高中 | 盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用 题目答案及解析

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选修四

第三章 水溶液中的离子平衡

第三节 盐类的水解

盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用

下表是几种弱电解质的电离平衡常数$\rm (25\;\rm ^\circ\rm C)$

电解质电离方程式平衡常数$K$
$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}\rightleftharpoons \text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{CO}{{\text{O}}^{-}}+{{\text{H}}^{+}}$$1.76\times {{10}^{-5}}$
${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$

${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\rightleftharpoons {{\text{H}}^{+}}+\text{HCO}_{3}^{-}$

$\text{HCO}_{3}^{-}\rightleftharpoons {{\text{H}}^{+}}+\text{CO}_{3}^{2-}$

${{K}_{1}}=4.31\times {{10}^{-7}}$

${{K}_{2}}=5.61\times {{10}^{-11}}$

$\text{HA}$$\text{HA}\rightleftharpoons {{\text{A}}^{-}}+{{\text{H}}^{+}}$$1.1\times {{10}^{-10}}$
${{\text{H}}_{3}}\text{P}{{\text{O}}_{4}}$

$\rm {{\text{H}}_{3}}\text{P}{{\text{O}}_{4}}\rightleftharpoons {{\text{H}}^{+}}+{{\text{H}}_{2}}\text{PO}_{4}^{-}$

${{\text{H}}_{2}}\text{PO}_{4}^{-}\rightleftharpoons {{\text{H}}^{+}}+\text{HPO}_{4}^{2-}$

$\text{HPO}_{4}^{2-}\rightleftharpoons {{\text{H}}^{+}}+\text{PO}_{4}^{3-}$

${{K}_{1}}=7.52\times {{10}^{-3}}$

${{K}_{2}}=6.23\times {{10}^{-8}}$

${{K}_{3}}=2.20\times {{10}^{-13}}$

$\text{N}{{\text{H}}_{3}}\cdot {{\text{H}}_{2}}\text{O}$$\mathrm{NH}_{3} \cdot \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{NH}_{4}^{+}+\mathrm{OH}^{-}$$1.76\times {{10}^{-5}}$

回答下列问题:

由上表分析,若①$\rm CH_{3}COOH$$\text{HC}{\text{O}}_{3}^{-}$$\rm HA$${{\text{H}}_{2}}\text{P}{\text{O}}_{4}^{-}$均可看作酸,则它们酸性由强到弱的顺序为                $\rm ($填序号$\rm )$

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①④③②

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酸的电离平衡常数越大,其溶液酸性越强;根据表中数据可知,酸的电离平衡常数大小顺序是①④③②,则它们酸性由强到弱的顺序为①④③②;

试写出$\rm H_{2}CO_{3}$$\rm NH_{3}·H_{2}O$等物质的量混合所得盐的电离方程式:                ;试写出$\rm HA$$\rm Na_{3}PO_{4}$反应的离子方程式:                

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$\\text{N}{{\\text{H}}_{4}}\\text{HC}{{\\text{O}}_{3}}=\\text{NH}_{4}^{+}+\\text{HCO}_{3}^{-}$$\\text{HA}+\\text{PO}_{4}^{3-}={{\\text{A}}^{-}}+\\text{HPO}_{4}^{2-}$

"]]

$\rm H_{2}CO_{3}$$\rm NH_{3}·H_{2}O$等物质的量混合所得盐是$\text{N}{{\text{H}}_{4}}\text{HC}{{\text{O}}_{3}}$,电离方程式为$\text{N}{{\text{H}}_{4}}\text{HC}{{\text{O}}_{3}}=\text{NH}_{4}^{+}+\text{HCO}_{3}^{-}$$\rm HA$$\rm Na_{3}PO_{4}$反应的离子方程式为$\text{HA}+\text{PO}_{4}^{3-}={{\text{A}}^{-}}+\text{HPO}_{4}^{2-}$

$\rm 25\;\rm ^\circ\rm C$时,将等体积等浓度的醋酸和氨水混合,混合液中:$c(\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{CO}{{\text{O}}^{-}})$                $c(\text{NH}_{4}^{+})\rm ($填“$\rm \gt $”、“$\rm =$”或“$\rm \lt $$\rm )$

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$\\rm =$

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$\rm 25\;\rm ^\circ\rm C$时,将等体积等浓度的醋酸和氨水混合,二者恰好反应生成醋酸铵,$\rm CH_{3}COOH$$\rm NH_{3}$$\rm H_{2}O$的电离平衡常数相同,则醋酸根离子和铵根离子的水解程度相等,所以醋酸铵溶液呈中性,根据电荷守恒得$c(\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{CO}{{\text{O}}^{-}})=c\left( \mathrm{NH}_{4}^{+} \right)$

$\rm 25\;\rm ^\circ\rm C$时,向$\rm 10$ $\rm mL$ $\rm 0.01$ $\rm mol/L$ $\rm HA$溶液中滴加$V\,\text{mL}\,0.01\,\text{mol/L}$氨水,混合溶液中粒子浓度关系正确的是                

