Question

3．已知某溶液中只存在OH^-、H⁺、NH₄⁺、Cl^-四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序可能有如下四种关系：
①c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
②c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）
③c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
④c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）
填写下列空白：
（1）若溶液中只溶解一种溶质，则该溶质是NH₄Cl，上述四种离子浓度的大小顺序为①（填序号）．
（2）若四种离子的关系符合③，则溶质为NH₄Cl和NH₃•H₂O；若四种离子的关系符合④，则溶质为NH₄Cl和HCl．
（3）将pH相同的NH₄Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，下面图象正确的是B（填图象符号）．

（4）若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c（HCl）小于c（NH₃•H₂O）（填“大于”“小于”或“等于”，下同）；混合前酸中c（H⁺）和碱中c（OH^-）的关系为c（H⁺）大于c（OH^-）．
（5）如图所示，烧杯中盛放的溶液为盐酸，接通电流表G后，指针发生偏转，则负极材料是Zn，正极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．

Answer 1

分析 （1）任何水溶液中都有OH^-、H⁺，若溶质只有一种则为NH₄Cl，利用铵根离子水解使溶液显酸性来分析；
（2）由③中离子的关系可知溶液显碱性，且c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），则溶液为氯化铵和氨水的混合溶液；由④中的离子关系可知溶液显酸性，且c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺），则溶液为盐酸与氯化铵的混合溶液；
（3）pH相同的NH₄Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，盐酸为强电解质，则pH变化程度大，而稀释时促进氯化铵中铵根离子水解，则pH变化小；
（4）体积相等稀盐酸和氨水混合，若浓度相等，则恰好完全反应生成氯化铵，溶液显酸性，则溶液恰好呈中性时应为氨水与氯化铵的混合溶液来分析；
（5）根据金属的活泼性及原电池的工作原理来分析．

解答 解：（1）因任何水溶液中都有OH^-、H⁺，若溶质只有一种则为NH₄Cl，铵根离子水解方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，则c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），水解显酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），又水解的程度很弱，则c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），即①符合，
故答案为：NH₄Cl；①；
（2）③中离子的关系可知溶液显碱性，且c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），则溶液为氯化铵和氨水的混合溶液，
其溶质为NH₄Cl、NH₃．H₂O；④中的离子关系可知溶液显酸性，且c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺），则溶液为盐酸与氯化铵的混合溶液，其溶质为HCl、NH₄Cl，
故答案为：NH₄Cl和NH₃•H₂O；NH₄Cl和HCl；
（3）pH相同的NH₄Cl溶液和HCl溶液稀释时氢离子的浓度都变小，则pH都变大，但盐酸为强电解质，则pH变化程度大，而氯化铵水解显酸性，稀释促进水解，氢离子浓度减小的倍数小于盐酸中氢离子浓度的变化，则pH变化小，只有B符合题意，
故答案为：B；
（4）因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合，溶液中的溶质为氯化铵，溶液显酸性，而该溶液恰好呈中性，则应为氨水与氯化铵的混合溶液，即c（HCl）＜c（NH₃•H₂O），
而HCl为强电解质，完全电离，NH₃．H₂O为弱电解质，不完全电离，则混合前酸中c（H⁺）和碱中c（OH^-）的关系为c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：小于；大于；
（5）由图2可知，Zn比Cu活泼，Zn作负极，由Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，则正极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：Zn；2H⁺+2e^-=H₂↑．

点评 本题较难，考查学生利用离子的关系来分析溶液中的溶质，明确溶液中的电离和水解是解答本题的关键，并注意（3）、（4）是学生解答的难点，与强酸、弱酸的稀释相似．