Question

（1）硼酸（H₃BO₃）溶液中存在如下平衡：
H₃BO₃（aq）?BO₂^-（aq）+H⁺（aq）+H₂O K=5.7×10^-10（25℃）
①实验中不慎将NaOH沾到皮肤时，用大量水洗后要涂上硼酸溶液．写出硼酸与NaOH反应的离子方程式

 

．
②计算25℃时0.7mol?L^-1 硼酸溶液中H⁺的浓度

 

．
（2）已知25℃时：

化学式	H2CO3	CH3COOH
电离常数	K1=4.4×10-7  K2=4.7×10-11	K=1.75×10-5

下列说法正确的是

 

A．碳酸钠溶液滴入硼酸中能观察到有气泡产生
B．碳酸钠溶液滴入醋酸中能观察到有气泡产生
C．等浓度的碳酸和硼酸溶液比较，pH：前者＞后者
D．等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较，pH：前者＞后者
（3）如图是一定的温度和压强下工业上合成lmolNH₃过程中能量变化示意图．
①请写出工业合成氨的热化学方程式

 

（△H的数值用含字母Q₁、Q₂的代数式表示）
②氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将a mol?L^-1的盐酸与b mol?L^-1的氨水等体积混合，反应后溶液显中性，则c（Cl^-）

 

c （NH₄⁺）（填“＞”、“＜”或“=“）；用含a和b的代数式表示出该混合溶液中氨水的电离平衡常数

 

．
（4）物质的量浓度相同的下列各组物质的溶液中，对指定的离子的浓度作大小比较，其中错误的是

 

．
A．c（PO₄^3-）：Na₃PO₄＞Na₂HPO₄＞NaH₂PO₄＞H₃PO₄
B．c（CO₃^2-）：（NH₄）₂CO₃＞Na₂CO₃＞NaHCO₃＞NH₄HCO₃
C．c（NH₄⁺）：（NH₄）₂SO₄＞（NH₄）₂CO₃＞NH₄HSO₄＞NH₄Cl
D．c（S^2-）：Na₂S＞H₂S＞NaHS．

Answer 1

考点：离子浓度大小的比较,反应热和焓变,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①硼酸是酸，能和碱发生中和反应；
②根据硼酸的电离平衡常数可知，c（H⁺）=

K?c(H3BO3)

；
（2）相同温度、浓度下，酸的电离平衡常数越大，酸的酸性越强，其酸根离子的水解能力越小，结合强酸制取弱酸分析解答；
（3）①反应后溶液显中性，则氢离子与氢氧根离子浓度相等，根据电荷守恒可知，c（Cl^-）=c （NH₄⁺）；
由图求出N₂和H₂反应生成1molNH₃的反应热，再根据热化学反应方程式的书写解答；
②将a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根据K=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

计算；
（4）A、电离后三者电离出的c（H⁺）逐渐增大，对产生PO₄^3-的电离有抑制作用；
B、碳酸盐中碳酸根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度，然后根据盐的水解影响判断碳酸根离子浓度大小；
C、依据硫酸铵和碳酸铵中的铵根离子浓度大于酸式盐中铵根离子浓度，硫酸氢铵中氢离子抑制了铵根离子的电离；
D、硫化钠中硫离子浓度最大，硫化氢是二元弱酸，硫离子浓度最小．

解答： 解：（1）①硼酸是酸，能和碱发生中和反应生成盐和水，所以和氢氧化钠反应离子方程式为H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2 H₂O，
故答案为：H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2H₂O；   
②25℃时0.7mol?L^-1 硼酸溶液中H⁺的浓度：c（H⁺）=

K?c(H3BO3)

=

5.7×10-10×0.7

mol/L≈2×10^-5mol?L^-1，
故答案为：2×10^-5mol?L^-1；
（2）相同温度、浓度下，酸的电离平衡常数越大，酸的酸性越强，其酸根离子的水解能力越小，根据电离平衡常数知，酸性强弱顺序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，所以离子水解能力碳酸根离子＞碳酸氢根离子＞醋酸根离子，
A．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，所以碳酸钠溶液滴入硼酸中生成碳酸氢钠和硼酸钠，没有气体生成，故A错误；
B．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以碳酸钠溶液滴入醋酸中生成醋酸钠、水和二氧化碳，所以能看到有气泡生成，故B正确；
C．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃，所以碳酸的电离程度大于硼酸，则等浓度的碳酸和硼酸溶液比较，碳酸的酸性大于硼酸，所以pH：前者＜后者，故错误；
D．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以碳酸根离子水解能力大于醋酸根离子，则等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较，pH：前者＞后者，故D正确；
故答案为：BD；
（3）由图可知，N₂和H₂反应生成1molNH₃放出的热量为（Q₁-Q₂）kJ，该反应的热化学反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ?mol^-1；
②将a mol?L^-1的盐酸与b mol?L^-1的氨水等体积混合，反应后溶液显中性，则c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-7mol/L，根据电荷守恒可知：c（Cl^-）=c （NH₄⁺）；
a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

b

2

mol/L，混合后反应前c（NH₃?H₂O）=

a

2

mol/L，则反应后c（NH₃?H₂O）=（

a

2

-

b

2

）mol/L，
则K=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

b 2 ×1×10-7

a 2 - b 2

=

b×10-7

a-b

，
故答案为：=；

b×10-7

a-b

；
（4）A、Na₃PO₄中磷酸根离子浓度最大，Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、H₃PO₄电离出的c（H⁺）逐渐增大，氢离子对产生PO₄^3-的电离有抑制作用，溶液中磷酸根离子浓度大小为：Na₃PO₄＞Na₂HPO₄＞NaH₂PO₄＞H₃PO₄，故A正确；
B、Na₂CO₃最大，其次是（NH₄）₂CO₃，因为后者要发生水解，NaHCO₃和NH₄HCO₃中由HCO₃^-电离产生，而NH₄HCO₃中HCO₃^-和NH₄⁺相互促进水解，HCO₃^-浓度较小，NaHCO₃＞NH₄HCO₃，故B错误；
C、四种盐均完全电离，（NH₄）₂SO₄ 和（NH₄）₂CO₃较大，但后者的阴阳离子会发生相互促进的水解，应为（NH₄）₂SO₄＞（NH₄）₂CO₃，NH₄HSO₄与NH₄Cl，NH₄HSO₄ 电离产生的H⁺对NH₄⁺的水解有抑制作用，应为NH₄HSO₄＞NH₄Cl，溶液中铵根离子浓度大小为：（NH₄）₂SO₄＞（NH₄）₂CO₃＞NH₄HSO₄＞NH₄Cl，故C正确；
D、Na₂S最大，NH₄HS和NaHS相比，但前者发生双水解，硫离子浓度应为NaHS＞NH₄HS，H₂S要电离产生S^2-，为H₂S的二级电离，程度很小，溶液中硫离子浓度大小为：Na₂S＞H₂S＞NaHS，故D正确；
故选B．

点评：本题考查了离子浓度大小比较、热化学方程式的书写、电离平衡常数的计算，题目难度较大，试题题量较大，涉及的知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况，注意掌握比较溶液中离子浓度大小常用方法，能够正确书写热化学方程式．