Question

19．依据水溶液中的离子平衡规律，回答下列问题．
（1）25℃时，若体积为V_a、pH=a的某一元强酸与体积为V_b、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知V_a＜V_b和a=0.5b，则 a的取值范围是3.5＜a＜$\frac{14}{3}$．
（2）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，上述浓缩液中含有I^-、Cl^-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$为：4.7×10^-7．（已知K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（AgI）=8.5×10^-17）．
（3）室温下，0.1mol/L NaClO溶液的pH大于0.1mol/L Na₂SO₃溶液的pH．（选填“大于”、“小于”或“等于”）． 浓度均为0.1mol/L 的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2-、CO₃^2-、HSO₃^-、HCO₃^-浓度从大到小的顺序为HSO₃^-＞HCO₃^-＞SO₃^2-＞CO₃^2-．（已知：H₂SO₃；K_i1=1.54×10^-2； K_i2=1.02×10^-7；HClO；K_i1=2.95×10^-8；H₂CO₃；K_i1=4.3×10^-7；K_i2=5.6×10^-11）

Answer 1

分析 （1）酸、碱都是一元强电解质，pH=a的一元强酸溶液中氢离子浓度=10^-a mol/L，pH=b的一元强碱中氢氧根离子浓度=10 ^b-14 mol/L，二者恰好反应时，说明酸和碱的物质的量相等，据此分析解答；
（2）AgCl开始沉淀时，说明溶液中的c（I^-）和c（Cl^-）均已达到饱和状态，所以溶液中$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{\frac{Ksp（AgI）}{c（A{g}^{+}）}}{\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}}$=$\frac{Ksp（AgI）}{Ksp（AgCl）}$；
（3）酸的电离常数越大，酸性越强，其盐的水解程度越小；水解程度越大，溶液中酸根离子浓度越小．

解答 解：（1）酸、碱都是一元强电解质，pH=a的一元强酸溶液中氢离子浓度=10^-a mol/L，pH=b的一元强碱中氢氧根离子浓度=10 ^b-14 mol/L，二者恰好反应时，酸和碱的物质的量相等，即：10^-a mol/L×V_aL=10 ^b-14 mol/L×V_bL，
$\frac{{V}_{a}}{Vb}$=$\frac{1{0}^{b-14}}{1{0}^{-a}}$=10 ^a+b-14，V_a＜V_b，所以10 ^a+b-14＜1，所以a+b＜14，
又a=0.5b，所以3a＜14，所以a＜$\frac{14}{3}$；b＞7，a=0.5b＞0.5×7=3.5，所以3.5＜a＜$\frac{14}{3}$，
故答案为：3.5＜a＜$\frac{14}{3}$；
（2）AgCl开始沉淀时，说明溶液中的c（I^-）和c（Cl^-）均已达到饱和状态，所以溶液中$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{\frac{Ksp（AgI）}{c（A{g}^{+}）}}{\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}}$=$\frac{Ksp（AgI）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{8.5×1{0}^{-17}}{1.8×1{0}^{-10}}$=4.7×10^-7，
故答案为：4.7×10^-7；
（3）向NaClO溶液中通入少量二氧化碳，生成HClO和HCO₃^-，离子方程式为ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-；酸的电离常数越大，酸性越强，其盐的水解程度越小，HClO电离常数小于H₂SO₃，所以NaClO的水解程度大，浓度相同时NaClO溶液的pH大于Na₂SO₃ 溶液的pH；水解程度越大，溶液中酸根离子浓度越小，水解程度：CO₃^2-＞SO₃^2-＞HCO₃^-＞HSO₃^-，则溶液中离子浓度：HSO₃^-＞HCO₃^-＞SO₃^2-＞CO₃^2-；
故答案为：大于；HSO₃^-＞HCO₃^-＞SO₃^2-＞CO₃^2-．

点评 本题考查了盐类水解、弱电解质的电离、溶度积的有关计算等知识点，根据弱电解质电离特点、盐类水解特点来分析解答即可，注意把握电离常数与酸性强弱的关系，题目难度中等．