Question

17．（Ⅰ）部分弱酸的電離平衡常數(shù)如表：

弱酸	HCOOH	HClO	H2CO3	H2SO3
電離平衡常數(shù)（25℃）	Ka=1.77 ×10-4	Ka=4.0 ×10-8	Ka1=4.3×10-7 Ka2=4.7×10-11	Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7

（1）室溫下①0.1mol•L^-1 HCOONa，②0.1mol•L^-1 NaClO，③0.1mol•L^-1 Na₂CO₃，④0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液的pH由大到小的關(guān)系為③②④①．
（2）濃度均為0.1mol•L^-1的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2-、CO₃^2-、HSO₃^-、HCO₃^-濃度從大到小的順序?yàn)閏（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-）．
（3）少量CO₂通入到過量的NaClO溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO．
（4）常溫下，pH=3的HCOOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合后，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（HCOO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（Ⅱ）某小組運(yùn)用工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的原理，用如圖所示裝置電解K₂SO₄溶液．
①該電解槽中通過陰離子交換膜的離子數(shù)＜（填“＞”“＜”或“一”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)；
②圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序?yàn)閎＜a＜c＜d；
③電解一段時(shí)間后，B出口與C出口產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為8：1．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）酸性越弱對(duì)應(yīng)形成的鹽的水解能力越強(qiáng)，堿性越強(qiáng)；
（2）酸的電離常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，其鹽的水解程度越��；水解程度越大，溶液中酸根離子濃度越��；
（3）根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸判斷，H₂SO₃＞HCOOH＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-；
（4）甲酸為弱電解質(zhì)，pH=3的甲酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合，甲酸過量，溶液呈酸性，據(jù)此回答；
（Ⅱ）①電解硫酸鉀溶液，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，OH^-被氧化生成O₂；SO₄^2-通過陰離子交換膜向陽極移動(dòng)，鉀離子通過陽離子交換膜向陰極移動(dòng)；
②OH^-被氧化，陽極生成H⁺和O₂，pH減小，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成H₂和OH^-，pH增大；
③B口生成氧氣，C生成氫氣．

解答 解：（Ⅰ）（1）圖表中比較得到酸性強(qiáng)弱H₂SO₃＞HCOOH＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，對(duì)應(yīng)鹽水解程度HSO₃^-＜HCOO^-＜SO₃^2-＜HCO₃^-＜ClO^-＜CO₃^2-，室溫下①0.1mol•L^-1 HCOONa，②0.1mol•L^-1 NaClO，③0.1mol•L^-1 Na₂CO₃，④0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液的pH由大到小的關(guān)系為：③②④①，
故答案為：③②④①；
（2）水解程度越大，溶液中酸根離子濃度越小，水解程度：CO₃^2-＞SO₃^2-，則溶液中離子濃度：c（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-），
故答案為：c（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-）；
（3）根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知，H₂SO₃＞HCOOH＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，少量CO₂通入到過量的NaClO溶液中生成次氯酸和碳酸氫鈉，離子方程式為：ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO，故答案為：ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO；
（4）甲酸為弱電解質(zhì)，pH=3的甲酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合，甲酸過量，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），溶液中存在：c（HCOO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），則c（Na⁺）＜c（HCOO^-），離子濃度順序是：c（HCOO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
故答案為：c（HCOO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（Ⅱ）①電解硫酸鉀溶液，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，OH^-被氧化生成O₂，SO₄^2-通過陰離子交換膜向陽極移動(dòng)，鉀離子通過陽離子交換膜向陰極移動(dòng)，由電荷守恒知鉀離子數(shù)目大于硫酸根離子數(shù)目，
故答案為：＜；
②陽極上陰離子OH^-被氧化，pH減小，陰極陽離子氫離子發(fā)生還原反應(yīng)生成H₂和OH^-，pH增大，則pH為b＜a＜c＜d，故答案為：b＜a＜c＜d；
③B口生成氧氣，C生成氫氣，物質(zhì)的量之比為1：2，則質(zhì)量之比為32：4=8：1，
故答案為：8：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鹽類水解、弱電解質(zhì)的電離、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)、鹽類水解特點(diǎn)、電極反應(yīng)的特點(diǎn)來分析解答即可，注意把握電離常數(shù)與酸性強(qiáng)弱的關(guān)系，題目難度中等．