Question

20．按要求回答下列問題：
（1）已知100℃時，K_w=1.0×10^-12．將一定體積pH=10的NaOH溶液和一定體積的pH=3的H₂SO₄溶液混合，所得混合溶液pH=7．則NaOH溶液和H₂SO₄溶液的體積比為3：2（忽略混合時溶液體積的變化）．
（2）工業(yè)上用氨水將SO₂轉(zhuǎn)化為（NH₄）₂SO₃，再氧化為（NH₄）₂SO₄．已知25℃時，0.05mol•L^-1（NH₄）₂SO₄溶液的pH=a，則c（NH₄⁺）：c（NH₃•H₂O）=1.7×10^11-a（用含a的代數(shù)式表示，已知NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=1.7×10^-3）
（3）常溫下，向V L 0.1mol•L^-1的醋酸溶液中加水稀釋，下列說法正確的是B（填字母）．
A、溶液中導(dǎo)電粒子的數(shù)目將減少        B、由水電離的c（H⁺）濃度將增大
C、溶液中$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）•c（O{H}^{-}）}$不變     D、溶液中$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$將增大
E、醋酸的電離程度將增大，c（H⁺）也增大
（4）已知反應(yīng)：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，現(xiàn)將該反應(yīng)設(shè)計成燃料電池，若該電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液，則負極的電極反應(yīng)式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 （1）pH=3的H₂SO₄溶液，c（H⁺）=1×10^-3mol/L，pH=10的NaOH溶液，c（OH^-）=1×10^-2mol/L，要使混合液的pH=7，則堿剩余，據(jù)此計算；
（2）根據(jù)氨水的電離平衡常數(shù)K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$代入數(shù)據(jù)進行計算即可；
（3）醋酸是弱電解質(zhì)，加水稀釋醋酸溶液，促進醋酸電離，醋酸電離產(chǎn)生的醋酸根離子和氫離子數(shù)目增多濃度減小，根據(jù)醋酸的電離程度確定溶液中微粒個數(shù)變化；
（4）燃料電池中，負極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)．

解答 解：（1）pH=3的H₂SO₄溶液，c（H⁺）=1×10^-3mol/L，pH=10的NaOH溶液，c（OH^-）=1×10^-2mol/L，pH=3的H₂SO₄溶液和pH=10的NaOH溶液混合，要使混合液的pH=7，則堿剩余，則有$\frac{1{0}^{-2}{V}_{1}-1{0}^{-3}{V}_{2}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$=10^-5，V₁：V₂=3：2，故答案為：3：2；
（2）0.05mol•L^-1（NH₄）₂SO₄溶液的pH=a，則c（OH^-）=10^a-14，K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=1.7×10^-3mol．L^-1，所以$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{1.7×1{0}^{-3}}{1×1{0}^{a-14}}$=1.7×10^11-a，故答案為：1.7×10^11-a；
（3）A、醋酸是弱電解質(zhì)，加水稀釋醋酸溶液，促進醋酸電離，醋酸電離產(chǎn)生的醋酸根離子和氫離子數(shù)目增多，即溶液中導(dǎo)電粒子的數(shù)目將增多，故A錯誤；
B、加水稀釋，促進電離，但離子濃度降低，酸性減弱，對水的電離的抑制程度減弱，即由水電離的c（H⁺）濃度將增大，故B正確；
C、溶液中$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）•c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Ka}{Kw}$=常數(shù)，只受溫度的影響，所以加水后數(shù)值不變，故C錯誤；
D、醋酸電離產(chǎn)生的醋酸根離子和氫離子數(shù)目增多，濃度同等程度的減小，$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$將不變，故D錯誤；
E、加水稀釋，醋酸的電離程度將增大，c（H⁺）減小，故E錯誤．
故選B；
（4）燃料電池中，負極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以氨作為燃料電池燃氣時，負極上是氨氣失電子的過程，即2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O，故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O．

點評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、酸堿混合后溶液pH的計算等知識，題目難度中等，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的計算方法是關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．