Question

18．按要求回答下列問題：
①已知常溫下，pH=3的鹽酸溶液中，c（OH^-）為10^-11，由水電離產生的c（H⁺）為10^-11；pH=5的NH₄Cl溶液中c（H⁺）為10^-5，由水電離產生的c（OH^-）為10^-5．
②25℃時，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4mol•L^-1，取該溶液1mL加水稀釋至10mL，則稀釋后溶液中c（Na⁺）：c（OH^-）=1000．
③已知某溫度下水的離子積為1×10^-12，測得某溶液pH=7，該溶液顯堿（填“酸”、“堿”或“中”）性．
④在0.5mol•L^-1的NaHSO₃溶液中滴入石蕊，溶液變紅．則該溶液中存在的離子的濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 ①pH=3的鹽酸中c（OH^-）=c（H⁺） _{（水電離）}=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$，pH=5的NH₄Cl溶液中c（H⁺）為10^-pH，由水電離產生的c（OH^-）=c（H⁺） _{（水電離）}；
②25℃時，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4mol•L^-1，c（Na⁺）=1×10^-3mol•L^-1，取該溶液1mL加水稀釋至10mL，c（Na⁺）=1×10^-4mol•L^-1，溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol•L^-1，據此計算；
③某溫度下水的離子積為1×10^-12，測得某溶液pH=7，該溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol•L^-1，c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$，根據氫離子和氫氧根離子濃度相對大小判斷溶液酸堿性；
④0.5mol•L^-1的NaHSO₃溶液中滴入石蕊，溶液變紅，說明溶液呈酸性，則亞硫酸氫根離子電離程度大于其水解程度，但其電離和水解程度都較小，據此判斷離子濃度大小．

解答 解：①pH=3的鹽酸中c（OH^-）=c（H⁺） _{（水電離）}=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$mol/L=10^-11mol•L^-1，pH=5的NH₄Cl溶液中c（H⁺）為10^-pH=10^-5mol•L^-1，由水電離產生的c（OH^-）=c（H⁺） _{（水電離）}=10^-5mol•L^-1，
故答案為：10^-11；10^-11；10^-5；10^-5；
②25℃時，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4mol•L^-1，c（Na⁺）=1×10^-3mol•L^-1，取該溶液1mL加水稀釋至10mL，c（Na⁺）=1×10^-4mol•L^-1，溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol•L^-1，溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol•L^-1，則c（Na⁺）：c（OH^-）=1×10^-4mol•L^-1：1×10^-7mol•L^-1=1000，
故答案為：1000；
③某溫度下水的離子積為1×10^-12，測得某溶液pH=7，該溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol•L^-1，c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5 mol/L，c（OH^-）＞c（H⁺），溶液呈堿性，故答案為：堿性；
④NaHSO₃溶液呈酸性，NaHSO₃溶液中存在亞硫酸氫根的水解與電離，水解導致其呈堿性，電離導致其呈酸性，據此分析：電離程度大于水解程度；故離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

點評 本題考查離子濃度大小比較、鹽類水解、弱電解質的電離、pH計算等知識點，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，難點是計算酸或鹽中水電離出氫離子或氫氧根離子濃度濃度，題目難度中等．