《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

2. 常温下，向一定体积0.2 mol·L⁻¹的MOH溶液中逐滴滴入0.2 mol·L⁻¹的稀盐酸。溶液中c₍水₎(H⁺)的负对数[用pC表示，pC = -lg c₍水₎(H⁺)]与加入盐酸体积的关系如图所示。忽略溶液混合时体积变化和温度变化，已知$\sqrt{2}$≈1.4。下列叙述错误的是（ ）

A. MOH的Kᵦ≈5×10⁻⁷.⁶
B. c点溶液中水电离出的c(H⁺)≈1.4×10⁻⁴.² mol·L⁻¹
C. b～c点溶液中：c(MOH) + c(M⁺)＞c(Cl⁻)
D. d点溶液中：c(M⁺) = c(Cl⁻) = 0.1 mol·L⁻¹

答案： D 解析：根据图像可以看出a点溶质为MOH，pC = 10.2，则，$c(H^{+}) = 10^{-10.2}mol·L^{-1}$，$c(OH^{-}) = 10^{-3.8}mol·L^{-1}$。
$MOH\rightleftharpoons M^{+}+OH^{-}$
$c0.2 - 1.0×10^{-3.8}$ $1.0×10^{-3.8}$ $1.0×10^{-3.8}$
$K_{b}=\frac{c(M^{+})·c(OH^{-})}{c(MOH)}\approx\frac{1.0×10^{-3.8}×1.0×10^{-3.8}}{0.2 - 1.0×10^{-3.8}}\approx5×10^{-7.6}$，A正确；c点是恰好完全反应点，溶质是MCl，$K_{h}=\frac{c(MOH)·c(H^{+})}{c(M^{+})}\approx\frac{c^{2}(H^{+})}{0.1}=\frac{K_{w}}{K_{b}}=\frac{1.0×10^{-14}}{5×10^{-7.6}}$，$c(H^{+})=\sqrt{2}×10^{-4.2}mol·L^{-1}\approx1.4×10^{-4.2}mol·L^{-1}$，B正确；b～c点溶液中溶质为MCl和MOH，因此$c(MOH)+c(M^{+})＞c(Cl^{-})$，C正确；d点溶液溶质为MCl和HCl，因此$c(Cl^{-})＞c(M^{+})$，D错误。

3.（1）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为________________（已知：N₂H₄ + H⁺⇌N₂H₅⁺的K = 8.7×10⁷；$K_w = 1.0×10⁻¹⁴）。$联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________________________。
（2）在化学分析中采用K₂CrO₄为指示剂，以AgNO₃标准溶液滴定溶液中的Cl⁻，利用Ag⁺与CrO₄²⁻生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl⁻恰好沉淀完全（浓度等于1.0×10⁻⁵mol·L⁻¹）时，溶液中c(Ag⁺)为________________mol·L⁻¹，此时溶液中c(CrO₄²⁻)等于________mol·L⁻¹。（已知：Ag₂CrO₄、AgCl的Kₛₚ分别为1.1×10⁻¹²和1.8×10⁻¹⁰）

答案： 解析：
(1)$NH_{3}$在水中的电离方式为$NH_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons NH_{4}^{+}+OH^{-}$，联氨在水中的电离方式与氨相似，据此推知联氨第一步电离方程式为$N_{2}H_{4}+H_{2}O\rightleftharpoons N_{2}H_{5}^{+}+OH^{-}$，$K_{b1}=[c(N_{2}H_{5}^{+})·c(OH^{-})]/c(N_{2}H_{4})$。又知$N_{2}H_{4}+H^{+}\rightleftharpoons N_{2}H_{5}^{+}$的$K = 8.7×10^{7}$，$H_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+OH^{-}$的$K_{w}=1.0×10^{-14}$，综合上述两式可得，$K_{b1}=[c(N_{2}H_{5}^{+})·c(OH^{-})]/c(N_{2}H_{4})=K·K_{w}=(8.7×10^{7})×(1.0×10^{-14}) = 8.7×10^{-7}$。因为联氨为二元弱碱，第二步电离方程式为$N_{2}H_{5}^{+}+H_{2}O\rightleftharpoons N_{2}H_{6}^{2 + }+OH^{-}$，故与硫酸形成的酸式盐为$N_{2}H_{6}(HSO_{4})_{2}$。
(2)AgCl在水中存在溶解平衡：$AgCl(s)\rightleftharpoons Ag^{+}(aq)+Cl^{-}(aq)$，则有$K_{sp}(AgCl)=c(Ag^{+})·c(Cl^{-})$，当溶液中$Cl^{-}$恰好沉淀完全时$c(Cl^{-}) = 1.0×10^{-5}mol·L^{-1}$，则溶液中$c(Ag^{+}) = K_{sp}(AgCl)/c(Cl^{-})=(1.8×10^{-10})/(1.0×10^{-5})mol·L^{-1}=1.8×10^{-5}mol·L^{-1}$。$Ag_{2}CrO_{4}$的$K_{sp}(Ag_{2}CrO_{4})=c^{2}(Ag^{+})·c(CrO_{4}^{2 - })$，则溶液中$c(CrO_{4}^{2 - })=K_{sp}(Ag_{2}CrO_{4})/c^{2}(Ag^{+})=(1.1×10^{-12})/(1.8×10^{-5})^{2}mol·L^{-1}=3.40×10^{-3}mol·L^{-1}$。
答案：
(1)$8.7×10^{-7}$ $N_{2}H_{6}(HSO_{4})_{2}$
(2)$1.8×10^{-5}$ $3.40×10^{-3}$

