Question

【題目】電解質(zhì)水溶液中存在電離平衡、水解平衡、溶解平衡，請(qǐng)回答下列問題。

(1)已知部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：

弱酸	HCOOH	HCN	H2CO3
電離平衡常數(shù)(25℃)	Ka=1.77×10-4	Ka=5.0×10-10	Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11

①HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3這四種溶液的陰離子結(jié)合質(zhì)子能力最強(qiáng)的是______。

②體積相同、c(H+)相同的三種酸溶液a.HCOOH；b.HCN；c.H2SO4分別與濃度相等的NaOH溶液完全中和，消耗NaOH溶液的體積由大到小的排列順序是(填序號(hào))_____。

③向NaCN溶液通入少量CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。

(2)一定濃度的NaCN溶液pH＝9，用離子方程式表示呈堿性的原因是____，此時(shí)，＝_____。

(3)常溫下，向20 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol/L HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。

回答下列問題：

在同一溶液中H2CO3、、______(填“能”或“不能”)大量共存。

②當(dāng)pH＝7時(shí)，溶液中含碳元素的主要微粒為_____，溶液中各種離子(除外)的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為______。

③已知在25℃時(shí)，水解反應(yīng)的平衡常數(shù)即水解常數(shù)Kh＝=2.0×10-4，當(dāng)溶液中c()：c()＝2：1時(shí)，溶液pH＝______。

(4)已知CaCO3的Ksp＝2.8×10-9，現(xiàn)將濃度為2×10-4 mol/L Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，則生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為________mol/L。

Answer 1

【答案】Na2CO3 b＞a＞c NaCN+H2O+CO2=NaHCO3+HCN CNˉ+H2OHCN+OHˉ 2 不能 、H2CO3 c(Na+)＞c(Clˉ)＞c()＞c(H+)=c(OHˉ) 10 5.6×10-5mol/L

【解析】

(1)①已知酸的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>HCOOH＞H2CO3＞HCN＞NaHCO3，所以對(duì)應(yīng)酸根結(jié)合H+能力強(qiáng)弱的順序?yàn)?/span>＞CNˉ＞＞HCOOˉ，故Na2CO3結(jié)合H+能力最強(qiáng)；

②酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>H2SO4＞HCOOH＞HCN，HCOOH和HCN是弱酸，所以c(H+)相同的三種酸濃度c(HCN)＞c(HCOOH)＞c(H2SO4)，所以同濃度的NaOH溶液完全中和體積相同、c(H+)相同的三種酸，所消耗NaOH溶液的體積由大到小的排列順序?yàn)?/span>b＞a＞c；

③因?yàn)樗嵝詮?qiáng)弱H2CO3＞HCN＞NaHCO3，向NaCN溶液通入少量CO2應(yīng)生成HCN和NaHCO3，可知NaCN溶液和CO2反應(yīng)的方程式為NaCN+CO2+H2O=NaHCO3+HCN；

(2)HCN是弱酸，所以NaCN為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液中存在CNˉ的水解使溶液顯酸性，離子方程式為CNˉ+H2OHCN+OHˉ；==2；

(3)①由圖可知，pH在8～12只存在、，pH＜8只存在H2CO3、，可知同一溶液中，可分別于H2CO3、共存，但H2CO3和不能大量共存；

②據(jù)圖可知pH=7時(shí)溶液中含碳元素的主要微粒為、H2CO3；pH=7時(shí)c(H+)=c(OHˉ)，溶液中存在電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(Clˉ)+c()+c(OHˉ)+2c()，所以c(Na+)=c(Clˉ)+c()+2c()，則c(Na+)＞c(Clˉ)；當(dāng)加入20mLHCl時(shí)，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的NaHCO3和NaCl，此時(shí)溶液顯堿性，則呈中性時(shí)需要繼續(xù)滴加HCl溶液，所以當(dāng)pH=7時(shí)c(Clˉ)＞c()，所以溶液中各種離子(除外)的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為c(Na+)＞c(Clˉ)＞c()＞c(H+)=c(OHˉ)；

③當(dāng)溶液中c()：c()＝2：1時(shí)，c(OHˉ)==1.0×10-4mol/L，則此時(shí)溶液中c(H+)=1×10-10mol/L，溶液的pH為10；

(4)濃度為2×10-4mol/LNa2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合后溶液中c()=1.0×10-4mol/L，若產(chǎn)生沉淀，則鈣離子濃度最小為c(Ca2+)==2.8×10-5mol/L，則原氯化鈣溶液的濃度至少為5.6×10-5mol/L。