Question

16．按要求填寫下列問題：
（1）某些共價化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液態(tài)時會發(fā)生微弱的電離，如：2H₂O?H₃O⁺+OH^-，則液態(tài)NH₃電離的方程式是2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-
（2）某溫度（t℃）時，測得0.01mol/L的NaOH溶液的pH=10，則該溫度下水的K_W=1×10^-12，在此溫度下，將pH=b的NaOH溶液V_b L與pH=a的H₂SO₄溶液V_a L混合，若所得混合液為中性，且a+b=13，則V_a：V_b=10：1
（3）25℃時，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰．請回答下列問題：
①HA是弱電解質（填“強電解質”或“弱電解質”）．
②在加水稀釋HA溶液的過程中，隨著水量的增加而增大的是D（填字母）
A．c（HA）     B．$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$     C．c（H⁺）與c（OH^-）的乘積      D．c（OH^-）
（4）在常溫下，中和相同體積，相同pH的Ba（OH）₂、NH₃•H₂O、NaOH三種稀溶液所用相同濃度的鹽酸的體積分別為V₁、V₂、V₃，則三種關系為V₂＞V₃=V₁（用“V₁、V₂、V₃”和“＞、＜、=”表示）．
（5）今有A．鹽酸      B．醋酸      C．硫酸三種酸：
①在同體積、同濃度的三種酸中，分別加入足量的碳酸氫鈉粉末，在相同條件下產(chǎn)生CO₂的體積由大到小的順序是B＞A=C．（填寫酸的序號并用符號“＞、＜、=”連接，下同）
②在同體積、同pH的三種酸中，同時加入形狀、密度、質量完全相同的鋅粒，若產(chǎn)生相同體積的氫氣（同溫同壓下），則開始反應時速率大小關系是A=B=C，反應所用時間長短關系是A=C＞B．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)2H₂O?OH^-+H₃O⁺，類推結合題干信息寫出液態(tài)NH₃電離方程式；
（2）某溫度（t℃）時，測得0.01mol/L的NaOH溶液的氫氧根離子的濃度為：10^-2mol/L，而pH=10，說明溶液中氫離子的濃度為：10^-10mol/L，所以該溫度下水的K_W=10^-2mol/L×10^-10mol/L=1×10^-12；混合溶液呈中性，且硫酸和氫氧化鈉都是強電解質，所以酸中氫離子物質的量和堿中氫氧根離子的物質的量相等，pH=b的NaOH溶液中氫氧根離子濃度=10^b-12 mol/L，pH=a的H₂SO₄溶液氫離子濃度=10^-a mol/L，則10^b-12 mol/L×V_bL=10^-a mol/L×V_aL且且a+b=13，則V_a：V_b=10：1；
（3）①25℃時，0.1mol/L的HA溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，則c（H⁺）=1.0×10^-2mol/L，c（OH^-）=1.0×10^-12mol/L，說明HA是弱酸；
②加水稀釋HA溶液，促進HA電離平衡正向移動，水的離子積常數(shù)只受溫度影響，據(jù)此分析；
（4）等體積、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時，其濃度大于NaOH，然后結合酸堿中和時c（OH^-）越大，消耗酸越多；
（5）①同體積，同pH的三種酸中，鹽酸和硫酸中氫離子的物質的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質的量大于鹽酸，酸中氫離子的物質的量與生成二氧化碳的體積成正比；
②反應速率與氫離子濃度成正比；酸中氫離子濃度越大，反應速率越快，反應時間越短，反應過程中醋酸不斷電離．

解答 解：（1）依據(jù)2H₂O?OH^-+H₃O⁺，可知液體氨氣部分電離出銨根離子和氨基負離子，電離方程式：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；故答案為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
（2）某溫度（t℃）時，測得0.01mol/L的NaOH溶液的氫氧根離子的濃度為：10^-2mol/L，而pH=10，說明溶液中氫離子的濃度為：10^-10mol/L，所以該溫度下水的K_W=10^-2mol/L×10^-10mol/L=1×10^-12；混合溶液呈中性，且硫酸和氫氧化鈉都是強電解質，所以酸中氫離子物質的量和堿中氫氧根離子的物質的量相等，pH=b的NaOH溶液中氫氧根離子濃度=10^b-12 mol/L，pH=a的H₂SO₄溶液氫離子濃度=10^-a mol/L，
10^b-12 mol/L×V_bL=10^-a mol/L×V_aL且且a+b=13，則V_a：V_b=10：1，
故答案為：1×10^-12；10：1；
（3）25℃時，0.1mol/L的HA溶液中中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，則c（H⁺）=1.0×10^-2mol/L，c（OH^-）=1.0×10^-12mol/L，說明HA是弱酸，NaA溶液顯堿性，將含0.1molHA的溶液用NaOH溶液滴定至中性，耗NaOH的物質的量小于0.1mol，故答案為：弱電解質；
②A、n（H⁺）和n（A^-）增大，n（HA）減小，所以c（HA）減小，故A錯誤；
B、平衡常數(shù)只受溫度影響，所以$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$ 不變，故B錯誤；
C、水的離子積常數(shù)只受溫度影響，c（H⁺）與c（OH^-）的乘積不變，故C錯誤；
D、弱酸HA加水稀釋，溶液酸性減弱，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，故D正確；
故答案為：D；
（4）等體積、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，用去酸的體積V₁=V₃，
但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時，其濃度大于NaOH，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，弱堿繼續(xù)電離產(chǎn)生氫氧根離子，則消耗酸多，即V₂＞V₃，
所以消耗酸的體積關系為：V₂＞V₃=V₁，
故答案為：V₂＞V₃=V₁；
（5）醋酸和鹽酸都是一元酸，醋酸是弱酸，鹽酸是強酸，硫酸是二元強酸，所以醋酸中存在電離平衡，氯化氫和硫酸完全電離，
①同體積，同pH的三種酸中，鹽酸和硫酸中氫離子的物質的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質的量大于鹽酸，分別加入足量的碳酸鈉粉末，氫離子的物質的量越大，生成的二氧化碳體積越大，硫酸和鹽酸中生成的二氧化碳體積相同，醋酸中生成的二氧化碳體積最大，所以在相同條件下產(chǎn)生CO₂的體積由大到小的順序是：B＞A=C，
故答案為：B＞A=C；
②反應速率與氫離子濃度成正比，開始時這三種溶液中氫離子濃度相等，所以開始反應速率相等，隨著反應的進行，醋酸不斷電離出氫離子，鹽酸和硫酸不再電離出氫離子，所以反應過程中氫離子濃度醋酸最大，硫酸和鹽酸中相等，所以反應速率醋酸＞硫酸=鹽酸，則反應時間大小為：A=C＞B，
故答案為：A=B=C；A=C＞B．

點評 本題考查了弱堿混合的定性判斷及溶液pH的計算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH的關系為解答關鍵，注意掌握弱電解質的電離平衡及其影響，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用能力．