Question

【题目】水溶液中存在多种平衡，请回答下列问题。

(1)有下列几种溶液：a.NH3·H2O b.CH3COONa c.NH4Cl d.NaHSO4常温下呈酸性的有_________(填序号)。

(2)已知25℃ 时，醋酸的Ka=1.8×10-5 ，碳酸的Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-11。有①NaHCO3溶液，②CH3COONa溶液，③NaOH溶液各25 mL，浓度均为0.1mol/L三种溶液的pH由大到小顺序为______________（请序号）；已知NaHCO3溶液呈碱性，该溶液中除水的电离外还存在着两个平衡，用电离方程式或离子方程式表示：_________________、_________________，该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是： __________________。

(3)有浓度均为0.1 mol/L的 ①盐酸 ②硫酸 ③醋酸三种溶液，(请用序号填空) 三种溶液的pH由大到小的顺序为____________________；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积大小关系为________________。

Answer 1

【答案】cd ③①② HCO3-H++CO32- HCO3-+H2OH2CO3+OH- c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)>c(CO32-) ③>①>② ②<③=①

【解析】

(1)弱酸根离子水解显酸性，电离出氢离子的物质其水溶液显酸性；

(2)Ka越大，酸性越强，其对应盐的水解程度越小；NaHCO3溶液中HCO3-存在电离平衡和水解平衡，HCO3-水解程度大于电离程度而使溶液呈碱性，溶液中存在电荷守恒，无论电离程度还是水解程度都较小；

(3)氢离子浓度越大，酸性越强，其pH越小，氢离子浓度越小，消耗碱的量越少。

(1) a.NH3·H2O是一元弱碱，在溶液中存在电离平衡：NH3·H2ONH4++OH-，最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+) ，溶液显碱性，a错误；

b.CH3COONa是强碱弱酸盐，在溶液中CH3COO-发生水解反应，消耗水电离产生的H+，破坏了水的电离平衡，水进一步发生电离作用，最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，溶液显碱性，b错误；

c.NH4Cl是强酸弱碱盐，在溶液中NH4+发生水解反应，消耗水电离产生的OH-，破坏了水的电离平衡，水进一步发生电离作用，最终达到平衡时，溶液中c(H+)>c(OH-) ，溶液显酸性，c正确；

d.NaHSO4强酸的酸式盐，在水中NaHSO4完全电离出氢离子而使溶液呈强酸性，d正确；

所以呈酸性的溶液是氯化铵和硫酸氢钠，合理选项是cd；

(2)Ka越大，酸性越强，其对应盐的水解程度越小，等浓度的盐溶液的碱性就越小，由于醋酸的电离平衡常数大于碳酸的第一步电离平衡常数，所以浓度均为0.1mol/L三种溶液，溶液的碱性NaHCO3溶液大于CH3COONa溶液；即pH：①>②，但盐的水解程度是微弱的，盐水解产生的OH-小于等浓度的一元强碱电离产生的OH-的浓度，因此pH最大的为NaOH溶液，所以pH由大到小顺序为③①②；

NaHCO3溶液中HCO3-存在电离平衡和水解平衡，方程式分别为：HCO3-H++CO32-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-；HCO3-无论是发生电离还是发生水解都会使碳酸氢根离子浓度减小，而钠离子不水解，碳酸氢根离子水解，所以c(Na+)>c(HCO3-)，溶液显碱性，说明HCO3-水解程度大于HCO3-的电离程度而使溶液呈碱性，所以c(OH-)>c(H+)，但水解是微弱的，溶液中阴离子主要以HCO3-存在，所以c(HCO3-)> c(OH-)，溶液中碳酸氢根离子电离出氢离子和碳酸根离子、水电离出氢离子，所以c(H+)>c(CO32-)，故溶液中各种离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)> c(CO32-)；

(3)硫酸为二元强酸，盐酸为一元强酸，醋酸为一元弱酸，等浓度时硫酸中氢离子浓度最大，醋酸中氢离子浓度最小，溶液中氢离子浓度越大，溶液的pH就越小，所以三种溶液的pH由大到小的顺序为③>①>②；

氢离子浓度越小，消耗碱的量越少，即氢离子浓度越小，中和一定量NaOH溶液生成正盐时，消耗酸的体积越大，所以消耗三种酸的体积有小到大的为②<③=①。