Question

9．运用化学反应原理研究溶液的组成与性质具有重要意义．请回答下列问题：
（1）氨水显弱碱性，若用水稀释0.1mol•L^-1的氨水，溶液中随着水量的增加而增大的是②④（填写序号）
①$\frac{{c（N{H_3}•{H_2}O）}}{{c（N{H_4}^+）}}$    ②$\frac{{c（{H^+}）}}{{c（O{H^-}）}}$   ③c（H⁺）和c（OH^-）的乘积     ④c（H⁺）
（2）室温下，将0.01mol•L^-1 NH₄HSO₄溶液与0.01mol•L^-1烧碱溶液等体积混合，所得溶液中所有离子的物质的量浓度大小关系为c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）（用具体离子的浓度表达式回答）．
（3）已知：25℃时，Ksp（AgCl）=1.6×10^-10（mol•L^-1）²，Ksp（AgI）=1.5×10^-16（mol•L^-1）²．在25℃条件下，向0.1L0.002mol•L^-1的NaCl溶液中逐滴加入O.1L0.002mol•L^-1的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，从难溶电解质的溶解平衡角度解释产生沉淀的原因是c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl），向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol•L^-1的NaI溶液，观察到白色沉淀转化为黄色沉淀，产生该现象原因是（用离子方程式回答）AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
（4）在25℃条件下，将a mol•L^-1的醋酸与b mol•L^-1的烧碱溶液等体积混合（混合后体积为混合前体积之和），充分反应后所得溶液显中性．则25℃条件下所得混合溶液中醋酸的电离平衡常数为$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$mol•L^-1（用含a、b的式子表示）．
（5）用惰性电极电解含有NaHCO₃的NaCl溶液，假设电解过程中产生的气体全部逸出，测得溶液pH变化如右图所示．则在0→t₁时间内，阳极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，溶液pH升高比较缓慢的原因是（用离子方程式回答）HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）用水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，由NH₃．H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，但溶液的体积增大的多，则c（OH^-）减小，加水促进电离，则n（NH₃．H₂O）减少；
（2）向 NH₄HSO₄中滴加NaOH溶液，当二者物质的量相同时，c（Na⁺）=c（SO₄^2-），但此时溶液中还有NH₄⁺，NH₄⁺水解使溶液呈酸性，因此要使溶液呈中性，则还需继续滴入NaOH；
（3）根据Qc与Ksp的相对大小来确定有没有沉淀产生，溶解度越小越易形成沉淀；
（4）将a mol•L^-1的氨水与b mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根据k的公式计算；
（5）用惰性电极电解混合溶液时，分两段进行，第一段：相当于电解氯化钠溶液，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时生成氢氧化钠，氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水，当氯离子完全析出后，发生第二段电解，第二段电解：相当于电解碳酸氢钠和碳酸钠的混合液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，实际上相当于电解水．

解答 解：（1）①由NH₃．H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，加水促进电离，则c（NH₃．H₂O）减少，c（OH^-）减小，平衡正向移动，所以NH₃．H₂O分子减小的程度大，$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{H}_{4}^{+}）}$减小，故错误；
②由NH₃．H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，加水促进电离，n（OH^-）增大，但溶液的体积增大的多，则c（OH^-）减小，c（H⁺）和c（OH^-）的乘积不变，则c（H⁺）增大，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$增大，故正确；
③因加水稀释时，温度不变，则c（H⁺）和c（OH^-）的乘积不变，故错误；
④由NH₃．H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，加水促进电离，n（OH^-）增大，但溶液的体积增大的多，则c（OH^-）减小，c（H⁺）和c（OH^-）的乘积不变，则c（H⁺）增大，故正确；
故答案为：②④；
（2）NH₄HSO₄中滴入NaOH溶液，NaOH首先与NH₄HSO₄电离出的H⁺作用，因为H⁺结合OH^-的能力比NH₄⁺结合OH^-的能量强（原因是产物H₂O比NH₃•H₂O更难电离）．当加入等摩尔的NaOH时，正好将H⁺中和，此时c（Na⁺）=c（SO₄^2-），但此时溶液中还有NH₄⁺，NH₄⁺水解使溶液呈酸性，则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案为：c（Na⁺）=c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）Qc=c（Ag⁺）．c（Cl^-）=0.001mol•L^-l×0.001mol•L^-l=10^-6＞Ksp（AgCl），所以有沉淀，K_SP（AgCl）＞K_SP（AgI）沉淀转化，所以AgCl会转化为AgI，白色沉淀转化为黄色沉淀，离子反应为AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq），
故答案为：c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl）；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）；
（4）将a mol•L^-1的氨水与b mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=$\frac{b}{2}$mol/L，混合后反应前c（NH₃•H₂O）=$\frac{a}{2}$mol/L，则反应后c（NH₃•H₂O）=（$\frac{a}{2}$-$\frac{b}{2}$）mol/L，
则k=$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）×c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{\frac{b}{2}×1{0}^{-7}}{\frac{a}{2}-\frac{b}{2}}$=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$，
故答案为：$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$；
（5）在0→t₁时间内，相当于电解氯化钠溶液，阳极上氯离子放电，电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极上氢离子放电，电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑；用惰性电极电解氯化钠溶液时，阳极上析出氯气，阴极上析出氢气，同时溶液中还有氢氧化钠生成，氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠，离子反应方程式为OH^-+HCO₃^-═H₂O+CO₃^2-，所以溶液pH升高比较缓慢，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．

点评 本题考查较为综合，涉及电化学知识、弱电解质的电离以及沉淀溶解平衡，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，难度较大，注意相关计算公式的运用．