Question

運用化學知識解決生產、生活中的有關問題備受關注．請回答下列問題：
（1）已知水存在如下平衡：H₂O?H⁺+OH^-△H＞0，現欲使平衡向右移動，且所得溶液顯堿性，選擇方法是    ．
A．向水中加入NaHSO₄固體                       B．向水中加Na₂CO₃固體
C．加熱至100℃[其中c（H⁺）=1×10^-6 mol?L^-1]D．向水中加入NH₄Cl固體
（2）常溫下，濃度均為0.1mol?L^-1的下列五種鈉鹽溶液的pH如下表；

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

上述鹽溶液中的陰離子，結合H⁺能力最強的是    ，根據表中數據，濃度均為0.01mol?L^-1的下列四種酸的溶液分別稀釋100倍，pH變化最大的是    （填編號）．
A．HCN    B．HClO    C．CH₃COOH    D．H₂CO₃
（3）實驗室中常用NaOH來進行洗氣和提純．當400mL 1mol?L^-1的NaOH溶液吸收標準狀況下4.48LCO₂時，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為    ．
（4）實驗室中采用惰性電極模擬工業(yè)上電解飽和食鹽水的過程：
①寫出C₁電極上發(fā)生反應的電極反應式    ．
②當C₂電極上產生112mL（標準狀況）氣體時（假設氣體完全逸出，溶液體積不變），燒杯中溶液的pH=    ．（Kw=10^-14）

Answer 1

【答案】分析：（1）使水的電離平衡向右移動的方法有：升高溫度、加入含有弱根離子的鹽等，如果溶液呈堿性，說明加入的物質和氫離子反應，導致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度而使溶液呈堿性；
（2）越容易水解的鹽，越容易結合氫離子，相同濃度的鈉鹽溶液，pH越大則鹽的水解程度越大，濃度相同的酸稀釋相同的倍數后，酸性越強的酸其pH變化越大；
（3）根據鹽類的水解和電荷守恒來分析，注意鹽類的水解是微弱的；
（4）①電解飽和的氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電生成氯氣；
②陰極上氫離子放電生成氫氣，根據原子守恒結合氫離子和氫氧根離子的關系計算氫氧根離子濃度，再根據水的離子積常數計算溶液中氫離子濃度，從而得出溶液的pH．
解答：解：（1）A．向水中加入NaHSO₄固體，硫酸氫鈉溶解后電離出氫離子，抑制水電離，且溶液中C（H⁺）＞C（OH^-），溶液呈酸性，故錯誤；                       
B．向水中加Na₂CO₃固體，碳酸鈉是強堿弱酸鹽能水解，碳酸根離子和氫離子結合生成碳酸氫根離子，從而促進水電離，導致溶液中C（OH^-）＞C（H⁺），溶液呈堿性，故正確；
C．水的電離是吸熱反應，加熱至100℃，促進水電離，溶液C（OH^-）=C（H⁺），溶液呈中性，故錯誤；
D．向水中加入NH₄Cl固體，氯化銨水解，銨根離子和氫氧根離子反應生成一水合氨，從而促進水電離，導致溶液中C（H⁺）＞C（OH^-），溶液呈酸性，故錯誤；
故選B；
（2）越容易水解的鹽，越容易結合氫離子，相同濃度的鈉鹽溶液，pH越大則鹽的水解程度越大，所以最易水解的鹽是碳酸鈉，所以最容易結合氫離子的陰離子是CO₃^2-；濃度相同的酸稀釋相同的倍數后，酸性越強的酸其pH變化越大，HCN、HClO、CH₃COOH、H₂CO₃四種酸的酸性大小順序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCN，所以溶液的pH變化最大的是醋酸，故選C；
故答案為：CO₃^2-；C；
（3）400mL 1mol?L^-1的NaOH的物質的量=1mol/L×0.4L=0.4mol，標準狀況下4.48LCO₂的物質的量==0.2mol，所以氫氧化鈉和二氧化碳反應方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，溶液中碳酸根離子水解而使溶液呈堿性，即C（OH^-）＞C（H⁺），溶液中氫氧根離子有兩個來源，一個是碳酸根離子水解，一個是碳酸氫根離子水解，碳酸氫根離子只是碳酸根離子水解，所以C（OH^-）＞C（HCO₃^-），碳酸根離子水解程度大于水電離出氫離子程度，所以溶液中C（HCO₃^-）＞C（H⁺），
故溶液中各離子濃度大小順序是C（Na⁺）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（HCO₃^-）＞C（H⁺）；
故答案為：C（Na⁺）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（HCO₃^-）＞C（H⁺）；
（4）①根據圖片知，C₁電極是陽極，陽極上氯離子放電生成氯氣，電極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
②C₂電極上氫離子放電生成氫氣，氫氣的物質的量==0.005mol，
H₂----------2H⁺--------2OH^-
1mol       2mol       2mol
0.005mol   0.01mol    0.01mol
所以溶液中氫氧根離子的物質的量濃度==0.1mol/L，則溶液中氫離子濃度==10^-13mol/L，所以溶液的pH=13，
故答案為：13．
點評：本題考查了離子濃度大小的比較、溶液pH的計算等知識點，離子濃度大小的比較是學習的難點，一般利用電荷守恒、物料守恒和質子守恒來分析解答．