Question

14．按要求回答下列问题：
（1）实验室常用NaOH溶液来进行洗气和提纯，当100mL3mol/L的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO₂时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；．
（2）常温下向一定体积的0.1mol/L醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是CD．
A．溶液中导电粒子的数目减小
B．醋酸的电离程度增大，c（H⁺）亦增大
C．溶液中$\frac{{c（C{H_3}CO{O^-}）}}{{c（C{H_3}COOH）•c（O{H^-}）}}$不变
D．溶液中$\frac{{c（C{H_3}CO{O^-}）}}{{c（O{H^-}）}}$减小
（3）①常温下将0.15mol/L稀硫酸V₁mL与0.1mol/LNaOH溶液V₂mL混合，所得溶液的pH为1，则V₁：V₂=1：1（溶液体积变化忽略不计）．
②常温下若溶液由pH=3的HA溶液V₁mL与pH=11的NaOH溶液V₂mL混合而得，则下列说法正确的是
A．若反应后溶液呈中性，则c（H⁺）+c（OH^-）=2×10^-7mol/L
B．若V₁=V₂，反应后溶液pH一定等于7
C．若反应后溶液呈酸性，则V₁一定大于V₂
D．若反应后溶液呈碱性，则V₁一定小于V₂
（4）常温下，浓度均为0.1mol/L的下列五种溶液的pH值如表所示：

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1

①根据表中数据，将浓度均为0.01mol/L的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是A．
A．HCN        B．HClO        C．H₂CO₃        D．CH₃COOH
②根据以上数据，判断下列反应可以成立的是AB．
A．CH₃COOH+Na₂CO₃═NaHCO₃+CH₃COONa
B．CH₃COOH+NaCN═CH₃COONa+HCN
C．CO₂+H₂O+2NaClO═Na₂CO₃+2HClO
D．NaHCO₃+HCN═NaCN+CO₂+H₂O
（5）几种离子开始沉淀时的pH如表：

离子	Fe2+	Cu2+	Mg2+
pH	7.6	5.2	10.4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺离子的溶液中滴加NaOH溶液时，Cu²⁺（填离子符号）先沉淀，Ksp[Fe（OH）₂]＜Ksp[Mg（OH）₂]（填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）n（NaOH）=3mol/L×0.1L=0.3mol，n（CO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，设生成的碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y，则x+y=0.2、2x+y=0.3，解得：x=0.1、y=0.1，即碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量都是0.1mol，碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液呈碱性，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，再结合物料守恒判断；
（2）加水稀释促进醋酸电离，溶液中醋酸根离子浓度、醋酸分子浓度、氢离子浓度都减小，氢氧根离子浓度增大；
（3）①所得溶液的pH值为1，溶液中氢离子浓度为1×10^-1mol•L^-1，说明氢离子过量，根据题中稀硫酸和氢氧化钠溶液体积列式计算出V₁：V₂的比值；
②A．若反应后溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol/L；
B．若V₁=V₂，反应后溶液pH等于7或小于7；
C．若反应后溶液呈酸性，V₁可能等于V₂；
D．如果溶液呈碱性，则溶液可能是碱和盐溶液，也可能只是盐溶液；
（4）①相同浓度的钠盐溶液，酸的酸性越弱，则酸根离子水解程度越大，根据钠盐溶液pH确定酸的强弱；相同浓度的不同酸，加水稀释促进弱酸电离，则稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸溶液稀释过程中pH变化越小；
②酸根离子水解程度越强，则酸的酸性越弱，结合强酸制取弱酸分析；
（5）生成沉淀需要的pH越小，则该离子先沉淀；根据离子积常数计算其溶度积常数．

