Question

16．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性．在25℃时，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH＜7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色．而要精确测定溶液的pH，需用pH计．pH计主要通过测定溶液中H⁺浓度来测定溶液的pH．
（1）已知水中存在如下平衡：H₂O+H₂O?H₃O⁺+OH^-△H＞0现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是A（填字母）．
A．向水中加入NaHSO₄
B．向水中加入Al₂（SO₄）₃
C．加热水至100℃[其中c（H⁺）=1×10^-6 mol•L^-1]
D．在水中加入Na₂CO₃
（2）现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显淡黄色，溶液呈中性（填“酸”、“碱”或“中”）；若用pH计测定，则pH＜7（填“＞”、“＜”或“=”），溶液呈中性（填“酸”、“碱”或“中”）．
（3）现有25℃时0.1mol•L^-1的氨水．请回答以下问题：
①若向氨水中加入少量硫酸铵固体，此时溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7，此时c（NH₄⁺）=a mol•L^-1，则c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$amol•L^-1
③若向氨水中加入稀硫酸，使其恰好中和，写出反应的离子方程式：NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O；所得溶液的pH＜7（填“＞”、“＜”或“=”），用离子方程式表示其原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺
④若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1：1，则所得溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序是c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）使水的电离平衡向右移动的方法有：升高温度、加入含有弱根离子的盐等，如果溶液呈酸性，说明加入的物质和氢氧根离子反应，导致溶液中氢氧根离子浓度小于氢离子浓度而使溶液呈酸性；
（2）100℃沸水显示中性，根据中性环境下pH试纸的颜色来确定即可；在25℃时，水的pH=7，温度升高，则pH增大，水在任何温度下均为中性；
（3）①向氨水中加入硫酸铵，抑制一水合氨电离；
②溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒判断离子浓度；
③若向氨水中加入硫酸，二者恰好反应生成硫酸铵，硫酸铵是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性；
④0.1mol•L^-1的氨水与pH=1的硫酸混合，硫酸浓度为0.5mol/L，且氨水与硫酸的体积比为1：1，生成硫酸铵．

解答 解：（1）A．向水中加入Al₂（SO₄）₃，强酸弱碱盐能水解，铝离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铝，从而促进水电离，导致溶液中C（OH^-）＜C（H⁺），溶液呈酸性，故A正确；
B．在水中加入NaHSO₄，溶解后电离出氢离子，抑制水电离，平衡向左移动，且溶液中C（H⁺）＞C（OH^-），溶液呈酸性，故B错误；
C．水的电离是吸热反应，加热至100℃，促进水电离，溶液C（OH^-）=C（H⁺），溶液呈中性，故C错误；
D．在水中加入Na₂CO₃，促进水的电离，C（H⁺）＜C（OH^-），水解显碱性，故D错误；
故答案为：A；
（2）100℃沸水仍然是中性的，pH试纸测定溶液的酸碱性时，中性溶液不变色，所以是淡黄色的，温度升高会促进水的电离，所以水的pH会减小，pH=6＜7为中性，水在任何温度下均为中性的，若用pH计测定，则溶液呈中性；
故答案为：淡黄；中；＜；中；
（3）①向氨水中加入硫酸铵，铵根离子浓度增大抑制一水合氨电离，平衡向左移动，则氢氧根离子物质的量减小，一水合氨分子物质的量增大，所以溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$ 减小，故答案为：减小；
②混合溶液呈中性，所以c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒得c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），所以c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（NH₄⁺）=$\frac{1}{2}$amol•L^-1，
故答案为：$\frac{1}{2}$amol•L^-1；
③若向氨水中加入硫酸，二者恰好反应生成硫酸铵，反应的离子方程式为NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O，硫酸铵为强酸弱碱盐，铵根离子水解而使其溶液呈酸性，pH＜7，水解离子方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性则c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O；＜；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
④0.1mol•L^-1的氨水与pH=1的硫酸混合，硫酸浓度为0.5mol/L，且氨水与硫酸的体积比为1：1，生成硫酸铵，溶液中存在电荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-），铵根离子水解程度较小，所以c（SO₄^2-）＞c（H⁺），则离子浓度大小顺序是 c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

点评 本题考查弱电解质的电离平衡，为高频考点，把握电离平衡移动、酸碱混合计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．