Question

6．物質在水溶液中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡或沉淀溶解平衡，它們都可看做是化學平衡的一種．請根據所學化學知識回答下列問題：
Ⅰ、已知0.01mol/L的NaHCO₃溶液呈堿性．
（1）該溶液中存在著三個平衡體系，用電離方程式或離子方程式表示：
①HCO₃^-?H⁺+CO₃^2- ②HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-③H₂O?H⁺+OH^-．
（2）溶液中共有7種不同的粒子（指分子和離子）．
（3）該溶液中的離子濃度由大到小的順序是：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．
（4）向該溶液中加入AlCl₃溶液，有白色膠狀沉淀生成，同時產生一種無色無味并能使澄清石灰水變渾濁的氣體，寫出該反應的離子方程式：3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
Ⅱ、有鹽酸、硫酸、醋酸三種溶液，試回答：
（1）若三種溶液的濃度均為0.1mol•L^-1，其c（H⁺） 依次為a mol•L^-1，b mol•L^-1，c mol•L^-1，其大小順序為b＞a＞c；中和一定量NaOH溶液生成正鹽時，需上述三種酸的體積依次是V₁L、V₂L、V₃L，其大小關系為V₂＞V₁=V₃．
（2）若三種溶液的pH都為2，分別取10mL上述溶液加水稀釋至1000mL，此時三種溶液的pH₁、pH₂、pH₃之間的關系為pH₁=pH₂＞pH₃（用“＜”、“＞”或“=”表示，pH₁--代表鹽酸、pH₂--代表硫酸、pH₃--代表醋酸）
Ⅲ、已知含有足量AgCl固體的飽和溶液中存在如下平衡：AgCl（s）═Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），且在25℃時，AgCl的K_sp=1.8×10^-10．現(xiàn)將足量AgCl固體分別放入下列液體中：①100mL蒸餾水 ②100mL0.3mol/L AgNO₃溶液   ③100mL0.1mol/L MgCl₂溶液充分攪拌后冷卻到25℃時，此時c（Ag⁺）由大到小的順序為②①③（填序號），溶液②中c（Cl^-）=6×10^-10mol/L．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的電離和水解方程，及水的電離方程；
（2）根據溶液的溶質及存在的平衡方程分析；
（3）NaHCO₃溶液呈堿性HCO₃^-的水解程度大于電離程度；
（4）HCO₃^-與Al³⁺發(fā)生相互促進的水解，生成二氧化碳和氫氧化鋁沉淀；
II、（1）如果酸是強電解質，一元酸的濃度與氫離子濃度相等，二元酸的濃度為氫離子濃度的一半；如果酸是弱電解質，一元酸的濃度大于氫離子濃度；
中和一定量NaOH溶液生成正鹽時，酸的濃度相等時，如果是一元酸，所用酸的體積相等，如果是二元酸，酸的體積是一元酸的一半；
（2）稀釋濃度相等的酸，促進弱電解質電離；
III、氯化銀飽和溶液中存在沉淀溶解平衡，飽和溶液中的溶度積是常數(shù)，當溶液中氯離子濃度增大時，銀離子濃度會減��；依據溶度積分別計算．

解答 解：Ⅰ、（1）NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的電離和水解方程，及水的電離方程，所以溶液中的平衡方程式有：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-；
故答案為：①HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，②HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，③H₂O?H⁺+OH^-；
（2）NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-，所以溶液中的微粒有HCO₃^-、H⁺、CO₃^2-、H₂CO₃、H₂O、OH^-、Na⁺，則溶液中共有7中微粒；
故答案為：7；
（3）NaHCO₃溶液呈堿性，HCO₃^-的水解程度大于電離程度，所以該溶液中的離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
（4）HCO₃^-與Al³⁺發(fā)生相互促進的水解，生成二氧化碳和氫氧化鋁沉淀，其反應的離子方程式為：3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案為：3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
II、（1）氯化氫和硫酸是強電解質，鹽酸是一元酸，硫酸是二元酸，醋酸是弱電解質且是一元酸，所以鹽酸中氫離子濃度與酸的濃度相等，硫酸中氫離子濃度是硫酸的濃度的2倍，醋酸中氫離子濃度小于醋酸的濃度，所以氫離子濃度其大小順序為b＞a＞c；
中和一定量NaOH溶液生成正鹽時，酸的濃度相等，如果是一元酸，所用酸的體積相等，如果是二元酸，酸的體積是一元酸的一半，所以三種酸的體積大小關系是V₂＞V₁=V₃；
故答案為：b＞a＞c；V₂＞V₁=V₃；
（2）硫酸是二元強酸，鹽酸是一元強酸，醋酸是一元弱酸，PH相等的三種酸，氫離子濃度相等，加水稀釋促進醋酸電離，所以稀釋后溶液中氫離子濃度①=②＜③，則溶液中pH₁=pH₂＞pH₃，
故答案為：pH₁=pH₂＞pH₃；  
III、K_sp=1.8×10^-10mol²•L^-2=C（Ag⁺）•C（Cl^-），通過計算分別得到：①100mL蒸餾水中含銀離子濃度和氯離子濃度相同；②100mL 0.2mol•L^-1AgNO₃溶液中Ag⁺濃度為0.3mol/l抑制沉淀溶解平衡，c（Cl^-）=6×10^-10mol/L；③100mL0.1mol/L MgCl₂溶液中氯離子濃度為0.2mol/L，銀離子濃度=9×10^-10mol/L；綜上所述c（Ag⁺）由大小順序為：②①③；②中氯離子的濃度6×10^-10 mol/L；
故答案為：②①③；6×10^-10mol/L．

點評 本題考查了鹽的水解、水解方程和電離方程是書寫、溶液中離子濃度的關系、弱電解質的電離、Kp的應用等，側重于反應原理的應用的考查，題目綜合性較強，難度中等．