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- 2021-08-24 发布
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专题八 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
【考情探究】
课
标
解
读
考点
弱电解质的电离平衡
水的电离 溶液的酸碱性
解读
1.了解强电解质和弱电解质的概念
2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性
3.理解弱电解质在水中的电离平衡
4.能利用电离平衡常数进行相关计算
1.了解水的电离、离子积常数
2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算
3.理解酸碱中和滴定原理,能正确测定溶液pH
考情分析
从近年的高考试题来看,本专题知识是必考内容,也是高中化学学习的难点。本部分内容主要以滴定曲线的形式,并结合盐类水解知识在选择题中进行考查,考查内容主要有:①通过图像分析强、弱电解质,比较、计算电离平衡常数及电离度;②pH的简单计算和判断溶液的酸碱性;③判断溶液中微粒浓度关系;④水的电离平衡的影响因素及与KW的关系;⑤中和滴定实验的有关知识
备考指导
弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性主要出现在具体问题情境中,针对宏观反应进行微观分析,是宏观辨识与微观探析学科核心素养的体现。建议把课内知识模型化,分清各类平衡的主体对象及相应平衡的特点,做到举一反三,把各模型应用到陌生情境中
【真题探秘】
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基础篇 固本夯基
【基础集训】
考点一 弱电解质的电离平衡
1.常温下甲酸(HCOOH)、苯甲酸(C6H5COOH)、碳酸的电离常数如表所示,下列各选项正确的是( )
物质
甲酸
苯甲酸
碳酸
电离常数
1.8×10-4
6.28×10-5
Ka1=4.45×10-7
Ka2=4.7×10-11
A.25 ℃时1 mol/L的HCOONa溶液中阴离子总浓度大于1 mol/L的C6H5COONa溶液
B.25 ℃时向等体积、相同pH的甲酸和苯甲酸溶液中投入足量锌粉,前者产生氢气的量大
C.1 mol/L的甲酸溶液中粒子浓度关系是:c(H+)>c(HCOO-)>c(HCOOH)>c(OH-)
D.向Na2CO3溶液中加过量苯甲酸溶液发生反应的离子方程式为CO32-+C6H5COOH HCO3-+C6H5COO-
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答案 A
2.某温度下,pH=11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍,溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。根据图像判断错误的是( )
A.a一定大于9
B. Ⅰ为NaOH溶液稀释时溶液的pH变化曲线
C.完全中和相同体积的两溶液,消耗相同浓度的稀H2SO4的体积:V(NaOH溶液)c(OH-)=c(H+)
答案 B
4.下列说法正确的是( )
A.常温下,c(Cl-)均为0.1 mol·L-1 NaCl溶液与NH4Cl溶液,pH相等
B.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与盐酸,导电能力相同
C.常温下,盐酸中c(Cl-)与CH3COOH溶液中c(CH3COO-)相等,两溶液的pH相等
D.室温下,等物质的量浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈中性
答案 C
5.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量水,溶液中c(NH3·H2O)c(NH4+)增大
B.向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加入少量冰醋酸,溶液中c(H+)c(CH3COOH)减小
C.将NH4Cl溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·KW不变
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D.向NaHCO3溶液中加入NH4Cl至中性,溶液中c(Na+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+c(CO32-)
答案 B
考点二 水的电离 溶液的酸碱性
6.实验测得0.1 mol·L-1NH3·H2O溶液、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液以及H2O的pH随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,H2O逐渐由弱碱性转变为酸性
B.25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb≈10-5
C.水的离子积常数:a点>b点>c点
D.NH3·H2O溶液和NH4Cl溶液pH随温度变化趋势不同,是因为平衡移动方向不同
答案 B
7.将打磨后的镁条放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中,用pH传感器和浊度传感器监测溶液pH和溶液浊度随时间的变化(如图)。下列有关描述正确的是( )
A.该实验是在常温下进行的
B.实线表示溶液浊度随时间的变化
C.50 s时向溶液中滴入酚酞试液,溶液变红
D.150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降
答案 D
8.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系,下列关于离子共存的说法中正确的是( )
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A.a点对应的溶液中大量存在:CO32-、Na+、Cl-、SO42-
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、NO3-
C.c点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、Fe3+
D.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl-
答案 D
9.已知100 ℃时,水的离子积常数KW=1×10-12。对于该温度下pH=11的氨水,下列叙述正确的是( )
A.向该溶液中加入同温同体积pH=1的盐酸,反应后溶液呈中性
B.温度降至25 ℃,该氨水中H2O电离出的H+浓度小于10-11 mol·L-1
C.向该氨水中加入NH4Cl溶液,NH3·H2O的电离程度增强
D.滴加等浓度、等体积的硫酸,得到的溶液中存在电离平衡:NH4HSO4(aq)NH4+(aq)+H+(aq)+SO42-(aq)
答案 B
10.下列叙述正确的是( )
A.某溶液的pH=7,则该溶液为中性溶液
B.一定温度下,向AgCl饱和溶液中加入少量NaCl固体,Ksp(AgCl)减小
C.常温下,反应X(s)+Y(l) 2Z(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
D.常温下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液中由水电离的c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
答案 C
综合篇 知能转换
【综合集训】
