Question

【題目】依據(jù)題目要求回答下列問題。

(1)常溫下，濃度均為0.1 mol/L的下列六種溶液的pH如表所示。

溶質(zhì)	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	C6H5ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述鹽溶液中的陰離子結(jié)合H+能力最強的是________。

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，濃度均為0.01 mol/L的下列五種物質(zhì)的溶液中，酸性最強的是________(填字母編號，下同)；將各溶液分別稀釋100倍，pH變化最小的是________。

a. HCN b.HClO c. C6H5OH d. CH3COOH e. H2CO3

③下列關于NaHCO3飽和溶液的表述，正確的是________

A. c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)

B. c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)

C.HCO3-的電離程度大于HCO3-的水解程度

④根據(jù)上表數(shù)據(jù)，請你判斷下列反應不能成立的是________。

a. CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa

b. CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN

c. CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO

d. CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH

⑤要增大氯水中的濃度，可向氯水中加入少量的碳酸氫鈉溶液，寫出Cl2與HCO3-反應的離子方程式為________。

(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)計算CH3COOH的電離常數(shù)Ka=________(已知100.4=2.5，用科學計數(shù)法表示)

Answer 1

【答案】CO32- d c A d Cl2+HCO3-=CO2+Cl-+HClO 2.5×10-5

【解析】

(1)①弱酸根離子水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸根離子結(jié)合質(zhì)子能力越大；

②酸的酸性越強，酸的電離程度越大，其酸根離子水解程度越小，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越小；加水稀釋促進弱酸電離，相同濃度的不同酸稀釋相同的倍數(shù)，弱酸的酸性越弱，該酸的pH變化越小；

③根據(jù)物料守恒、電荷守恒、質(zhì)子守恒，根據(jù)NaHCO3溶液的pH分析判斷；

④據(jù)強酸制取弱酸的原理分析判斷；

⑤HClO和碳酸氫鈉不反應，鹽酸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳；

(2)根據(jù)電離平衡常數(shù)的定義式及電離平衡常數(shù)與鹽水解常數(shù)關系分析。

(1)①弱酸的酸性越弱，弱酸根離子水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸根離子結(jié)合質(zhì)子能力越大，根據(jù)溶液pH知，CO32-的水解程度最大，則CO32-結(jié)合質(zhì)子能力最強；

②酸的酸性越強，酸的電離程度越大，其酸根離子水解程度越小，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越小，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，酸性最強的酸是CH3COOH，合理選項是d；

弱酸在溶液中存在電離平衡，加水稀釋電離平衡正向移動，促進弱酸電離。相同濃度的不同弱酸稀釋相同的倍數(shù)，弱酸的酸性越弱，該酸的pH變化越小，在上述幾種弱酸中，酸性最弱的酸是C6H5OH，則稀釋相同倍數(shù)時溶液pH變化最小的是C6H5OH，故合理選項是c；

③A.根據(jù)物料守恒可得c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)，A正確；

B.根據(jù)電荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)，B錯誤；

C. HCO3-是弱酸的酸式酸根離子，在溶液中存在電離平衡：HCO3-CO32-+H+，電離產(chǎn)生H+，使溶液顯酸性；也存在水解作用：HCO3-+H2OH2CO3+OH-，水解存在OH-，使溶液顯堿性，由0.1 mol/L NaHCO3的pH=9.7，溶液顯堿性，說明HCO3-的水解程度大于其電離程度，C錯誤；

故合理選項是A；

④據(jù)各種酸對應鈉鹽的pH可知，溶液的酸性：CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>C6H5OH>HCO3-。

a.由于醋酸的酸性比碳酸強，所以反應CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa可以發(fā)生，a不符合題意；

b.由于酸性醋酸的比HCN強，所以CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN可以發(fā)生；b不符合題意；

c.由于酸性：H2CO3>HClO>HCO3-，所以可以發(fā)生反應：CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO，c正確；

d.由于酸性：H2CO3>C6H5OH>HCO3-，所以CO2氣體通入C6H5ONa溶液中，會發(fā)生反應：碳酸的比HClO強，所以碳酸的酸性比苯酚強，苯酚的酸性比HCO3-強，所以CO2+H2O+C6H5ONa=NaHCO3+C6H5OH可發(fā)生，而CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH不能發(fā)生，d錯誤，

故合理選項是d；

⑤在氯水中存在化學平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，由于酸性HCl>H2CO3>HClO>HCO3-，所以HClO和NaHCO3不反應，鹽酸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，所以導致氯水中HClO濃度增大，離子方程式為Cl2+HCO3-+H2O=CO2↑+Cl-+HClO；

(2)CH3COONa在溶液中存在水解平衡：CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-，0.1 mol/L CH3COONa溶液pH=8.8，c(H+)=10-8.8，則由于室溫下水的離子積常數(shù)Kw=10-14，c(OH-)==10-5.2，根據(jù)水解平衡可知水解產(chǎn)生的CH3COOH、OH-濃度相等，水解平衡常數(shù)Kh==10-9.4；由于水解平衡常數(shù)與相應弱酸的電離平衡常數(shù)關系為Ka·Kh=Kw，所以在該溫度下CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka==10-4.6=10-5+0.4=100.4×10-5=2.5×10-5。