Question

水是生命的源泉、工業的血液、城市的命脈。要保護好河流，河水是主要的飲用水源，污染物通過飲用水可直接毒害人體，也可通過食物鏈和灌溉農田間接危及健康。

請回答下列問題：

 

(1)純水在100 ℃時，pH＝6，該溫度下1 mol·L－1的NaOH溶液中，由水電離出的

c(OH－)＝________ mol·L－1。

(2)25 ℃時，向水的電離平衡體系中加入少量碳酸鈉固體，得到pH為11的溶液，其水解方程式為__________，由水電離出的c(OH－)＝__________ mol·L－1。

(3)體積均為100 mL、pH均為2的CH3COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關系如上圖所示，則HX的電離平衡常數________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的電離平衡常數。理由是__________________________________。

(4)電離平衡常數是衡量弱電解質電離程度強弱的物理量。已知：

化學式	電離常數(25 ℃)
HCN	K＝4.9×10－10
CH3COOH	K＝1.8×10－5
H2CO3	K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11

 

①25 ℃時，有等濃度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液，三溶液的pH由大到小的順序為____________________________。

②向NaCN溶液中通入少量的CO2，發生反應的化學方程式為__________________

(5)25 ℃時，在CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中，若測得pH＝6，則溶液中c(CH3COO－)－c(Na＋)＝________ mol·L－1(填精確值)，c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝________。

 

Answer 1

(1)10－12　(2)CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－　10－3　(3)小于　稀釋相同倍數，一元酸HX的pH變化量比CH3COOH的小，故酸性較弱，電離平衡常數較小　(4)①pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液)　②NaCN＋H2O＋CO2=HCN＋NaHCO3　(5)9.9×10－7　18

【解析】(1)純水在100 ℃時，pH＝6，即c(H＋)＝c(OH－)＝10－6，可知Kw＝10－12,1 mol·L－1的NaOH溶液中由水電離出的c(OH－)取決于溶液中的c(H＋)，即c水電離(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。(2)碳酸鈉的水解反應分步進行，以第一步為主，強堿弱酸鹽溶液呈堿性，由水電離出的c(OH－)或c(H＋)取決于溶液中的c(OH－)，為10－3 mol·L－1。(3)HX的pH變化量比醋酸的小，酸性較弱，電離平衡常數較小。(4)強堿弱酸鹽對應的酸的酸性越弱，其水解程度就越大，pH越大，弱酸的電離平衡常數越小。其中Na2CO3對應的是K2＝5.6×10－11，H2CO3的K1大于K(HCN)，K2小于K(HCN)，因此向NaCN溶液中通入少量的CO2，產物應是NaHCO3。(5)溶液中存在電荷守恒：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝9.9×10－7 (mol·L－1)。通過電離平衡常數的表達式可知c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝K(CH3COOH)/c(H＋)＝18。