1.(2019全国大联考,13)浓度均为0.1 mol·L-1、体积均为V0的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积为V,pH随lgVV0的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
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A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.相同温度下,电离常数K(HX):a>b
C.常温下,由水电离出的c(H+)·c(OH-):ac(HA)
答案 B
3.(2020届深圳高级中学二测,13)25 ℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
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已知:lgX=lgc(CO32-)c(HCO3-)或lgc(HCO3-)c(H2CO3),下列叙述正确的是( )
A.曲线m表示pH与c(HCO3-)c(H2CO3)的变化关系
B.当溶液呈中性时,c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)
C.Ka1(H2CO3)=1.0×10-6.4
D.25 ℃时,CO32-+H2O HCO3-+OH-的平衡常数为1.0×10-7.6
答案 C
应用篇 知行合一
【应用集训】
1.(2019山东德州二模,13)25 ℃时,用0.10 mol·L-1的氨水滴定10.00 mL 0.05 mol·L-1 H2A溶液,加入氨水的体积(V)与溶液中lgc(H+)c(OH-)的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )
A.A点溶液的pH等于1
B.由图中数据可知,H2A为弱酸
C.B点水电离出的H+浓度为1.0×10-6 mol·L-1
D.C点溶液中c(NH4+)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+)
答案 B
2.(2019贵州黔东南州一模,13)常温下,向25.00 mL 0.1 mol·L-1 HSCN溶液中滴入0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液中由水电离出的c(H+)的负对数[-lg c水(H+)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
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A.常温下,Ka(HSCN)约为1×10-3
B.b=25.00
C.R、Q两点溶液对应的pH=7
D.N点溶液中:c(Na+)c>b>a
B.常温下,R-的水解平衡常数数量级为10-9
C.a点和d点溶液中,水的电离程度相等
D.d点的溶液中,微粒浓度关系:c(R-)+2c(HR)=c(NH3·H2O)
答案 B
4.(2019吉林一调,19)25 ℃时,向盛有50 mL pH=2的HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液,实验测得加入NaOH溶液的体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.HA溶液的物质的量浓度为0.01 mol·L-1
B.b→c的过程中,温度降低的原因是溶液中发生了吸热反应
C.a→b的过程中,混合溶液中可能存在:c(A-)=c(Na+)
D.25 ℃时,HA的电离平衡常数K约为1.25×10-2
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答案 C
【五年高考】
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2019课标Ⅲ,11,6分)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是( )
A.每升溶液中的H+数目为0.02NA
B.c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
答案 B
2.(2019天津理综,5,6分)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中c(HA)·c(OH-)c(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案 C
3.(2016北京理综,11,6分)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
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C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
答案 C
4.(2017江苏单科,20,14分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有CO32-,其原因是 。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
图1
图2
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4 H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1= (pKa1=
-lg Ka1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
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图3
①在pH 7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是 。
②在pH 4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为 。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是 。
答案 (14分)(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O ②2.2
(3)①在pH 7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH 4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
考点二 水的电离 溶液的酸碱性
5.(2016课标Ⅰ,12,6分)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
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D.N点处的溶液中pH<12
答案 D
6.(2015广东理综,12,4分)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案 B
教师专用题组
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2015课标Ⅰ,13,6分)浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgVV0的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lgVV0=2时,若两溶液同时升高温度,则c(M+)c(R+)增大
答案 D
2.(2014广东理综,12,4分)常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是( )
