Question

3．常溫下，將等體積，等物質(zhì)的量濃度的NH₄HCO₃與NaCl溶液混合，溶液呈堿性．
（1）請比較此混合溶液中各離子的大小關(guān)系、電荷守恒表達(dá)式、與碳元素和鈉元素有關(guān)的物料守恒表達(dá)式、與碳元素和氮元素有關(guān)的物料守恒表達(dá)式．
（2）若混合溶液中析出部分NaHCO₃晶體，過濾，所得濾液pH＜7，請比較此濾液中各離子的大小關(guān)系、電荷守恒表達(dá)式、與碳元素和鈉元素有關(guān)的物料守恒表達(dá)式．

Answer 1

分析 常溫下，將等體積，等物質(zhì)的量濃度的NH₄HCO₃與NaCl溶液混合，溶液呈堿性，說明NH₄⁺水解程度小于HCO₃^-水解程度，
（1）二者混合沒有碳酸氫鈉析出時，溶液呈堿性，溶液中存在c（OH^-）＞c（H⁺），也說明NH₄⁺水解程度小于HCO₃^-水解程度，HCO₃^-能電離但程度更小，Na⁺、Cl^-不水解；
溶液中含有C元素的微粒有HCO₃^-、CO₃^2-、H₂CO₃，含有N元素的微粒有NH₄⁺、NH₃．H₂O，根據(jù)電荷守恒和物料守恒判斷；
（2）若混合溶液中析出部分NaHCO₃晶體，溶液中溶質(zhì)為NH₄HCO₃、NH₄Cl、NaCl，過濾，所得濾液pH＜7，則存在c（OH^-）＜c（H⁺），鈉離子、氯離子不水解，溶液中含有C元素的微粒有HCO₃^-、CO₃^2-、H₂CO₃，結(jié)合物料守恒、電荷守恒判斷．

解答 解：常溫下，將等體積，等物質(zhì)的量濃度的NH₄HCO₃與NaCl溶液混合，溶液呈堿性，說明NH₄⁺水解程度小于HCO₃^-水解程度，
（1）二者混合時沒有碳酸氫鈉析出時，因為溶液呈堿性，溶液中存在c（OH^-）＞c（H⁺），也說明NH₄⁺水解程度小于HCO₃^-水解程度，HCO₃^-能電離但程度更小，Na⁺、Cl^-不水解，溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
溶液中存在的電荷守恒為c（H⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+c（Cl^-）+2c（CO₃^2-），
溶液中含有C元素的微粒有HCO₃^-、CO₃^2-、H₂CO₃，
碳元素和鈉元素有關(guān)的物料守恒為c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-），
含有N元素的微粒有NH₄⁺、NH₃．H₂O，
碳元素和氮元素有關(guān)的物料守恒為c（NH₃．H₂O）+c（NH₄⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-），
故答案為：c（Na⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
c（H⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+c（Cl^-）+2c（CO₃^2-）；
c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）；
c（NH₃．H₂O）+c（NH₄⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）；
（2）若混合溶液中析出部分NaHCO₃晶體，溶液中溶質(zhì)為NH₄HCO₃、NH₄Cl、NaCl，過濾，所得濾液pH＜7，則存在c（OH^-）＜c（H⁺），Na⁺、Cl^-不水解，
溶液中存在的離子濃度大小順序是c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）；
溶液中存在的電荷守恒為c（H⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+c（Cl^-）+2c（CO₃^2-）；
溶液中含有C元素的微粒有HCO₃^-、CO₃^2-、H₂CO₃，因為有碳酸氫鈉析出，所以存在的C、Na元素之間的原子守恒為c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）；
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）；
c（H⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+c（Cl^-）+2c（CO₃^2-）；
c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）．

點評 本題考查離子濃度大小比較、溶液中存在的守恒，明確溶液中溶質(zhì)及其性質(zhì)、溶液酸堿性是解本題關(guān)鍵，注意離子水解程度相對大小，難點是判斷離子濃度大小，注意（2）題析出部分碳酸氫鈉，導(dǎo)致溶液中溶質(zhì)發(fā)生變化，為易錯點．