$\rm A$.若混合液$\rm pH\gt 7$,则$V\ge 10$

$\rm B$.若混合液$\rm pH\lt 7$,则$c(\text{NH}_{4}^{+})\gt c({{\text{A}}^{-}})\gt c({{\text{H}}^{+}})\gt c(\text{O}{{\text{H}}^{-}})$

$\rm C$$V=10$时,混合液中水电离程度大于$\rm 10$ $\rm mL$ $\rm 0.01$ $\rm mol/L$ $\rm HA$溶液中水的电离程度

$\rm D$$V=5$时,$2c(\text{N}{{\text{H}}_{3}}\cdot {{\text{H}}_{2}}\text{O})+2c(\text{NH}_{4}^{+})=c({{\text{A}}^{-}})+c(\text{HA})$

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$\\rm CD$

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$\rm A$.相同温度下,$\text{N}{{\text{H}}_{3}}\cdot {{\text{H}}_{2}}\text{O}$的电离程度远远大于$\rm HA$,则$\mathrm{N}{{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}\mathrm{A}$溶液呈碱性,则$\text{N}{{\text{H}}_{3}}\cdot {{\text{H}}_{2}}\text{O}$的体积小于$\rm 10$ $\rm mL$,混合液也有可能$\rm pH\gt 7$$\rm A$错误;

$\rm B$.若混合液$\rm pH\lt 7$$c\left( {{\text{H}}^{+}} \right)\gt c\left( \text{O}{{\text{H}}^{-}} \right)$,根据电荷守恒$c(\text{NH}_{\text{4}}^{+})+c\left( {{\text{A}}^{-}} \right)=c\left( {{\text{H}}^{+}} \right)+c\left( \text{O}{{\text{H}}^{-}} \right)$可知,$c\text{(}{{\text{A}}^{-}}\text{)}\gt c\text{(NH}_{\text{4}}^{+}\text{)}$

$\rm C$$V=10$时,混合液中溶质是$\mathrm{N}{{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}\mathrm{A}$$\mathrm{N}{{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}}\mathrm{A}$水解促进水电离,则混合液中水电离程度大于$\rm 10$ $\rm mL$ $\rm 0.01$ $\rm mol/L$ $\rm HA$溶液中水的电离程度,$\rm C$正确;

$\rm D$$V=5$时,根据溶液中物料守恒$2c(\text{N}{{\text{H}}_{3}}\cdot {{\text{H}}_{2}}\text{O})+2c(\text{NH}_{4}^{+})=c({{\text{A}}^{-}})+c(\text{HA})$$\rm D$正确;

已知$\rm BaSO_{4}$的溶解度随温度升高而增大。如图所示,有${{T}_{1}}$${{T}_{2}}$两种温度下两条$\rm BaSO_{4}$在水中的沉淀溶解平衡曲线,回答下列问题:

${{T}_{1}}$                ${{T}_{2}}\rm ($$\rm \gt $$\rm =$$\rm \lt )$

②讨论${{T}_{1}}$温度时$\rm BaSO_{4}$的沉淀溶解平衡曲线,下列说法错误的是                

$\rm A$.加入$\rm Na_{2}SO_{4}$可使溶液由$\rm a$点变为$\rm b$

$\rm B$.在$ {{T}_{1}}$曲线上方区域$\rm ($不含曲线$\rm )$任意一点时,均有$\rm BaSO_{4}$沉淀生成

$\rm C$.蒸发溶剂可能使溶液由$\rm d$点变为曲线上$\rm a$$\rm b$之间的某一点$\rm ($不含$\rm a$$\rm b)$

$\rm D$.升温可使溶液由$\rm b$点变为$\rm d$

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$\\rm \\lt $$\\rm D$

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①难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,促进溶解,根据图可知,${{T}_{2}}$温度下溶度积大于${{T}_{1}}$温度,所以${{T}_{1}}\lt {{T}_{2}}$

$\rm A$.加入硫酸钠,抑制硫酸钡电离,导致溶液中钡离子浓度减小,可使溶液由$\rm a$点变为$\rm b$点,$\rm A$正确;

$\rm B$${{T}_{1}}$曲线上方区域$\rm ($不含曲线$\rm )$为过饱和溶液,有晶体析出,则${{T}_{1}}$曲线上方区域$\rm ($不含曲线$\rm )$均有$\rm BaSO_{4}$沉淀生成,$\rm B$正确;

$\rm C$.蒸发溶剂会增大溶液中溶质浓度,温度不变,溶度积常数不变,可能使溶液由$\rm d$点变为曲线上$\rm a$$\rm b$之间的某一点,$\rm C$正确;

$\rm D$.升高温度增大溶质溶解,溶液中硫酸根离子、钡离子浓度均增大,不能使$\rm b$点变为$\rm d$点,$\rm D$错误;

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