Question

【題目】水溶液中的離子平衡是中學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要內(nèi)容。

(1)甲同學(xué)用pH試紙分別測定了 0.1 mol/L NaOH溶液的pH=13、0.1 mol/LCH3COOH溶液的pH=3、0.001 mol/L HCl溶液的pH=3。請寫出pH試紙使用方法：_____根據(jù)測量結(jié)果，甲推測等濃度的NaOH溶液、CH3COOH溶液中，由水電離出的H+濃度c(H+)NaOH____c(H+)CH3COOH(填“大于”“小于”或“等于”)

(2)乙同學(xué)分別取了pH=3的CH3COOH溶液和HCl溶液各10mL，測量導(dǎo)電能力發(fā)現(xiàn)HCl溶液導(dǎo)電能力______________CH3COOH溶液導(dǎo)電能力(填“大于”“小于”或“等于”)。然后分別加水稀釋到100 mL后，再次測量，稀釋后的HCl溶液導(dǎo)電能力______________CH3COOH溶液導(dǎo)電能力(填“大于”“小于”或“等于”)

(3)丙同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，人體血液里存在重要的酸堿平衡：CO2＋H2OH2CO3HCO3-，使人體血液pH保持在7.35～7.45，否則就會發(fā)生酸中毒或堿中毒。其pH隨c(HCO3-)∶c(H2CO3)變化關(guān)系如下表：

c(HCO3-) ∶c(H2CO3)	1.0	17.8	20.0	22.4
pH	6.10	7.35	7.40	7.45

①正常人體血液中，HCO3-的水解程度____電離程度(填“＞”、“＜”或“=”)；

②人體血液酸中毒時，可注射________(填選項)緩解；

A.NaOH溶液 B.NaHCO3溶液 C.NaCl溶液 D.Na2SO4溶液

③等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中各離子濃度大小順序___________

④已知25 ℃時，CO32-水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh===2×10－4 mol/L，當(dāng)溶液中c(HCO3-)︰c( CO32-)=2：1時，溶液的pH=________；

(4)丁同學(xué)探究難溶電解質(zhì)在水溶液中的性質(zhì)，查閱資料發(fā)現(xiàn)25 ℃時，AgCl的Ksp=1.8×10-10，該溫度下向1 L 0.03 mol/L的AgNO3溶液中加入1 L 0.01 mol/L的NaCl溶液之后，溶液中c(Cl-)=______mol/L（忽略混合前后溶液體積的變化）。平衡后，若向該體系中再加入少量AgCl固體，則c(Cl-)_____（填“增大”或“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部，變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀數(shù) 小于 等于 小于 > B c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+) pH=10 1.8×10-8 不變

【解析】

(1)用pH試紙測定溶液的pH不能濕潤；根據(jù)溶液中離子濃度對水電離平衡移動的影響分析比較溶液中水電離產(chǎn)生的離子濃度大小；

(2)溶液的導(dǎo)電性與溶液中微粒的濃度及離子帶有的電荷數(shù)目有關(guān)，與微粒的種類無關(guān)；

醋酸是弱酸，在溶液中存在電離平衡，根據(jù)稀釋對溶液中離子濃度的影響分析判斷溶液的導(dǎo)電性；

(3)①根據(jù)人體血液的酸堿性確定碳酸氫根離子的電離和水解程度相對大小；

②發(fā)生酸中毒時，應(yīng)該用堿性物質(zhì)緩解；

③等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合，溶液由于水解而顯堿性，根據(jù)物料守恒和兩種鹽的水解程度大小分析比較溶液中各離子濃度大小；

④已知25 ℃時，CO32-水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh===2×10－4 mol/L，當(dāng)溶液中c(HCO3-)︰c( CO32-)=2：1時，將數(shù)值帶入，同時結(jié)合水的離子積常數(shù)及pH=-lgc(H+)溶液的pH；

(4)先根據(jù)AgNO3、NaCl溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，結(jié)合二者反應(yīng)關(guān)系判斷哪種物質(zhì)過量，計算出過量離子的物質(zhì)的量濃度，利用Ksp(AgCl)計算出c(Cl-)，在溶液中存在沉淀溶解平衡，根據(jù)固體與溶解平衡關(guān)系分析判斷離子濃度情況。

