Question

【題目】水溶液中的離子平衡是中學學習的一個重要內容。

(1)甲同學用pH試紙分別測定了 0.1 mol/L NaOH溶液的pH=13、0.1 mol/LCH3COOH溶液的pH=3、0.001 mol/L HCl溶液的pH=3。請寫出pH試紙使用方法：_____根據測量結果，甲推測等濃度的NaOH溶液、CH3COOH溶液中，由水電離出的H+濃度c(H+)NaOH____c(H+)CH3COOH(填“大于”“小于”或“等于”)

(2)乙同學分別取了pH=3的CH3COOH溶液和HCl溶液各10mL，測量導電能力發現HCl溶液導電能力______________CH3COOH溶液導電能力(填“大于”“小于”或“等于”)。然后分別加水稀釋到100 mL后，再次測量，稀釋后的HCl溶液導電能力______________CH3COOH溶液導電能力(填“大于”“小于”或“等于”)

(3)丙同學查閱資料發現，人體血液里存在重要的酸堿平衡：CO2＋H2OH2CO3HCO3-，使人體血液pH保持在7.35～7.45，否則就會發生酸中毒或堿中毒。其pH隨c(HCO3-)∶c(H2CO3)變化關系如下表：

c(HCO3-) ∶c(H2CO3)	1.0	17.8	20.0	22.4
pH	6.10	7.35	7.40	7.45

①正常人體血液中，HCO3-的水解程度____電離程度(填“＞”、“＜”或“=”)；

②人體血液酸中毒時，可注射________(填選項)緩解；

A.NaOH溶液 B.NaHCO3溶液 C.NaCl溶液 D.Na2SO4溶液

③等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中各離子濃度大小順序___________

④已知25 ℃時，CO32-水解反應的平衡常數Kh===2×10－4 mol/L，當溶液中c(HCO3-)︰c( CO32-)=2：1時，溶液的pH=________；

(4)丁同學探究難溶電解質在水溶液中的性質，查閱資料發現25 ℃時，AgCl的Ksp=1.8×10-10，該溫度下向1 L 0.03 mol/L的AgNO3溶液中加入1 L 0.01 mol/L的NaCl溶液之后，溶液中c(Cl-)=______mol/L（忽略混合前后溶液體積的變化）。平衡后，若向該體系中再加入少量AgCl固體，則c(Cl-)_____（填“增大”或“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部，變色后與標準比色卡對照讀數 小于 等于 小于 > B c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+) pH=10 1.8×10-8 不變

【解析】

(1)用pH試紙測定溶液的pH不能濕潤；根據溶液中離子濃度對水電離平衡移動的影響分析比較溶液中水電離產生的離子濃度大小；

(2)溶液的導電性與溶液中微粒的濃度及離子帶有的電荷數目有關，與微粒的種類無關；

醋酸是弱酸，在溶液中存在電離平衡，根據稀釋對溶液中離子濃度的影響分析判斷溶液的導電性；

(3)①根據人體血液的酸堿性確定碳酸氫根離子的電離和水解程度相對大小；

②發生酸中毒時，應該用堿性物質緩解；

③等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合，溶液由于水解而顯堿性，根據物料守恒和兩種鹽的水解程度大小分析比較溶液中各離子濃度大小；

④已知25 ℃時，CO32-水解反應的平衡常數Kh===2×10－4 mol/L，當溶液中c(HCO3-)︰c( CO32-)=2：1時，將數值帶入，同時結合水的離子積常數及pH=-lgc(H+)溶液的pH；

(4)先根據AgNO3、NaCl溶液中溶質的物質的量，結合二者反應關系判斷哪種物質過量，計算出過量離子的物質的量濃度，利用Ksp(AgCl)計算出c(Cl-)，在溶液中存在沉淀溶解平衡，根據固體與溶解平衡關系分析判斷離子濃度情況。

(1)pH試紙的使用方法是：把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部，待變色后與標準比色卡對照讀數；

0.1 mol/L NaOH溶液的pH=13，則c(OH-)=0.1mol/L；0.1 mol/LCH3COOH溶液的pH=3，則c(H+)=10-3mol/L，說明NaOH是一元強堿，醋酸是一元弱酸，等濃度的NaOH、CH3COOH溶液中離子濃度NaOH的大于醋酸的，由于在兩種物質的溶液中都存在H2O的電離平衡：H2OH++OH-，等濃度的H+、OH-對水的電離平衡抑制作用相同，由于等濃度的NaOH溶液中的離子濃度大于醋酸溶液中的離子濃度，所以對水的抑制作用NaOH>CH3COOH，故由水電離出的H+濃度c(H+)NaOH<c(H+)CH3COOH；

(2)溶液的導電性與溶液中微粒的濃度及離子帶有的電荷數目有關，與微粒的種類無關。pH=3的CH3COOH溶液和HCl溶液各10mL，離子的濃度相等，離子所帶電荷相同，所以溶液的導電能力也相等；

醋酸是一元弱酸，在溶液中存在電離平衡，c(CH3COOH)>c(H+)，將兩者10mL分別加水稀釋到100 mL后，由于HCl是一元強酸，完全電離，稀釋使溶液中離子濃度降低，而在CH3COOH溶液在存在電離平衡，稀釋電離平衡正向移動，又使溶液中的離子濃度增大，最終達到平衡時，溶液中離子濃度CH3COOH溶液>HCl溶液，故稀釋相同倍數后溶液的導電性：HCl<CH3COOH；

(3)①人體血液pH值保持在7.35～7.45之間，說明HCO3-的水解程度大于電離程度；

②發生酸中毒時，應用堿性物質緩解；

A.NaOH溶液是強堿溶液，具有強腐蝕性，不能使用，A不符合題意；

B.NaHCO3溶液水解顯堿性，可以和酸反應起到緩解人體血液酸中毒，B符合題意；

C.NaCl溶液是中性溶液不起作用，C不符合題意；

D.Na2SO4溶液是中性溶液不能緩解血液的酸性，D不符合題意；

故合理選項是B；

③等濃度的Na2CO3和NaHCO3的混合，根據電解質的電離可知c(Na+)最大，由于Na2CO3和NaHCO3水解使溶液顯堿性，所以c(OH-)>c(H+)，水解程度CO32->HCO3-，則c(HCO3-)>c(CO32-)，鹽電離產生的離子濃度遠大于水電離產生的H+、OH-的濃度，所以c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)，故該混合溶液中各離子濃度大小順序為：c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)；

④已知25 ℃時，CO32-水解反應的平衡常數Kh===2×10－4 mol/L，當溶液中c(HCO3-)︰c( CO32-)=2：1時，Kh==2×c(OH-)=2×10－4 mol/L，所以c(OH-)=1×10－4 mol/L，c(H+)=10-10mol/L所以溶液的pH=10；

(4)1 L 0.03 mol/L的AgNO3溶液中加入1 L 0.01mol/L的NaCl溶液后，二者發生反應：Ag++Cl-=AgCl↓，根據反應關系可知：硝酸銀過量，氯化鈉完全反應，剩余的硝酸銀濃度c(AgNO3)=c(Ag+)==0.01mol/L，根據AgCl的Ksp=1.8×10-10，可知c(Cl-)==1.8×10-8；反應后AgCl溶液形成沉淀溶解平衡體系，加入氯化銀固體不影響平衡，因此溶液中氯離子濃度不變。