Question

应用化学反应原理知识解决下列问题
（1）常温下，已知0.1mol?L^-1一元酸HA溶液中

c(OH-)

c(H+)

=1×10^-8．常温下，0.1mol?L^-1 HA溶液的pH=

 

；
（2）一定条件下22g二氧化碳气体与足量氢气反应生成气态甲醇（CH₃OH）和液态水时，放出257.5kJ热量，其反应的热化学方程式为

 

．
（3）pH值相同的 ①HCl（aq）、②H₂SO₄（aq）、③CH₃COOH（aq）各100mL分别用0.1mol/L的NaOH（aq）中和，消耗NaOH（aq）的体积分别为V₁、V₂、V₃，它们由大到小的顺序是

 

．
（4）向物质的量浓度均为0.01mol?L^-1的MnCl₂和BaCl₂混合溶液中，滴加Na₂CO₃溶液，先沉淀的离子是Mn²⁺，当两种难溶电解质共存时，溶液中

c(Ba2+)

c(Mn2+)

=

 

．（原始数据代入，不必化简）（此温度下，Ksp（BaCO₃）=8.1×10^-9、Ksp（MnCO₃）=1.8×10^-11）
（5）Al₂（SO₄）₃溶液显示酸性，其原因是

 

（写离子方程式），向某Al₂（SO₄）₃溶液中加入NaHCO₃固体，出现的现象是：有大量气体产生，同时有白色沉淀，反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：pH的简单计算,热化学方程式,弱电解质在水溶液中的电离平衡,盐类水解的应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8结合水的离子积常数计算氢氧根离子浓度，再根据水的离子积常数计算溶液中氢离子浓度，从而得出溶液的pH；
（2）计算1mol二氧化碳和氢气化合生成甲醇和水放出的热量，结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和反应焓变写出；
（3）pH相同的HCl溶液、H₂SO₄溶液、CH₃COOH溶液中，醋酸是弱电解质，所以醋酸的浓度最大，中和相同体积的三种酸，醋酸需要的氢氧化钠最多；
（4）难溶物的溶度积常数越小的，该金属离子先沉淀；当两种难溶电解质共存时，碳酸锰恰好饱和，溶液中锰离子浓度和碳酸根离子浓度相等，根据碳酸锰的溶度积常数计算锰离子、碳酸根离子浓度，再根据碳酸钡溶度积常数、碳酸根离子浓度计算钡离子浓度，从而得出钡离子和锰离子浓度之比；
（5）Al₂（SO₄）₃在溶液中水解显酸性，NaHCO₃水解溶液呈碱性，二者混合发生相互促进的水解，生成二氧化碳和氢氧化铝．

解答： 解：（1）

c(OH-)

c(H+)

=1×10^-8，c（OH^-）×c（H⁺）=1×10^-14，所以c（OH^-）=10^-11mol?L^-1，则c（H⁺）=10^-3mol?L^-1，所以溶液的pH=3，
故答案为：3；
（2）22g CO₂气体完全合成CH₃OH和液态水时，放出257.5kJ热量，则1mol CO₂完全合成CH₃OH和液态水放热515.0kJ，热化学方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（l ）△H=-515.0kJ?mol^-1，
故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（l ）△H=-515.0kJ?mol^-1；
（3）pH相同的HCl溶液、H₂SO₄溶液、CH₃COOH溶液中，醋酸是弱电解质，所以醋酸的浓度最大，中和相同体积、相同pH值的三种酸，醋酸需要的氢氧化钠最多，HCl溶液和H₂SO₄溶液消耗的氢氧化钠相同，
故答案为：V₃＞V₁=V₂；
（4）碳酸钡的溶度积常数大于碳酸锰的溶度积常数，所以锰离子先沉淀；当两种难溶电解质共存时，则
c（CO₃^2-）=c（Mn²⁺）=

1.8×10-11

，溶液中c（Ba²⁺）=

8.1×10-9

1.8×10-11

，c（Ba²⁺）：c（Mn²⁺）=

8.1×10-9

1.8×10-11

：

1.8×10-11

=

8.1×10-9

1.8×10-11

，
故答案为：

8.1×10-9

1.8×10-11

；
（5）Al³⁺水解，反应为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，Al₂（SO₄）₃溶液呈酸性；HCO₃^-水解，反应为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈碱性；NaHCO₃溶液跟Al₂（SO₄）₃溶液混合，发生相互促进的水解：3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓，产生大量的气体和沉淀，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓．

点评：本题考查了离子浓度大小的比较、溶度积的有关计算、盐类水解、pH计算、及热化学方程式书写等知识点，题目难度中等，掌握盐类水解的实质和应用、弱电解质的电离、难溶电解质的溶解平衡计算是解答的关键．（3）为易错点．