Question

电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡，请回答下列问题。

（1）已知部分弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	HCOOH	HCN	H2CO3
电离平衡常数（ 25℃）	Ka=1.77×10^－4	Ka=5.0×10^－10	Ka1=4.3×10^－7 Ka2=5.6×10^－11

①HCOONa、NaCN、NaHCO₃、Na₂CO₃这4种溶液中阴离子结合质子能力最强的是__________；

②体积相同、c(H⁺)相同的三种酸溶液①HCOOH；②HCN；③H₂SO₄分别与同浓度的NaOH溶液完全中和，消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填序号) _____________；

③向 NaCN溶液通入少量CO₂反应的化学方程式是_______________________________；

（2）①一定浓度的NaCN溶液pH=9，用离子方程式表示呈碱性的原因是________________；此时c(HCN)/c(CN^-)=________________。

②常温下，NaCN与过氧化氢溶液反应，生成NaHCO₃和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，大大降低其毒性。该反应的化学方程式是_____________________________。

（3）已知CaCO₃的K_Sp=2.8×l0^{- 9}，现将浓度为2×l0^-4 mol/L Na₂CO₃溶液与CaCl₂溶液等体积混合，则生成CaCO₃沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为____________mol/L。

Answer

（1）Na2CO3； ②＞①＞③；NaCN+CO2+H2O = NaHCO3 +HCN

（2）①CN- +H2O HCN+OH-；2

②NaCN+H2O2+H2O= NaHCO3 + NH3↑

（3）5.6×10-5

【解析】

试题分析：（1）①相同条件下电离平衡常数越大对应酸的酸性越强，根据表中数据可知酸性由强到弱的顺序为：HCOOH＞H2CO3＞HCN＞HCO3-，所以HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3这4种溶液中阴离子结合质子能力最强的是Na2CO3。

故答案为：Na2CO3；

②由于酸性③＞①＞②，所以体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液分别与同浓度的NaOH溶液完全中和，消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是②＞①＞③。

故答案为：②＞①＞③；

③由于酸性H2CO3＞HCN＞HCO3-，所以向 NaCN溶液通入少量CO2反应的化学方程式是：NaCN+CO2+H2O = NaHCO3 +HCN。

故答案为：NaCN+CO2+H2O = NaHCO3 +HCN；

（2）①NaCN属于强碱弱酸盐，由于CN- +H2O HCN+OH-而使溶液呈碱性，pH=9。根据以上表中数据HCN的Ka=5.0×10－10，且Ka与水解平衡常数之积等于水的离子积常数，因此c(HCN)/c(CN-)=Kw/[Ka×c(OH-)]=10-14/[5×10-10×10-5]=2。

故答案为：CN- +H2O HCN+OH-；2；

②依据常温下，NaCN与过氧化氢溶液反应，生成NaHCO3和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体（即为氨气），可知该反应的化学方程式是：NaCN+H2O2+H2O = NaHCO3 + NH3↑。

故答案为：NaCN+H2O2+H2O = NaHCO3 + NH3↑；

（3）由题意知CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq) Ksp=2.8×l0- 9，浓度为2×l0-4 mol/L Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合后，c(CO32-)=1×l0-4 mol/L，则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为：2×[Ksp/c(CO32-)]=2×[2.8×l0- 9/(1×l0-4)]= 5.6×10-5(mol/L)。

故答案为：5.6×10-5。

考点：考查化学平衡原理的应用及相关计算