(1)pH試紙的使用方法是：把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部，待變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀數(shù)；

0.1 mol/L NaOH溶液的pH=13，則c(OH-)=0.1mol/L；0.1 mol/LCH3COOH溶液的pH=3，則c(H+)=10-3mol/L，說明NaOH是一元強(qiáng)堿，醋酸是一元弱酸，等濃度的NaOH、CH3COOH溶液中離子濃度NaOH的大于醋酸的，由于在兩種物質(zhì)的溶液中都存在H2O的電離平衡：H2OH++OH-，等濃度的H+、OH-對水的電離平衡抑制作用相同，由于等濃度的NaOH溶液中的離子濃度大于醋酸溶液中的離子濃度，所以對水的抑制作用NaOH>CH3COOH，故由水電離出的H+濃度c(H+)NaOH<c(H+)CH3COOH；

(2)溶液的導(dǎo)電性與溶液中微粒的濃度及離子帶有的電荷數(shù)目有關(guān)，與微粒的種類無關(guān)。pH=3的CH3COOH溶液和HCl溶液各10mL，離子的濃度相等，離子所帶電荷相同，所以溶液的導(dǎo)電能力也相等；

醋酸是一元弱酸，在溶液中存在電離平衡，c(CH3COOH)>c(H+)，將兩者10mL分別加水稀釋到100 mL后，由于HCl是一元強(qiáng)酸，完全電離，稀釋使溶液中離子濃度降低，而在CH3COOH溶液在存在電離平衡，稀釋電離平衡正向移動，又使溶液中的離子濃度增大，最終達(dá)到平衡時，溶液中離子濃度CH3COOH溶液>HCl溶液，故稀釋相同倍數(shù)后溶液的導(dǎo)電性：HCl<CH3COOH；

(3)①人體血液pH值保持在7.35～7.45之間，說明HCO3-的水解程度大于電離程度；

②發(fā)生酸中毒時，應(yīng)用堿性物質(zhì)緩解；

A.NaOH溶液是強(qiáng)堿溶液，具有強(qiáng)腐蝕性，不能使用，A不符合題意；

B.NaHCO3溶液水解顯堿性，可以和酸反應(yīng)起到緩解人體血液酸中毒，B符合題意；

C.NaCl溶液是中性溶液不起作用，C不符合題意；

D.Na2SO4溶液是中性溶液不能緩解血液的酸性，D不符合題意；

故合理選項是B；

③等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合，根據(jù)電解質(zhì)的電離可知c(Na+)最大，由于Na2CO3和NaHCO3水解使溶液顯堿性，所以c(OH-)>c(H+)，水解程度CO32->HCO3-，則c(HCO3-)>c(CO32-)，鹽電離產(chǎn)生的離子濃度遠(yuǎn)大于水電離產(chǎn)生的H+、OH-的濃度，所以c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)，故該混合溶液中各離子濃度大小順序為：c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)；

④已知25 ℃時，CO32-水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh===2×10－4 mol/L，當(dāng)溶液中c(HCO3-)︰c( CO32-)=2：1時，Kh==2×c(OH-)=2×10－4 mol/L，所以c(OH-)=1×10－4 mol/L，c(H+)=10-10mol/L所以溶液的pH=10；

(4)1 L 0.03 mol/L的AgNO3溶液中加入1 L 0.01mol/L的NaCl溶液后，二者發(fā)生反應(yīng)：Ag++Cl-=AgCl↓，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系可知：硝酸銀過量，氯化鈉完全反應(yīng)，剩余的硝酸銀濃度c(AgNO3)=c(Ag+)==0.01mol/L，根據(jù)AgCl的Ksp=1.8×10-10，可知c(Cl-)==1.8×10-8；反應(yīng)后AgCl溶液形成沉淀溶解平衡體系，加入氯化銀固體不影響平衡，因此溶液中氯離子濃度不變。