4.（1）已知25 ℃时，NH₃·H₂O的电离平衡常数Kᵦ = 1.7×10⁻⁵，该温度下1 mol·L⁻¹的NH₄Cl溶液中c(H⁺) = ________mol·L⁻¹。（已知：$\sqrt{5.88}$≈2.42）
（2）25 ℃时，H₂SO₃⇌HSO₃⁻ + H⁺的电离常数Kₐ = 1×10⁻²，则该温度下NaHSO₃水解反应的平衡常数Kₕ = ______________，若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂，则溶液中$\frac{c(H_2SO_3)}{c(HSO_3^ - )}$将________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）已知常温下，Kₐ(HCN) = 6.2×10⁻¹⁰。常温下，含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显________（填“酸”“碱”或“中”）性，c(CN⁻)________（填“＞”“＜”或“＝”）c(HCN)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________________。
（4）已知某温度时，Na₂CO₃溶液的水解常数Kₕ = 2×10⁻⁴，则当溶液中c(HCO₃⁻)∶c(CO₃²⁻) = 2∶1时，该溶液的pH = ________。
（5）用氨水将SO₂转化为NH₄HSO₃，再氧化成(NH₄)₂SO₄，实验测得NH₄HSO₃溶液中$\frac{c(SO_3^{2 - })}{c(H_2SO_3)} = 15$，则溶液的pH为________。（已知：该条件下H₂SO₃的Kₐ₁ = 1.5×10⁻²，Kₐ₂ = 1.0×10⁻⁷）

答案： 解析：
(1)$K_{h}=\frac{c(H^{+})·c(NH_{3}·H_{2}O)}{c(NH_{4}^{+})}=\frac{K_{w}}{K_{b}}$，$c(H^{+})\approx c(NH_{3}·H_{2}O)$，而$c(NH_{4}^{+})\approx1mol·L^{-1}$，所以$c(H^{+})=\sqrt{K_{h}}=\sqrt{\frac{10^{-14}}{1.7×10^{-5}}}\approx2.42×10^{-5}mol·L^{-1}$。
(2)$K_{a}=\frac{c(H^{+})·c(HSO_{3}^{-})}{c(H_{2}SO_{3})}$，$K_{h}=\frac{c(OH^{-})·c(H_{2}SO_{3})}{c(HSO_{3}^{-})}=\frac{K_{w}}{K_{a}} = 1×10^{-12}$。$HSO_{3}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{2}SO_{3}+OH^{-}$，当加入少量$I_{2}$时，发生反应：$I_{2}+HSO_{3}^{-}+H_{2}O = 2I^{-}+3H^{+}+SO_{4}^{2 - }$。根据$K_{h}=\frac{c(OH^{-})·c(H_{2}SO_{3})}{c(HSO_{3}^{-})}$可知，由于$c(OH^{-})$减小，而$K_{h}$不变，所以$\frac{c(H_{2}SO_{3})}{c(HSO_{3}^{-})}$增大。
(3)常温下$NaCN$的水解常数$K_{h}=\frac{K_{w}}{K_{a}(HCN)}=\frac{1.0×10^{-14}}{6.2×10^{-10}}\approx1.61×10^{-5}$，$K_{h}＞K_{a}(HCN)$，故$CN^{-}$的水解能力强于HCN的电离能力，由于$NaCN$与HCN的物质的量相等，故水解产生的$c(OH^{-})$大于电离生成的$c(H^{+})$，混合溶液显碱性，且$c(CN^{-})＜c(HCN)$。
(4)$K_{h}=\frac{c(HCO_{3}^{-})·c(OH^{-})}{c(CO_{3}^{2 - })} = 2×10^{-4}$，又$c(HCO_{3}^{-}):c(CO_{3}^{2 - })=2:1$，则$c(OH^{-}) = 10^{-4}mol·L^{-1}$，结合$K_{w}=1.0×10^{-14}$，可得$c(H^{+}) = 10^{-10}mol·L^{-1}$。
(5)实验测得$NH_{4}HSO_{3}$溶液中$\frac{c(SO_{3}^{2 - })}{c(H_{2}SO_{3})}=15$，由$H_{2}SO_{3}$的电离平衡常数，根据多重平衡规则，$K_{a1}·K_{a2}=\frac{c^{2}(H^{+})·c(SO_{3}^{2 - })}{c(H_{2}SO_{3})}=1.5×10^{-2}mol·L^{-1}×1.0×10^{-7}mol·L^{-1}=1.5×10^{-9}mol^{2}·L^{-2}$，所以溶液中$c(H^{+}) = 10^{-5}mol·L^{-1}$，则$pH=-lgc(H^{+}) = 5$。
答案：
(1)$2.42×10^{-5}$
(2)$1×10^{-12}$ 增大
(3)碱 ＜ $c(Na^{+})＞c(CN^{-})＞c(OH^{-})＞c(H^{+})$
(4)10
(5)5