Question

2．盐酸、醋酸和氨水是中学化学中常见的三种物质，某校实验小组利用浓盐酸、冰醋酸和浓氨水分别配制了浓度均为0.1mol•L^-1的三种溶液各100mL并进行相关实验，据此回答下列问题：
（1）配制上述三种溶液的过程中会用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒，以及胶头滴管、100mL容量瓶．
（2）25℃时，利用pH试纸测得0.1mol•L^-1醋酸溶液的pH约为3，则可以估算出醋酸的电离常数约为
10^-5mol•L^-1；向10mL此溶液中加入少量冰醋酸，忽略溶解过程中溶液温度和体积的微小变化，溶液中c（H⁺）/c（CH₃COOH）的值将减小（填“增大”、“减小”或“无法确定”）．
（3）将浓度均为0.1mol•L^-1的盐酸和氨水等体积混合，则
①所得混合溶液显酸性性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），原因是NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用离子方程式表示）
②所得混合溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为：[Cl^-]＞[NH₄⁺]＞[H⁺]＞[OH^-]；
③25℃时，使用pH计测得此混合溶液的pH为a，则混合溶液中c（NH₄⁺ ）=0.05+10^a-14+10^-amol•L^-1（用含a的代数式表示，混合过程中溶液体积的微小变化忽略不计）．

Answer 1

分析 （1）根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶来分析需要的仪器；
（2）弱电解质存在电离平衡，CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，常数Ka=$\frac{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][{H}^{+}]}{[C{H}_{3}COOH]}$，醋酸溶液的pH约为3，氢离子和醋酸根离子浓度为10^-3mol/L，溶液中醋酸溶质浓度近似为0.1mol/L，代入计算得到平衡常数，向10mL此溶液中加入少量冰醋酸，溶解后醋酸溶液浓度增大，醋酸电离程度减小；
（3）①将浓度均为0.1mol•L^-1的盐酸和氨水等体积混合恰好反应生成氯化铵溶液，铵根离子水解溶液显酸性；
②氯化铵溶液水解显酸性；
③依据溶液中电荷守恒计算．

解答 解：（1）由于实验室无450mL容量瓶，故应选择500mL的容量瓶，根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器为烧杯、玻璃棒、托盘天平、100mL容量瓶和胶头滴管，
故答案为：胶头滴管、100mL容量瓶；
（2）25℃时，利用pH试纸测得0.1mol•L^-1醋酸溶液的pH约为3，弱电解质存在电离平衡，CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，常数Ka=$\frac{[C{H}_{3}CO{O}^{-}][{H}^{+}]}{[C{H}_{3}COOH]}$，醋酸溶液的pH约为3，氢离子和醋酸根离子浓度为10^-3mol/L，溶液中醋酸溶质浓度近似为0.1mol/L，则可以估算出醋酸的电离常数约为$\frac{1{0}^{-3}mol/L×1{0}^{-3}mol/L}{0.1mol/L}$=10^-5mol/L，
向10mL此溶液中加入少量冰醋酸，溶解后醋酸溶液浓度增大，醋酸电离程度减小，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$比值减小，
故答案为：10^-5 mol•L^-1；减小；
（3）①将浓度均为0.1mol•L^-1的盐酸和氨水等体积混合恰好反应生成氯化铵溶液，铵根离子水解溶液显酸性，反应的离子方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案为：酸性；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
②将浓度均为0.1mol•L^-1的盐酸和氨水等体积混合恰好反应生成氯化铵溶液，铵根离子水解溶液显酸性，溶液中离子浓度大小为：[Cl^-]＞[NH₄⁺]＞[H⁺]＞[OH^-]，
故答案为：[Cl^-]＞[NH₄⁺]＞[H⁺]＞[OH^-]；
③25℃时，使用pH计测得此混合溶液的pH为a，溶液中存在电荷守恒[Cl^-]+[OH^-]=[NH₄⁺]+[H⁺]，[NH₄⁺]=[Cl^-]+[OH^-]-[H⁺]=0.05+$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-a}}$-10^-a=0.05+10^a-14-10^-a ，
故答案为：0.05+10^a-14-10^-a．

点评 本题考查了溶液配制，弱电解质电离平衡影响因素和电离平衡常数的计算，电解质溶液中离子浓度大小比较、盐类水解的应用，题目难度中等．