Question

4．25℃时，有关物质的电离平衡常数如下：

化学式	CH3COOH	H2CO3	H2SO3
电离平衡常数	K=1.8×10-5	K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11	K1=1.5×10-2 K2=1.02×10-7

（1）三种酸由强至弱的顺序为H₂SO₃＞CH₃COOH＞H₂CO₃（用化学式表示）．
（2）常温下，0.02mol•L^-1的CH₃COOH溶液的电离度约为3%，体积为10mL pH=2的醋酸溶液与亚硫酸溶液分别加蒸馏水稀释至1000mL，稀释后溶液的pH，前者＜后者（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）下列离子CH₃COO^-、CO₃^2-、HSO₃^-、SO₃^2-在溶液中结合H⁺能力由大到小为CO₃^2-＞SO₃^2-＞CH₃COO^-＞HSO₃^-．
（4）c（NH₄⁺）相同的下列物质的溶液中，物质的量浓度最大的是B．
A．NH₄Al（SO₄）₂    B．NH₄HCO₃    C．NH₄HSO₄    D．NH₄NO₃    E．CH₃COONH₄
（5）等浓度的CH₃COONa、NaHCO₃的混合溶液中，各离子浓度关系正确的是A．
A．c（CH₃COO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）    B．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）
C．c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CH₃COO^-）    D．c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）

Answer 1

分析 （1）电离常数越大，酸的电离程度越大，酸性越强；
（2）设出该醋酸的电离度，然后根据该稳定性醋酸的电离平衡常数列式计算；酸性越弱，稀释后溶液的pH变化越大；
（3）酸根离子对应酸的酸性越强，该酸根离子结合氢离子能力越弱；
（4）根据铵根离子的浓度和水解的影响角度来分析，如果含有对铵根离子水解起促进作用的离子，则铵根离子水解程度增大，如果含有抑制铵根离子水解的离子，则铵根的水解程度减弱，据此进行判断；
（5）等浓度的CH₃COONa、NaHCO₃的混合溶液，显碱性，CH₃COONa的水解程度小于NaHCO₃，则c（CH₃COO^-）＞c（HCO₃^-），结合电荷守恒和物料守恒分析．

解答 解：（1）电离常数越大，酸的电离程度越大，酸性越强，由表中数据可知，酸性：H₂SO₃＞CH₃COOH＞H₂CO₃；
故答案为：H₂SO₃＞CH₃COOH＞H₂CO₃；
（2）0.02mol/L的醋酸在溶液中存在电离平衡：CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，设该溶液中醋酸的电离度为x，则醋酸电离出的醋酸根离子、氢离子浓度为0.02xmol/L，醋酸的浓度为0.02（1-x）mol/L，根据醋酸的电离平衡常数K=1.8×10^-5可知：K=1.8×10^-5=$\frac{0.02x×0.02x}{0.02×（1-x）}$，解得：x=3%；
由于醋酸的酸性需小于亚硫酸，pH相同的醋酸和亚硫酸稀释相同倍数后，醋酸的pH变化大，即：醋酸的pH大于亚硫酸，
故答案为：3%；＞；
（3）已知酸性：H₂SO₃＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，酸根离子对应酸的酸性越强，该酸根离子结合氢离子能力越弱，则CH₃COO^-、CO₃^2-、HSO₃^-、SO₃^2-在溶液中结合H⁺的能力由大到小的关系为：CO₃^2-＞SO₃^2-＞CH₃COO^-＞HSO₃^-，
故答案为：CO₃^2-＞SO₃^2-＞CH₃COO^-＞HSO₃^-；
（4）A．NH₄Al（SO₄）₂中的铝离子的水解对铵根的水解起抑制作用，导致铵根离子水解程度减小，铵根离子浓度较大；
B．NH₄HCO₃中，铵根离子的水解显酸性，碳酸氢根离子水解显碱性，铵根离子水解程度较大；
C．NH₄HSO₄，电离的氢离子对铵根离子的水解产生抑制作用，水解程度较小，其铵根离子浓度较大；
D．NH₄NO₃ 中，铵根离子的水解不受硝酸根离子的影响；
E．醋酸根离子对铵根离子的水解起到促进作用，导致铵根离子水解程度大，但是水解程度比NH₄HCO₃小；
根据分析可知，NH₄⁺的浓度相同时，溶质的浓度最大的是水解程度最大的，即NH₄HCO₃；
故答案为：B；
（5）A．CH₃COONa的水解程度小于NaHCO₃，则c（CH₃COO^-）＞c（HCO₃^-），而且水解程度较小，所以c（CH₃COO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-），故A正确；
B．溶液中存在电荷守恒，即c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），故B错误；
C．CH₃COONa、NaHCO₃的水解程度较小，溶液中氢氧根离子的浓度较小，所以c（CH₃COO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-），故C错误；
D．溶液中CH₃COONa、NaHCO₃的总物质的量相同，由物料守恒可知：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃），故D错误．
故答案为：A．

点评 本题考查了弱电解质在溶液中的电离平衡、盐的水解原理的应用、离子浓度大小比较，题目难度中等，明确弱电解质的电离平衡的影响因素为解答关键，注意掌握判断电解质强弱、电离常数的概念及计算方法，试题培养了学生的灵活应用能力．