Question

12．A、B、C、D、E五种溶液分别为NaOH、NH₃•H₂O、CH₃COOH、HCl、NH₄HSO₄中的一种．常温下进行下列实验：
①将1LpH=3的A溶液分别与0.001mol/L xLB溶液、0.001mol/L yLD溶液充分反应至中性，x、y大小关系为：y＜x；
②浓度均为0.1mol/L A和E溶液，pH：A＜E
③浓度均为0.1mol/L C与D溶液等体积混合，溶液呈酸性．
回答下列问题：
（1）D是NaOH溶液
（2）用水稀释0.1mol/LB时，溶液中随着水量的增加而减小的是①②（填写序号）
①$\frac{c（B）}{c（O{H}^{-}）}$；②$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$；③c（H⁺）和c（OH^-）的乘积；④OH^-的物质的量
（3）OH^-浓度相同的等体积的两份溶液A和E，分别和锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是③④⑤（填写序号）
①反应所需要的时间E＞A                           ②开始反应时的速率A＞E
③参加反应的锌粉物质的量A=E                      ④反应过程的平均速率E＞A
⑤A溶液里有锌粉剩余                              ⑥E溶液里有锌粉剩余
（4）将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液，升高温度（溶质不会分解）溶液pH随温度变化如图中的④曲线（填写序号）．
（5）室温下，向0.01mol/LC溶液中滴加0.01mol/LD溶液至中性，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）五种物质中NaOH、NH₃•H₂O显碱性，CH₃COOH、HCl、NH₄HSO₄均显酸性，前两种五种与后三种物质等物质的量反应，但生成物一种酸性，一种中性的，只有与HCl反应，NaCl溶液显中性，NH₄Cl显酸性，则A为HCl、B为NH₃•H₂O、D为NaOH；浓度均为0.1mol•L^-1C与D溶液等体积混合，溶液呈酸性，所以C为NH₄HSO₄，则E为CH₃COOH；
（2）B是一水合氨，加水稀释促进一水合氨电离，但其电离增大程度远远小于溶液体积增大程度；
（3）A、E分别是盐酸和醋酸，OH^-浓度相同的等体积的两份溶液A和E，说明两种溶液中氢离子浓度也相同，因为醋酸是弱电解质，所以醋酸浓度大于盐酸，体积相同的这两种酸，醋酸物质的量大于盐酸，如果锌有剩余，应该是盐酸中有剩余，反应速率与氢离子浓度成正比；
（4）将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液，二者恰好完全反应生成硫酸铵，升高温度促进硫酸铵水解导致其pH减小；
（5）室温下，向0.01mol/LC溶液中滴加0.01mol/LD溶液至中性，溶液中溶质为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨，结合电荷守恒判断离子浓度大小．

解答 解：（1）五种物质中NaOH、NH₃•H₂O显碱性，CH₃COOH、HCl、NH₄HSO₄均显酸性，前两种五种与后三种物质等物质的量反应，但生成物一种酸性，一种中性的，只有与HCl反应，NaCl溶液显中性，NH₄Cl显酸性，则A为HCl、B为NH ₃•H₂O、D为NaOH；浓度均为0.1mol•L^-1C与D溶液等体积混合，溶液呈酸性，所以C为NH₄HSO₄，则E为CH₃COOH．                           
故答案为：NaOH；
（2）①由NH₃•H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，加水促进电离，则n（NH₃•H₂O）减少，n（OH^-）增大，则$\frac{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{n（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}{n（O{H}^{-}）}$减小，故①正确；
②由NH₃•H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，加水促进电离，则n（NH₃•H₂O）减少，n（OH^-）增大，c（NH₃•H₂O）、c（OH^-）都减小，c（H⁺）减小，则$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$减小，故②正确；
③因加水稀释时，温度不变，则c（H⁺）和c（OH^-）的乘积不变，故③错误；
④由NH₃•H₂O?OH^-+NH₄⁺可知，加水促进电离，OH^-的物质的量增大，故④错误；
故答案为：①②；
（3）①根据酸能与锌反应得到氢气，随着反应的进行，CH₃COOH不断电离出H⁺，反应速率比盐酸中快，产生的氢气一样多，反应所需要的时间HCl＞CH₃COOH，故①错误；
②根据酸能与锌反应得到氢气，开始溶液中c（H⁺）相等，反应时的速率HCl=CH₃COOH，故②错误；
③根据酸能与锌反应得到氢气，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，说明盐酸中锌剩余，CH₃COOH中锌完全反应，参加反应的锌的物质的量相等，故③正确；
④根据酸能与锌反应得到氢气，随着反应的进行，CH₃COOH不断电离出H⁺，反应速率比盐酸中快，故④正确；
⑤根据酸能与锌反应得到氢气，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，说明盐酸中锌剩余，CH₃COOH中锌完全反应，参加反应的锌的物质的量相等，故⑤正确；
⑥根据酸能与锌反应得到氢气，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，说明盐酸中锌剩余，CH₃COOH中锌完全反应，参加反应的锌的物质的量相等，故⑥错误；
故答案为：③④⑤；
（4）等体积、等物质的量浓度NH₃•H₂O和与NH₄HSO₄混合后溶液发生反应：NH₃•H₂O+NH₄HSO₄=（NH₄）₂SO₄+H₂O，NH₄）₂SO₄要发生水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，加热水解平衡正向移动，c（H⁺）增大，pH减小，故答案为：④；
（5）NH₄HSO₄中滴入NaOH溶液，NaOH首先与NH₄HSO₄电离出的H⁺作用，因为H⁺结合OH^-的能力比NH₄⁺结合OH^-的能量强（原因是产物H₂O比NH₃•H₂O更难电离）．当加入等摩尔的NaOH时，正好将H⁺中和，此时c（Na⁺）=c（SO₄^2-），但此时溶液中还有NH₄⁺，NH₄⁺水解使溶液呈酸性，因此要使溶液呈中性，则还需继续滴入NaOH，当然到中性时c（OH^-）=c（H⁺），c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

点评 本题考查无机物推断及弱电解质的电离，为高频考点，涉及离子浓度大小比较、弱电解质电离特点、反应速率影响因素等知识点，明确物质性质及溶液中溶质成分是解本题关键，难点是（5）题离子浓度大小比较，注意酸与金属反应速率有氢离子浓度有关，与电解质强弱无关，题目难度不大．