Question

18．已知某溶液中只存在OH^-、H⁺、Na⁺、CH₃COO^-四種離子，某同學(xué)推測(cè)該溶液中各離子濃度大小順序可能有如下四種關(guān)系：
A．c （CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-）
B．c （CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （OH^-）＞c （H⁺）
C．c （CH₃COO^-）＞c （H⁺）＞c （Na⁺）＞c （OH^-）
D．c （Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c （OH^-）＞c （H⁺）
（1）這四組關(guān)系中有一組是不可能的，這組關(guān)系是B（選填序號(hào)）．
（2）若該溶液只有一種溶質(zhì)，上述離子濃度大小順序關(guān)系中正確的是（選填序號(hào)）D．
（3）若上述關(guān)系中C是正確的，則溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是CH₃COOH和CH₃COONa．
（4）在25℃下，將a mol•L^-1的醋酸與0.01mol•L^-1的NaOH溶液等體積混合，反應(yīng)平衡時(shí)溶液中c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），則溶液顯中性（填“酸”“堿”或“中”）；則：混合前c（CH₃COOH）＞c（NaOH）（填“＞”、“＜”、或“=”），用含a的代數(shù)式表示CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．

Answer 1

分析 （1）任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒判斷；
（2）任何電解質(zhì)溶液中都含有氫離子和氫氧根離子，如果該溶液中只有一種溶質(zhì)，則只能是含有醋酸根離子和鈉離子的物質(zhì)；醋酸鈉溶液呈堿性，結(jié)合電荷守恒判斷離子濃度大小；
（3）如果C是正確的，溶液呈酸性，醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，要使溶液呈酸性，則溶液中溶質(zhì)為醋酸鈉和醋酸；
（4）根據(jù)電荷守恒判斷混合溶液中c（H⁺）、c（OH^-）相對(duì)大小，從而確定溶液酸堿性；醋酸鈉溶液呈堿性，要使混合溶液呈中性，則酸應(yīng)該稍微過(guò)量；根據(jù)醋酸的電離平衡常數(shù)表達(dá)式及溶液中醋酸、醋酸根離子和氫離子濃度進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，B中陰離子電荷大于陽(yáng)離子，根據(jù)電荷守恒，B錯(cuò)誤，故選B；  
（2）任何電解質(zhì)溶液中都含有氫離子和氫氧根離子，如果該溶液中只有一種溶質(zhì)，則只能是含有醋酸根離子和鈉離子的物質(zhì)，為醋酸鈉，醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，醋酸根離子水解導(dǎo)致溶液呈堿性，但水解程度較小，根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-），所以離子濃度大小順序是c （Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c （OH^-）＞c （H⁺）
，故選D；  
（3）如果C是正確的，溶液呈酸性，醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，要使溶液呈酸性，則溶液中溶質(zhì)為醋酸鈉和醋酸，故答案為：CH₃COOH和CH₃COONa；
（4）根據(jù)電荷守恒判斷混合溶液中c（H⁺）=c（OH^-），所以該溶液呈中性；醋酸鈉溶液呈堿性，要使混合溶液呈中性，則酸應(yīng)該稍微過(guò)量，二者體積相等，則c（CH₃COOH）＞c（NaOH），．
在25℃下，將amol•L^-1的稀醋酸與0.01mol•L^-1的NaOH溶液等體積混合，反應(yīng)平衡時(shí)溶液中c（CH₃COO^-）=c（Na⁺）=0.005mol/L，根據(jù)電荷守恒可得c（OH^-）=c（H⁺），所以溶液顯示中性，常溫下的中性溶液中c（OH^-）=c（H⁺）=10^-7mol/L，
根據(jù)物料守恒可得，c（CH₃COOH）=0.5amo/L-0.005mol/L=（0.5a-0.005）mol/L，
醋酸的電離平衡常數(shù)為：K=$\frac{c（{H}^{+}）．c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{1{0}^{-7}×0.005}{0.5a-0.005}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案為：中；＞；$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查酸堿中和反應(yīng)定性判斷及離子濃度大小比較，為高頻考點(diǎn)，難點(diǎn)是（4）中弱電解質(zhì)的電離及電離平衡常數(shù)計(jì)算方法，注意兩種溶液混合后溶液濃度都減半，為易錯(cuò)點(diǎn)．