解答 解：（1）实验室常用NaOH溶液来进行洗气和提纯，当100mL3mol/L的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO₂时，n（NaOH）=3mol/L×0.1L=0.3mol，n（CO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，n（NaOH）：n（CO₂）=3：2，二者会发生反应为：3NaOH+2CO₂=Na₂CO₃+NaHCO₃+H₂O，根据物料守恒可得c（Na⁺）最大，CO₃^2-、HCO₃^-都会发生水解反应，消耗水电离产生的H⁺，使溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），溶液显碱性，由于CO₃^2-水解程度大于HCO₃^-的水解程度，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），但是盐水解的程度是微弱的，主要以盐电离产生的离子存在，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），所以所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）A．在醋酸溶液中存在电离平衡：CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，A．当加水稀释时，醋酸的电离平衡正向移动，电离程度增大，所以溶液中导电粒子的数目增加，故A错误；
B．加水稀释，醋酸的电离程度增大，但是由于稀释使离子浓度减小的趋势大于电离平衡正向移动使离子浓度增大的趋势，所以溶液中c（H⁺）、c（CH₃COO^-）减小，故B错误；
C．溶液中$\frac{{c（C{H_3}CO{O^-}）}}{{c（C{H_3}COOH）•c（O{H^-}）}}=\frac{{c（C{H_3}CO{O^-}）•c（{H^+}）}}{{c（C{H_3}COOH）•{K_w}}}=\frac{K}{K_w}$不变，故C正确；
D．溶液中c（CH₃COO^-）、c（H⁺）减小，由于溶液中存在水的电离平衡，水的离子积是个常数，所以c（OH^-）增大，故$\frac{{c（C{H_3}CO{O^-}）}}{{c（O{H^-}）}}$减小，故D正确；
故答案为：CD；
（3）①常温下将0.15mol/L稀硫酸V₁mL与0.1mol/LNaOH溶液V₂mL混合，所得溶液的pH为1，则$\frac{0.15mol/L×2×{V}_{1}-0.1mol/L×{V}_{2}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$=0.1mol/L，则V₁：V₂=1：1，
故答案为：1：1；
②A．若反应后溶液呈中性，c（H⁺）V₁=c（OH^-）V₂，由于c（H⁺）=c（OH^-），所以V₁=V₂，则c（H⁺）+c（OH^-）=1×10^-7mol/L+1×10^-7mol/L=2×10^-7mol/L，故A正确；
B．若V₁=V₂，则c（H⁺）=c（OH^-），若酸是强酸，则二者恰好中和，溶液显中性，pH=7；若酸是弱酸，则酸电离产生的氢离子恰好被中和，其中含有大量未电离的酸分子，所以酸过量，反应后溶液显酸性，pH＜7，故反应后溶液pH不一定等于7，故B错误； 
C．若反应后溶液呈酸性，则酸是强酸，则V₁=V₂，若酸是弱酸，V₁可能大于、等于，也可能小于V₂，不一定大于V₂，故V错误； 
D．若反应后溶液呈碱性，由于碱是强碱，则无论酸是强酸还是弱酸，则V₁一定小于V₂，故D正确；
故答案为：AD；
（4）①根据盐的水解规律：有弱才水解，谁弱谁水解，谁强显谁性，越弱越水解，根据盐溶液的pH可知酸的酸性：CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCN＞HCO₃^-，酸的酸性越强，稀释时氢离子的浓度变化越大；酸的酸性越弱，稀释时氢离子的浓度变化越小，所以四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是HCN，选项A正确，
故答案为：A；
②A．由于酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以可以发生反应CH₃COOH+Na₂CO₃=NaHCO₃+CH₃COONa，故A正确；
B．由于酸性CH₃COOH＞HCN，所以可以发生反应：CH₃COOH+NaCN=CH₃COONa+HCN，故B正确；
C．由于酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，所以CO₂+H₂O+2NaClO=Na₂CO₃+2HClO不能发生，故C错误；
D．由于酸性HCN＞HCO₃^-，所以NaHCO₃+HCN=NaCN+CO₂+H₂O不能发生，故D错误；
故答案为：AB；
（5）Fe（OH）₂、Cu（OH）₂、Mg（OH）₂的构型相同，物质的溶度积常数越小，当离子浓度相同时，溶液的pH越小，就越容易形成其沉淀，所以根据形成沉淀的pH数值可知，当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺离子的溶液中滴加NaOH溶液时，Cu²⁺先沉淀，则Ksp[Fe（OH）₂]＜Ksp[Mg（OH）₂]，
故答案为：Cu²⁺；＜．

点评 本题考查电解质溶液中离子浓度大小比较、电离平衡常数、溶度积常数的应用等知识，题目难度中等，注意根据溶液中的溶质及其性质确定溶液中离子浓度大小，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力．