Question

【題目】氮的化合物在國(guó)防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。

① 若氨水的濃度為2.0 mol·L-1，溶液中的c(OH)=_________________mol·L1。

②將SO2通入2.0 mol·L-1氨水中(溶液的體積保持不變)，當(dāng)c(OH)降至1.0×107 mol·L1時(shí)，溶液中的 =______；(NH4)2SO3溶液中的質(zhì)子守恒____________。

(2)室溫時(shí)，向100 mL 0.1 mol·L－1HCl溶液中滴加0.1 mol·L－1氨水，得到溶液pH與氨水體積的關(guān)系曲線如圖所示：

①試分析圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，水的電離程度最大的是_________；

②在b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是___________；

③寫出a點(diǎn)混合溶液中下列算式的精確結(jié)果(不能近似計(jì)算)：c(Cl-)- c(NH4+)=____________，c(H+)- c(NH3·H2O)=____________；

(3)亞硝酸(HNO2)的性質(zhì)和硝酸類似，但它是一種弱酸。常溫下亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ka=5.1×10-4；H2CO3的Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11。常溫下向含有2mol碳酸鈉的溶液中加入含1mol HNO2的溶液后，溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的濃度由大到小的順序是______ 。

Answer 1

【答案】0.6×102 0.62 c(H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3)=c(NH3·H2O)+c(OH-) a c(Cl-)= c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+) 10-6-10-8 10-8 c(HCO3-)＞c(NO2-)＞c(CO32-)

【解析】

(1)①NH3·H2O電離方程式為NH3·H2ONH4++OH-，c(NH4+)=c(OH-)，的Kb=；

②將SO2通入2.0 mol·L-1氨水中(溶液的體積保持不變)，當(dāng)c(OH)降至1.0×107 mol·L1時(shí)，溶液呈中性，根據(jù)HSO3-的電離平衡常數(shù)計(jì)算；根據(jù)(NH4)2SO3溶液中質(zhì)子守恒式=電荷守恒-物料守恒；

(2)①根據(jù)反應(yīng)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)恰好消耗完H+，溶液中只有NH4Cl，b、c、d三點(diǎn)溶液中均含有NH3H2O，NH4Cl可以促進(jìn)水的電離，而NH3H2O抑制水的電離，b點(diǎn)溶液呈中性；

②b點(diǎn)溶液為中性，溶質(zhì)為NH4Cl和NH3H2O，根據(jù)電荷守恒分析；

③a點(diǎn)溶液中只有NH4Cl，銨根離子水解使溶液顯酸性，根據(jù)電荷守恒和質(zhì)子守恒計(jì)算；

(3)弱酸電離常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，其酸根離子水解程度越小。

(1)①NH3·H2O電離方程式為NH3·H2ONH4++OH-，c(NH4+)=c(OH-)，的Kb=，c(OH-)===0.6×102 mol·L1；

②將SO2通入2.0 mol·L-1氨水中(溶液的體積保持不變)，當(dāng)c(OH)降至1.0×107 mol·L1時(shí)，溶液呈中性，c(OH)=c(H+)=1.0×107 mol·L1根據(jù)HSO3-H++ SO32-，電離平衡常數(shù)Ka2==6.2×108，則==0.62； (NH4)2SO3溶液電荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，物料守恒：c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(SO32-)+2c(HSO3-)+2c(H2SO3)，質(zhì)子守恒=電荷守恒-物料守恒=c(H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3)=c(NH3H2O)+ c(OH-)；

(2)①根據(jù)反應(yīng)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)恰好消耗完H+，溶液中只有NH4Cl，b、c、d三點(diǎn)溶液中均含有NH3H2O，NH4Cl可以促進(jìn)水的電離，而NH3H2O抑制水的電離，b點(diǎn)溶液呈中性，所以a點(diǎn)水的電離程度最大；

②b點(diǎn)溶液為中性，c(OH-)= c(H+)，溶質(zhì)為NH4Cl和NH3H2O，溶液中存在電荷守恒式為：c(NH4＋)+ c(H+)= c(Cl－)+c(OH-)，則c(NH4＋)= c(Cl－)，水的電離是極弱的，離子濃度的大小為c(NH4＋)=c(Cl－)＞c(H+)＝c(OH-)；

③a點(diǎn)溶液中只有NH4Cl，銨根離子水解使溶液顯酸性，pH=6，即c(H+)=10-6mol/L，c(OH-)==10-8 mol/L，溶液中存在電荷守恒式為：c(NH4＋)+c(H+)= c(Cl－)+c(OH-)，c(Cl-)- c(NH4+)= c(H+)- c(OH-)=10-6mol/L-10-8 mol/L=(10-6-10-8) mol/L；溶液中存在質(zhì)子守恒：c(H+) = c(OH-)+ c(NH3H2O) ，c(H+)- c(NH3·H2O)= c(OH-)=10-8 mol/L；

(3)由亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ka=5.1×10-4；H2CO3的Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11，可知溶液中完全反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3和NaNO2，可判斷水解程度大小順序?yàn)?/span>CO32＞NO2＞HCO3，水解生成HCO3，所以溶液中CO32離子、HCO3離子和NO2離子的濃度大小關(guān)系為c(HCO3)＞c(NO2)＞c(CO32)。