Question

物质在水溶液中可能存在电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡，它们都可看做是化学平衡的一种。请根据所学化学知识回答下列问题：

Ⅰ、已知0.01mol/L的NaHCO₃溶液呈碱性。

(1)该溶液中存在着三个平衡体系，用电离方程式或离子方程式表示：

①                   ②                       ③                           。

（2）溶液中共有         种不同的粒子（指分子和离子）。

（3）该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是：                                   。

（4）向该溶液中加入AlCl₃溶液，有白色胶状沉淀生成，同时产生一种无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出该反应的离子方程式：                             。

Answer

(1)  ① HCO3－H＋ ＋ CO32－  ②  HCO3－ ＋ H2OH2CO3 ＋ OH－

 ③ H2OH＋ ＋ OH－  （不论先后顺序） 。

（2）7           （3）c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(CO32－)

（4）3HCO3－ + Al3+  === Al(OH)3↓ + 3CO2↑

【解析】（1）碳酸氢钠是弱酸的酸式盐，存在电离平衡和水解平衡，另外溶液中还有水的电离平衡，方程式为HCO3－H＋ ＋ CO32－ 、HCO3－ ＋ H2OH2CO3 ＋ OH－、H2OH＋ ＋ OH－ 。

（2）根据平衡方程式可知，溶液中存在的微粒有H＋、OH－、Na＋、HCO3－、CO32－、H2CO3、H2O，共计7种。

（3）由于溶液显碱性，说明HCO3－的水解程度大于HCO3－的电离程度，所以溶液中的离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(CO32－)。

（4）根据现象可知白色沉淀是氢氧化铝，气体是CO2，所以方程式为3HCO3－ + Al3+  === Al(OH)3↓ + 3CO2↑。

Ⅱ、有盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：

（1）若三种溶液的浓度均为0.1 mol•L-1，其c(H+) 依次为a mol•L-1，b mol•L-1，c mol•L-1，其大小顺序为                       ；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次是V1L、V2L、V3L，其大小关系为                      。

（2）若三种溶液的pH都为2，分别取10mL上述溶液加水稀释至1000mL,此时三种溶液的pH1、pH2、pH3之间的关系为                  （用“＜”、“＞”或“=”表示，pH1 ——代表盐酸、 pH2 ——代表硫酸、pH3 ——代表醋酸）

【答案】（1）b＞a＞c              V2＜V1=V3             （2）pH1=pH2＞pH3

【解析】（1）硫酸是二元强酸，盐酸是一元强酸，醋酸是一元弱酸，所以在浓度相同的条件下氢离子浓度大小顺序是b＞a＞c。盐酸和醋酸的物质的量是相同的，中和氢氧化钠的物质的量是相同的，所以答案是V2＜V1=V3。

（2）由于弱酸存在电离平衡，所以在稀释过程中氢离子的物质的量是增加的，而强酸在稀释过程中氢离子的物质的量是不变的，因此稀释后pH大小顺序是pH1=pH2＞pH3。

Ⅲ、已知含有足量AgCl固体的饱和溶液中存在如下平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq),且在25℃时，AgCl的Ksp=1.8×10-10。现将足量AgCl固体分别放入下列液体中：①100mL蒸馏水 ②100mL0.3mol/L AgNO3溶液   ③100mL0.1mol/L MgCl2溶液充分搅拌后冷却到25℃时，此时c(Ag＋)由大到小的顺序为                       （填序号），溶液②中c(Cl-)=         。

【答案】 ②①③    6×10-10 mol/L

【解析】根据溶度积常数表达式可知，氯离子浓度越大，银离子浓度就越小，所以c(Ag＋)由大到小的顺序为②①③。溶液②中c(Ag＋)＝0.3mol/L，所以c(Cl-)=1.8×10-10÷0.3＝6×10-10 mol/L。