Question

【題目】水是極弱的電解質，改變溫度或加入某些電解質會影響水的電離。請回答下列問題：

(1)純水在100 ℃時，pH=6，該溫度下0.1 mol·L-1的NaOH溶液的pH=_____________。

(2)體積均為100 mL、pH均為2的鹽酸與一元弱酸HX，加水稀釋過程中鹽酸的pH與溶液體積的關系如圖所示，則在圖上畫出HX加水至500mL稀釋過程中pH值的變化曲線_____，并說明理由___________。

(3)電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質電離程度強弱的物理量。已知：

化學式	電離平衡常數(shù)（25 ℃）
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11

25 ℃時，在0.5 mol·L-1的醋酸溶液中由醋酸電離出的c(H＋)約是由水電離出的c(H＋)的_____倍。

(4)寫出在NaCN溶液中通入少量CO2反應的離子方程式________________________。

(5)某興趣小組為研究碳酸鈉水解平衡與溫度的關系，用數(shù)字實驗系統(tǒng)測定一定濃度碳酸鈉溶液的pH與溫度的關系，得到曲線如圖，下列分析合理的是___________。

A 碳酸鈉水解是吸熱反應 B ab段說明水解平衡向右移動

C bc段說明水解平衡向左移動 D 水的電離平衡也對pH產(chǎn)生影響

Answer 1

【答案】11 pH相同時HX的起始濃度大，稀釋相同倍數(shù)，HX電離平衡右移，c(H+)變化量小，則HX的pH變化量比HCl的小 9×108 CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3- ABD

【解析】

(1)先計算100 ℃時的Kw，然后計算NaOH溶液的c(H+)，再根據(jù)pH=-lgc(H+)計算。

(2)鹽酸是強酸，在水中完全電離，HX是一元弱酸，在溶液中存在電離平衡，根據(jù)稀釋對溶液中c(H+)的影響分析；

(3)先根據(jù)K計算溶液的c(H+)，然后根據(jù)該溫度下水的離子積常數(shù)計算溶液中c(OH-)，酸溶液中水電離產(chǎn)生的c(H+)等于溶液中c(OH-)；

(4)根據(jù)酸性H2CO3>HCN>HCO3-，結合CO2少量產(chǎn)生書寫離子方程式；

(5) A.碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解，升溫pH增大，說明水解是吸熱反應；

B.ab段說明升溫促進水解，堿性增大，溶液pH增大；

C.溫度升高促進水解平衡正向進行。

D.隨溫度升高，此時促進鹽類水解，對水的電離液起到促進作用，氫氧根離子濃度抑制水解平衡。

(1)純水在100 ℃時，pH=6，則c(H+)=10-6mol/L，由于水電離產(chǎn)生的H+與OH-的物質的量濃度相等，所以該溫度下Kw=c(H+)c(OH-)=10-12(mol/L)2；該溫度下0.1 mol·L-1的NaOH溶液中，c(OH-)=0.1mol/L，所以c(H+)=10-11mol/L，因此該溶液的pH=11；

(2)開始時HCl、HX的pH=2，說明溶液中c(H+)相等，HCl是強酸，完全電離，c(HCl)=c(H+)；HX是弱酸，部分電離，在溶液中存在電離平衡，所以c(HX)>c(H+)；當把溶液稀釋時，由于鹽酸是強酸，完全電離，所以溶液中c(H+)減小，pH增大；而HX是弱酸，在溶液中存在電離平衡，稀釋使溶液中c(H+)減小，平衡正向移動使c(H+)又有所增加，因此稀釋相同倍數(shù)后，溶液中c(H+)大小相對來說HX溶液中大，則pH值HX小，鹽酸大，故稀釋與溶液的pH關系圖為：；

(3)CH3COOH在溶液中存在電離平衡：CH3COOHCH3COO-+H+，K=，所以c2(H+)=c (CH3COOH)K=0.5×1.8×10-5=9×10-6，所以c(H+)=3×10-3mol/L，由于Kw=10-14，所以c(OH-)=mol/L，由于水電離產(chǎn)生的H+與溶液中OH-濃度相等，所以水電離產(chǎn)生的c(H+)水=c(OH-)=mol/L，所以0.5 mol/L的醋酸溶液中由醋酸電離出的c(H＋)約是由水電離出的c(H＋)的倍數(shù)是=9×108；

(4)根據(jù)酸性H2CO3>HCN，由于CO2少量，所以向NaCN溶液中通入少量CO2，發(fā)生反應產(chǎn)生HCN和NaHCO3，反應的離子方程式為CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3-；

(5)A.分析圖象，碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解，升溫PH增大，說明水解是吸熱反應，A正確；

B.ab段說明升溫促進水解，氫氧根離子濃度增大，堿性增大溶液PH增大，圖象符合，B正確；

C.溫度升高促進水解平衡正向進行，C錯誤；

D.隨溫度升高，此時促進鹽類水解，對水的電離液起到促進作用，氫氧根離子濃度抑制水解平衡，水的電離平衡也對pH產(chǎn)生影響，D正確；

故合理選項是ABD。