Question

4．已知醋酸和鹽酸是日常生活中極為常見(jiàn)的酸．
（1）常溫常壓，在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（CH₃COO?）=（10^-5-10^-9）mol/L；下列方法中，可以使0.10mol•L?¹CH₃COOH的電離程度增大的是bdf．
a．加入少量0.10mol•L?¹的稀鹽酸  b．加熱CH₃COOH溶液  c．加入少量冰醋酸
d．加水稀釋至0.010mol•L?¹       e．加入少量氯化鈉固體
f．加入少量0.10mol•L?¹的NaOH溶液
（2）將等質(zhì)量的鋅投入等體積且pH均等于3的醋酸和鹽酸溶液中，經(jīng)過(guò)充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)只在一種溶液中有鋅粉剩余，則生成氫氣的體積：V（鹽酸）＜V（醋酸），反應(yīng)的最初速率為：
υ（鹽酸）=υ（醋酸）．
（3）常溫下，向體積為Va mL pH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液Vb mL至溶液恰好呈中性，則Va與Vb的關(guān)系是：Va＜Vb；溶液中各離子的濃度按照由大到小排序?yàn)閏（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH）．
（4）已知：90℃時(shí)，水的離子積常數(shù)為Kw=38×10?¹⁴，在此溫度下，將pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合，則混合溶液中的c（H⁺）=2.05×10^-11mol•L^-1（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)醋酸的電離平衡CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-和電荷守恒來(lái)計(jì)算；醋酸的電離是吸熱反應(yīng)，加水稀釋、加入堿、加熱都能促進(jìn)醋酸的電離；
（2）生成氫氣的體積取決于電離出的氫離子的量的多少，開(kāi)始的反應(yīng)速率取決于開(kāi)始時(shí)氫離子濃度的大��；
（3）溶液顯中性，說(shuō)明氫離子和氫氧根的濃度一定相等，醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，根據(jù)電荷守恒來(lái)判斷離子濃度大小關(guān)系；
（4）強(qiáng)酸和強(qiáng)堿混合后溶液的氫離子濃度可以根據(jù)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（H⁺）=10^-5mol/L，則c（OH^-）=10^-9mol/L，根據(jù)醋酸溶液中電荷守恒可知：c（H⁺）═c（OH^-）+c（CH₃COO^-），可以看出，c（CH₃COO^-）=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-5-10^-9）mol/L；
醋酸的電離是吸熱反應(yīng)，加水稀釋、加入堿、加熱都能促進(jìn)醋酸的電離；
a．加入少量0.10mol•L^-1的稀鹽酸，溶液中氫離子濃度增大，抑制醋酸的電離，則醋酸的電離程度降低，故錯(cuò)誤；
b．醋酸的電離是吸熱反應(yīng)，加熱CH₃COOH溶液，促進(jìn)醋酸的電離，則醋酸的電離程度增大，故正確；
c．加入少量冰醋酸，醋酸的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但醋酸的電離程度降低，故錯(cuò)誤；
d．加水稀釋至0.010mol•L^-1，促進(jìn)醋酸的電離，則醋酸的電離程度增大，故正確；
e．加入少量氯化鈉固體，不影響平衡的移動(dòng)，則不改變醋酸的電離，故錯(cuò)誤；
f．加入少量0.10mol•L^-1的NaOH溶液，氫氧根離子和氫離子反應(yīng)生成水，氫離子濃度降低，促進(jìn)醋酸的電離，則醋酸的電離程度增大，故正確；
故答案為：（10^-5-10^-9）mol/L；bdf；
（2）醋酸是弱酸，隨著它和金屬的反應(yīng)，電離平衡不斷地向右移動(dòng)，會(huì)電離出更多的氫離子，所以醋酸產(chǎn)生的氫氣體積較大，開(kāi)始時(shí)，醋酸和鹽酸的pH均等于3，即開(kāi)始時(shí)氫離子的濃度相等，所以開(kāi)始時(shí)的速率相等，故答案為：＜；=；
（3）醋酸溶液是弱酸，pH為3的醋酸溶液中，醋酸的濃度大于10^-3mol/L，pH=11的NaOH溶液濃度等于10^-3mol/L，最后溶液恰好呈中性，說(shuō)明堿多，所以Vb＞Va，溶液恰好呈中性，氫離子和氫氧根的濃度一定相等，根據(jù)電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），所以c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），
故答案為：Va＜Vb； c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH）；
（4）pH=3的鹽酸中c（H⁺）=10^-3mol/L，pH=11的氫氧化鈉溶液中c（OH^-）=$\frac{38×1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=38×10^-3mol/L，混合后：H⁺+OH^-=H₂O，所以堿剩余，剩余的氫氧根的濃度為c（OH^-）=$\frac{38×1{0}^{-3}-1{0}^{-3}}{2}$=0.0185mol/L，所以c（H⁺）=$\frac{38×1{0}^{-14}}{0.0185}$≈2.05×10^-11（mol/L），
故答案為：2.05×10^-11mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生有關(guān)弱電解質(zhì)的電離及電離平衡的移動(dòng)和離子濃度大小比較的知識(shí)，是一道綜合知識(shí)題目，難度較大．