Question

15．試回答下列問題（溫度均為25℃）：
（1）將0.2mol/L HB溶液與0.1mol/L MOH溶液等體積混合，測(cè)得混合溶液的pH=4，則混合溶液中由水電離出的c（H⁺）＞0.2mol/L HB溶液中由水電離出的c（H⁺）．（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）pH=13的Ba（OH）₂溶液a L與pH=3的HCl溶液b L混合．若所得混合溶液呈中性，則a：b=1：100．
（3）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO₂，還要求提供充足的O₂．某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO₂=2CO+O₂，得到的CO還可以用作燃料．已知某個(gè)電極的反應(yīng)為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，該電極為陽極；另一個(gè)電極的反應(yīng)式為CO₂+H₂O+2e^-=CO+2OH^-．
（4）已知K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20．要使0.2mol/L 的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀較為完全，則應(yīng)向溶液里加入NaOH溶液，調(diào)整溶液的pH范圍為＞6.5．

Answer 1

分析 （1）HB過量，反應(yīng)后溶液中HB的濃度為0.05mol/L，而溶液的pH=4，說明HB只能部分電離出氫離子，則HB為弱酸，NaB為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液呈堿性；將0.2mol/L HB溶液與0.1mol/L MOH溶液等體積混合，得到等濃度的HB和MB的混合溶液，測(cè)得混合溶液的pH=4，溶液顯酸性，說明HB電離 程度大于B^-離子水解；
（2）根據(jù)反應(yīng)后溶液為中性可知：n（H⁺）=n（OH^-），據(jù)此列式計(jì)算；
（3）失電子的電極發(fā)生氧化反應(yīng)為電解池的陽極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO₂被還原生成CO；
（4）Cu²⁺沉淀較為完全濃度降至原來的千分之一，根據(jù)K_sp求出OH^-離子的濃度，再求pH．

解答 解：（1）HB過量，反應(yīng)后溶液中HB的濃度為0.05mol/L，而溶液的pH=4，說明HB只能部分電離出氫離子，則HB為弱酸，NaB為強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液呈堿性；將0.2mol/L HB溶液與0.1mol/L MOH溶液等體積混合，得到等濃度的HB和MB的混合溶液，測(cè)得混合溶液的pH=4，溶液顯酸性，說明HB電離 程度大于B^-離子水解，混合溶液中水電離的氫離子濃度一定大于0.2mol/L HB溶液中由水電離出的c（H⁺）；
故答案為：＞；
（2）pH=13的Ba（OH）₂溶液 a L與pH=3的HCl溶液bL混合．若所得混合溶液呈中性，則：n（H⁺）=n（OH^-），即：0.1mol/L×2×aL=0.001mol/L×2×bL，
則：a：b=1：100，
故答案為：1：100；
（3）4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，該電極為陽極，另一電極為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO₂被還原生成CO，陰極反應(yīng)為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-，
故答案為：陽；2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-；
（4）Cu²⁺沉淀較為完全時(shí)的濃度=1×10^-5mol/L，
則c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-20}}{1×1{0}^{-5}}}$mol/L═10^-7.5mol/L，
則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7.5}}$mol/L=10^-6.5mol/L，
所以pH=-lg（10^-6.5）=6.5，則應(yīng)向溶液里加入NaOH溶液，調(diào)整溶液的pH范圍為PH＞6.5，
故答案為：＞6.5

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)電離平衡影響因素、酸堿反應(yīng)后溶液酸堿性的判斷、溶液PH計(jì)算、溶度積常數(shù)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．