③＜⑤，故答案为：④＜②＜①＜③＜⑤．
②．①②③④都存在水解平衡，当稀释时，盐的弱酸根又水解出部分离子进行补充；氢氧化钠是强碱，完全电离，不存在电离平衡，所以当稀释时，其pH变化最大；
故答案为：⑤；
③碳酸根、碳酸氢根与铝离子发生彻底双水解反应生成氢氧化铝与二氧化碳，NaAlO₂与氯化铝发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀，CH₃COONa与氯化铝不反应，NaOH与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，故答案为：①②；
④NaHCO₃、NaAlO₂的阴离子之间能反应，即HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+CO₃^2-，故答案为：HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+CO₃^2-．

点评 本题考查了溶液中的离子浓度大小比较，题目难度中等，试题涉及盐类水解、电离、离子之间的反应等知识点，综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．