问题标题:
已知某溶液中只存在OH-、H+、Na+、CH3COO-四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:A.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)B.c(CH3COO-)>c(Na+)>
问题描述:
已知某溶液中只存在OH-、H+、Na+、CH3COO-四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:
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)这四组关系中有一组是不可能的,这组关系是___(选填序号).
(2)若该溶液只有一种溶质,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是(选填序号)___.
(3)若上述关系中C是正确的,则溶液中溶质的化学式是___.
(4)在25℃下,将a mol•L-1的醋酸与0.01mol•L-1的NaOH溶液等体积混合,反应平衡时溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则溶液显___性(填“酸”“碱”或“中”);则:混合前c(CH3COOH)___c(NaOH)(填“>”、“<”、或“=”),用含a的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=___.
郭章庆回答:
(1)任何电解质溶液中都存在电荷守恒,B中阴离子电荷大于阳离子,根据电荷守恒,B错误,故选B;
(2)任何电解质溶液中都含有氢离子和氢氧根离子,如果该溶液中只有一种溶质,则只能是含有醋酸根离子和钠离子的物质,为醋酸钠,醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解导致溶液呈碱性,但水解程度较小,根据电荷守恒得c(Na+)>c(CH3COO-),所以离子浓度大小顺序是c (Na+)>c(CH3COO-)>c (OH-)>c (H+)
,故选D;
(3)如果C是正确的,溶液呈酸性,醋酸钠是强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,要使溶液呈酸性,则溶液中溶质为醋酸钠和醋酸,故答案为:CH3COOH和CH3COONa;
(4)根据电荷守恒判断混合溶液中c(H+)=c(OH-),所以该溶液呈中性;醋酸钠溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则酸应该稍微过量,二者体积相等,则c(CH3COOH)>c(NaOH),.
在25℃下,将amol•L-1的稀醋酸与0.01mol•L-1的NaOH溶液等体积混合,反应平衡时溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)=0.005mol/L,根据电荷守恒可得c(OH-)=c(H+),所以溶液显示中性,常温下的中性溶液中c(OH-)=c(H+)=10-7mol/L,
根据物料守恒可得,c(CH3COOH)=0.5amo/L-0.005mol/L=(0.5a-0.005)mol/L,
醋酸的电离平衡常数为:K=c(H
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