Question

10．常温下，根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题：

NH3•H2O	2×10-5
HNO2	7×10-4
HClO	3×10-8
H2CO3	K1=4×10-7     K2=4×10-11

（1）常温下，等浓度的NH₄NO₃和NH₄NO₂两份溶液，测得NH₄NO₂溶液中c（NH₄⁺）较小，试分析原因：NO₂^-水解显碱性，对铵根离子水解起到促进作用．0.1mol•L^-1NH₄NO₂溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（NO₂^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），NO₂^-水解反应的平衡常数K_h=1.4×10^-11  mol•L^-1（保留两位有效数字）．
（2）常温下，用氨水吸收CO₂得到NH₄HCO₃溶液，其pH＞7 （填“＞”、“＜”或“=”）；反应NH₃•H₂O+H₂CO₃?NH₄⁺+HCO₃^-+H₂O的平衡常数K=800．
（3）少量CO₂通入到过量的NaClO溶液中发生反应的离子方程式ClO^-+CO₂+H₂O═HCO₃^-+HClO：

Answer 1

分析 （1）相同温度下等浓度的NH₄NO₃和NH₄NO₂两份溶液，测得NH₄NO₂溶液中c（NH₄⁺）较小是因为NO₂^-是弱酸阴离子水解显碱性，铵根离子水解显酸性，二者水解相互促进，NH₃•H₂O电离平衡常数小于HNO₂，铵根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度，溶液显酸性，亚硝酸铵溶液中水解平衡：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-，依据水解平衡常数表达式，分子和分母都乘以氢离子浓度得到水解平衡常数Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HN{O}_{2}）}{c（N{{O}_{2}}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HN{O}_{2}）}{c（N{{O}_{2}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$；
（2）根据盐类水解规律，已知NH₃．H₂O的电离平衡常数K=1.75×10^-5，H₂CO₃的电离平衡常数K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11，越弱越水解判断；反应NH₃•H₂O+H₂CO₃?NH₄⁺+HCO₃^-+H₂O的平衡常数K=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Kb×K{a}_{1}}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$进行计算；
（3）酸性强弱HClO＞HCO₃^-，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸；

解答 解：（1）相同温度下等浓度的NH₄NO₃和NH₄NO₂两份溶液，测得NH₄NO₂溶液中c（NH₄⁺）较小，是因为NO₂^-是弱酸阴离子水解显碱性，铵根离子水解显酸性，二者水解相互促进；NH₃•H₂O电离平衡常数小于HNO₂，铵根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度，溶液显酸性，溶液中离子浓度大小为：c（NO₂^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；依据NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-，水解平衡常数表达式Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HN{O}_{2}）}{c（N{{O}_{2}}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HN{O}_{2}）}{c（N{{O}_{2}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{7×1{0}^{-4}}$=1.4×10^-11；
故答案为：NO₂^-水解显碱性，对铵根离子水解起到促进作用，c（NO₂^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；1.4×10^-11；
（2）根据盐类水解规律，已知NH₃．H₂O的电离平衡常数K=1.75×10^-5，H₂CO₃的电离平衡常数K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11，所以碳酸氢根的水解程度更大，所以NH₄HCO₃显碱性，PH＞7，反应NH₄⁺+HCO₃^-+H₂O═NH₃．H₂O+H₂CO₃的平衡常数K=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Kb×K{a}_{1}}{c（{H}^{+}）c（O{H}^{-}）}$=$\frac{2×1{0}^{-5}×4×1{0}^{-7}}{1{0}^{-14}}$=800，
故答案为：＞；800；　       
 （3）酸性强弱HClO＞HCO₃^-，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸，离子方程式为ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-，
故答案为：ClO^-+CO₂+H₂O═HCO₃^-+HClO．

点评 本题考查了弱电解质电离平衡、电离平衡常数计算、酸性强弱和盐类水解原理分析、离子方程式等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．