Question

【题目】醋酸和一水合氨是中学化学中常见的弱电解质。

(1)常温下，某研究性学习小组设计了如下方案证明醋酸为弱电解质，你认为方案可行的是_______(填序号)

①配制一定量的0.10 mol/L CH3COOH溶液，然后测溶液的pH，若pH大于1，则证明醋酸为弱电解质。

②用醋酸溶液和盐酸做导电性实验，若醋酸溶液导电性弱，则证明醋酸为弱电解质。

③将pH=2的CH3COOH溶液加水稀释100倍后，若pH>4，则证明醋酸为弱电解质。

④配制一定量的CH3COONa溶液，测其pH，若pH大于7，则证明醋酸为弱电解质。

(2)若25℃时，0.10 mol/L的CH3COOH的电离度为1%，则该溶液的pH=________，由醋酸电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的_________倍。

(3)已知在25℃时，醋酸的电离平衡常数为Ka=1.8×10-5。常温下，0.1mol/LNaOH溶液V1 mL和0.2mol/LCH3COOH溶液V2 mL混合后(忽略混合前后溶液体积的变化)溶液的pH=7。

①反应后溶液中离子浓度的大小关系为_________________________________________________。

②V1：V2 __________(填“>”、“<”或“＝”)2:1

③c(CH3COO-)：c(CH3COOH)=__________________。

(4)常温下，可用氨水吸收废气中的CO2得到NH4HCO3溶液，在该溶液中，c(NH4+)_______(填“>”、“<”或“＝”)c(HCO3-)；反应NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝_________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝2×10－5，H2CO3的电离平衡常数Ka1＝4×10－7，Ka2＝4×10－11)

Answer 1

【答案】①④ 3 108 c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(H+)=c(OH-) < 180 > 1/800或1.25×10-3

【解析】

(1)把醋酸先看成强酸进行分析，然后根据实验结果判断实验方案的可行性；

(2)根据电离的三段式进行计算；

(3)①根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)进行分析判断；

②若V1：V2=2:1，则酸碱恰好完全反应生成醋酸钠，溶液显碱性，反应后溶液显中性，所以CH3COOH就得稍过量一些；

③中性溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，根据醋酸的电离平衡常数为Ka=c(CH3COO-)×c(H+)/c(CH3COOH)即可求解；

(4)一水合氨的电离程度大于碳酸的一级电离程度，则碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度；反应NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝c(NH3·H2O)c(H2CO3)/c(NH4+)c(HCO3-)=KW/(Kb×Ka1)进行求解。

(1)①0.10 mol/L CH3COOH溶液，醋酸是一元酸，如果醋酸是强电解质，溶液的pH是1，如果大于1，则证明醋酸是弱电解质，故正确；

②因两种溶液的浓度未知，无法证明醋酸是否完全电离，所以不能证明电解质的强弱，故错误；

③将pH=2的CH3COOH溶液加水稀释100倍后，两者pH的相差小于2个单位，即pH<4，则证明醋酸为弱电解质，故错误；

④如果醋酸是强电解质，则CH3COONa是强酸强碱盐，其水溶液呈中性，若常温下醋酸钠溶液pH>7，则可证明醋酸是弱电解质，故正确。

综上所述，本题选①④。

(2)若25℃时，0.10 mol/L的CH3COOH的电离度为1%，溶液中氢离子浓度为0.10×1%=1×10-3mol/L，则该溶液的pH=3；醋酸溶液中的氢氧根离子浓度=10-11mol/L，醋酸溶液中的氢氧根离子浓度等于水电离出的c(H+)，所以由醋酸电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)之比为：10-3：10-11=108:1；

综上所述，本题答案是：3 ；108 。

(3)①反应后溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COO-)，所以c(Na+)=c(CH3COO-)；各离子浓度大小关系为：c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(H+)=c(OH-) ；综上所述，本题答案是：c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(H+)=c(OH-) 。

②若V1：V2=2:1，则酸碱恰好完全反应生成醋酸钠，溶液显碱性，反应后溶液显中性，所以CH3COOH就得稍过量一些，因此V1：V2 <2:1；综上所述，本题答案是：<。

③中性溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，根据醋酸的电离平衡常数为Ka=1.8×10-5，即 Ka=c(CH3COO-)×c(H+)/c(CH3COOH)=1.8×10-5 ，所以c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=1.8×10-5/ c(H+)=1.8×10-5/10-7=180；综上所述，本题答案是：180。

(4)一水合氨的电离程度大于碳酸的一级电离程度，则碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度，则c(NH4+)>c(HCO3-)；反应NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝c(NH3·H2O)c(H2CO3)/c(NH4+)c(HCO3-)=KW/(Kb×Ka1)=10-14/(2×10－5×4×10－7)= 1/800或1.25×10-3；综上所述，本题答案是：>；1/800或1.25×10-3。