Question

3．常温下，有浓度均为1mol•L^-1的下列4种溶液：
①H₂SO₄溶液②NaHCO₃溶液③NH₄Cl溶液④NaOH溶液
（1）这4种溶液pH由大到小的排列顺序是④②③①（填序号），其中由水电离出的H⁺浓度最小的是①（填序号）．
（2）③中各离子浓度由大到小的顺序是c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
该温度下②中NaHCO₃的水解平衡常数K_h=2.5×10^-8mol•L^-1．（已知碳酸的电离常数K₁=4×10^-7，K₂=5.6×10^-11）
（3）该温度下向③中通入少量氨气，此时$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$ 的值减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）若将③和④混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积大于④的体积（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）根据溶液的酸碱性判断溶液的pH大小，酸和碱溶液抑制了水的电离，盐溶液促进了水的电离，酸或者碱溶液中氢离子、氢氧根离子浓度越大，水的电离程度越小，据此进行解答；
（2）氯化铵溶液中铵根离子水解显酸性；根据K_h=$\frac{Kw}{{K}_{1}}$计算出NaHCO₃的水解平衡常数K_h；
（3）$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{c（{H}^{+}）}{K（铵根离子水解平衡常数）}$，通入氨气后，溶液中氢氧根离子浓度增大，氢离子浓度减小，该比值减小；
（4）先比较等体积混合后溶液的酸碱性，然后判断溶液显示中性时二者体积关系．

解答 解：（1）相同浓度的溶液中，①H₂SO₄溶液为酸性溶液，②NaHCO₃溶液中碳酸根离子部分水解，溶液显示弱碱性，③NH₄Cl溶液中铵离子部分水解，溶液显示弱酸性，④NaOH溶液为强碱溶液，所以这4种溶液pH由大到小的顺序为：④②③①；②③为含有弱酸根或者弱碱根离子的盐溶液，促进了水的电离，而①④分别为酸和碱溶液，抑制了水的电离，其中①电离的氢离子浓度大于④电离的氢氧根离子，所以①中水的电离程度最小，
故答案为：④②③①；①；
（2）氯化铵溶液中铵根离子水解显酸性，故有：c（H⁺）＞c（OH^-），结合电荷守恒可知：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；碳酸氢钠溶液中的水解平衡常数为：K_h=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-7}}$mol/L=2.5×10^-8 mol/L，
 故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；2.5×10^-8；
（3）设铵离子的水解常数为K，K=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，则$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{c（{H}^{+}）}{K（铵根离子水解平衡常数）}$，该比值与溶液中氢离子浓度变化有关，当加入少量氨气后，溶液中氢氧根离子浓度增大，氢离子浓度减小，所以此比值减小，
故答案为：减小；
（4）若氯化铵与氢氧化钠溶液等浓度等体积混合，二者恰好反应生成氯化钠和氨水，溶液显示碱性，若要使溶液显示中性，则氯化铵的体积应该大些或者氢氧化钠溶液体积小些，即氯化铵溶液体积大于氢氧化钠溶液体积，
故答案为：大于．

点评 本题考查了水的电离、弱电解质的电离平衡、盐的水解原理、离子浓度大小比较等知识，题目难度中等，注意明确溶液酸碱性与溶液pH的关系及计算方法，掌握影响水的电离、盐的水解的因素，能够利用电荷守恒、物料守恒等比较溶液中离子浓度大小．