Question

4．已知化學平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：
（1）常溫下，濃度均為0.1mol•L^-1的下列六種溶液的pH如下表：

溶質	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	C6H5ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述鹽溶液中的陰離子，結合質子能力最強的是CO₃^2-
②根據表中數據判斷，濃度均為0.01mol•L^-1的下列五種物質的溶液中，酸性最強的是D；（填編號，下同）將各溶液分別稀釋100倍，pH變化最小的是C
A．HCN    B．HClO    C．C₆H₅OH    D．CH₃COOH    E．H₂CO₃
③據上表數據，請你判斷下列反應不能成立的是CD（填編號）．
A．CH₃COOH+Na₂CO₃═NaHCO₃+CH₃COONa
B．CH₃COOH+NaCN═CH₃COONa+HCN
C．CO₂+H₂O+2NaClO═Na₂CO₃+2HClO
D．CO₂+H₂O+2C₆H₅ONa═Na₂CO₃+2C₆H₅OH
④要增大氯水中HClO的濃度，可向氯水中加入少量的碳酸鈉溶液，反應的離子方程式為2Cl₂+CO₃^2-+H₂O=CO₂↑+2Cl^-+2HClO
（2）CaCO₃是一種難溶物質，其K_Sp=2.8×l0^-9．現將濃度為2×l0^-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5.6×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）弱酸根質量水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸根離子結合質子能力越大；
①弱酸根質量水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸根離子結合質子能力越大；
②酸的酸性越強，酸的電離程度越大，其酸根離子水解程度越小，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越小；加水稀釋促進弱酸電離，相同濃度的不同酸稀釋相同的倍數，酸的酸性越弱，酸的PH變化越小；
③據強酸制取弱酸的原理分析判斷；
④HClO和碳酸氫鈉不反應，鹽酸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳；
（2）等體積混合后溶液中碳酸根的濃度為1×l0^-4mol/L，利用溶度積計算需要鈣離子濃度，再根據稀釋定律計算所需CaCl₂溶液的最小濃度．

解答 解：（1）弱酸根質量水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸根離子結合質子能力越大，根據溶液pH知，CO₃^2-的水解程度最大，則CO₃^2-結合質子能力最強，故答案為：CO₃^2-；
①弱酸根質量水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸根離子結合質子能力越大，根據溶液pH知，CO₃^2-的水解程度最大，則CO₃^2-結合質子能力最強，故答案為：CO₃^2-；
②酸的酸性越強，酸的電離程度越大，其酸根離子水解程度越小，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越小，根據表中數據知，酸性最強的酸是CH₃COOH、酸性最弱的酸是C₆H₅OH；加水稀釋促進弱酸電離，相同濃度的不同酸稀釋相同的倍數，酸的酸性越弱，酸的PH變化越小，酸性最弱的酸是C₆H₅OH，則pH變化最小的是C₆H₅OH，
故答案為：D；C；
③據各種酸對應鈉鹽的pH可知，其酸性醋酸的酸性比碳酸強，醋酸的酸性比HCN強，碳酸的酸性比HClO強，碳酸的酸性比苯酚強，苯酚的酸性比HCO₃^-強，所以CO₂+H₂O+NaClO═NaHCO₃+HClO和CO₂+H₂O+C₆H₅ONa═NaHCO₃+C₆H₅OH，所以CD錯誤，故答案為：CD；
④HClO和碳酸鈉不反應，鹽酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳，所以導致氯水中HClO濃度增大，離子方程式為2Cl₂+CO₃^2-+H₂O=CO₂↑+2Cl^-+2HClO，
故答案為：2Cl₂+CO₃^2-+H₂O=CO₂↑+2Cl^-+2HClO；
（2）等體積混合后溶液中碳酸根的濃度為2×l0^-4mol/L÷2=1×l0^-4mol/L，要生成CaCO₃沉淀需要鈣離子濃度為$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=2.8×l0^-5mol/L，故需要CaCl₂溶液的最小濃度為2.8×l0^-5mol/L×2=5.6×l0^-5mol/L，
故答案為：5.6×10^-5．

點評 本題屬于拼合型題目，涉及鹽類水解的應用、平衡常數和溶度積計算，難度中等，（3）中注意等體積混合后碳酸根的濃度變化情況．