Question

3．（1）某温度（t℃）时，水的K_w=10^-13，则该温度大于（填：“大于”“小于”或“等于”）25℃；将此温度下pH=12的NaOH溶液aL与pH=1的硫酸溶液bL混合，若所得混合溶液的pH=2（忽略溶液混合后的体积变化），则a：b=9：11；
（2）已知25℃时，0.1mol•L^-1醋酸溶液的pH约为3，如果在此溶液中加入等体积的pH=5的盐酸，则醋酸的电离平衡将向右（填“向左”、“向右”、“不”）移动；若向原醋酸溶液中加入少量醋酸钠晶体，待晶体完全溶解后溶液的pH将增大（填“增大”、“减小”、“不变”）
（3）纯碱是常见的生活用品，也是重要的化工原料，常温时，在1.0mol•L^-1的纯碱溶液中，除H⁺外，其他各离子的浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）（用含“＞”的符号表示）；
（4）盐类水解在实际生产生活中有重要的用途．常用的泡沫灭火器就是利用了小苏打和硫酸铝溶液的反应原理来灭火，写出该反应的离子方程式：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离；该温度下，pH=12的NaOH溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-12}}$mol/L=0.1mol/L，pH=1的稀硫酸中c（H⁺）=0.1mol/L，如果混合溶液pH=2，则混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{c（{H}^{+}）V（{H}^{+}）-c（O{H}^{-}）V（O{H}^{-}）}{V（{H}^{+}）+V（O{H}^{-}）}$；
（2）如果在此溶液中加入等体积的pH为5的盐酸相当于稀释醋酸溶液，平衡正向进行；加入醋酸钠晶体，溶解后抑制电离，氢离子浓度减小，pH增大；
（3）Na₂CO₃为强碱弱酸盐，水解呈碱性，在溶液中存在CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，Na₂CO₃溶液中存在c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（4）碳酸钠与强酸弱碱盐氯化铝发生双水解反应，以此来解答．

解答 解：（1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，t℃时水的离子积为1×10^-13＞1×10^-14，则该温度大于25℃；
该温度下，pH=12的NaOH溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-12}}$mol/L=0.1mol/L，pH=1的稀硫酸中c（H⁺）=0.1mol/L，如果混合溶液pH=2，则混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{c（{H}^{+}）V（{H}^{+}）-c（O{H}^{-}）V（O{H}^{-}）}{V（{H}^{+}）+V（O{H}^{-}）}$=$\frac{0.1mol/L×bL-0.1mol/L×aL}{aL+bL}$=0.01mol/L，a：b=9：11，
故答案为：大于；9：11；
（2）已知25℃时0.1mol•L^-1醋酸溶液达到平衡（CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-）时的pH约为3，如果在此溶液中加入等体积的pH为5的盐酸相当于稀释醋酸溶液，平衡正向进行；加入醋酸钠晶体，溶解后抑制电离，氢离子浓度减小，pH增大；
故答案为：向右；增大；
（3）Na₂CO₃为强碱弱酸盐，水解呈碱性，在溶液中存在CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，因CO₃^2-水解水解显碱性，且第一步水解大于第一步电离，则离子浓度关系为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）；故答案为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）；
（4）碳酸钠与强酸弱碱盐氯化铝发生双水解反应，生成CO₂灭火．即2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑

点评 本题考查了电离与水解方程式的书写，为高频考点，注意遵循电荷守恒和质量守恒定律，把握发生的化学反应及电解质的强弱及电离特点是解答的关键，题目难度中等．