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A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
答案 D
3.(2015山东理综,13,5分)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
答案 D
4.(2013广东理综,12,4分)50 ℃时,下列各溶液中,离子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.pH=4的醋酸中:c(H+)=4.0 mol·L-1
B.饱和小苏打溶液中:c(Na+)=c(HCO3-)
C.饱和食盐水中:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.pH=12的纯碱溶液中:c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
答案 C
5.(2014山东理综,13,5分)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为
0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )
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A.水的电离程度始终增大
B.c(NH4+)c(NH3·H2O)先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-)
答案 D
考点二 水的电离 溶液的酸碱性
6.(2015广东理综,11,4分)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案 C
7.(2015重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案 C
8.(2013山东理综,13,4分)某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lg[OH-])与pH的变化关系如图所示,则( )
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A.M点所示溶液的导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
答案 C
9.(2013大纲全国,12,6分)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+)c(OH-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)
D.中和等体积、等pH的HCOOH溶液和HCN溶液消耗NaOH的物质的量前者小于后者
答案 C
6.(2020届惠州一调,11)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.三种酸对应电离常数Ka的大小关系为HDc(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)
答案 D
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8.(2018韶关二模,13)将c mol/L氨水滴入10 mL 0.1 mol/L盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.c=0.1
B.25 ℃时,NH4Cl的水解常数=(10c-1)×10-7
C.水的电离程度:B>C>A>D
D.B点:c(NH3·H2O)+c(H+)=c(OH-)
答案 B
9.(2018佛山二模,13)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)与NH3相似,其水溶液呈碱性,25 ℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1乙二胺溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,各组分的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.混合溶液呈中性时,滴加盐酸的体积小于10 mL
B.Kb2(H2NCH2CH2NH2)的数量级为10-8
C.a点处的溶液中:c(H+)+3c[(H3NCH2CH2NH3)2+]=c(OH-)+c(Cl-)
D.水的电离程度:a>b
答案 A
二、非选择题(共25分)
10.(2018北京昌平期末,16)(10分)醋酸是实验室及生活中的常见物质。
(1)写出醋酸的电离方程式: 。
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(2)常温下醋酸溶液的pH<7,用文字描述其原因是 。
(3)能证明醋酸是弱酸的实验事实是(多选、错选不得分) 。
a.同浓度的CH3COOH溶液和盐酸分别与相同的Mg条反应,放出H2的初始速率醋酸慢
b.常温下0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH>7
c.CH3COOH溶液与Na2CO3反应生成CO2
d.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红
e.常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH>1
(4)25 ℃时,在体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液、盐酸中,分别逐滴加入浓度为
0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积变化如图所示。
ⅰ.当加入NaOH溶液20 mL时,①溶液的离子浓度大小关系是 。
ⅱ.当②溶液的pH=7时,溶液中存在的微粒浓度大小关系正确的是 。
a.c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
b.c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)>c(CH3COOH)
c.c(CH3COOH)>c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
答案 (1)CH3COOH CH3COO-+H+
(2)醋酸可以电离出H+,溶液中c(H+)>c(OH-)
(3)abe
(4)ⅰ.c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-) ⅱ.a
11.(2018湖北荆州质检,18)(15分)Ⅰ.氨是重要的工业原料,在农业、医药、国防和化工等领域有重要应用。
(1)工业上用N2和H2在一定条件下合成氨,下列措施能使正反应速率增大,且使平衡混合物中NH3的体积分数一定增大的是 。
A.降低反应温度 B.压缩反应混合物
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C.充入N2 D.液化分离NH3
(2)常温下向100 mL 0.2 mol·L-1的氨水中逐滴加入0.2 mol·L-1的盐酸,所得溶液的pH、溶液中NH4+和NH3·H2O物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如下图所示,根据图像回答下列问题。
①表示NH3·H2O浓度变化的曲线是 (填“A”或“B”)。
②NH3·H2O的电离常数为 (已知lg1.8=0.26)。
③当加入盐酸体积为50 mL时,溶液中c(NH4+)-c(NH3·H2O)= mol·L-1。
Ⅱ.若液氨中也存在类似水的电离(H2O+H2O H3O++OH-),碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。
(1)写出液氨的电离方程式: 。
(2)写出碳酸钠溶于液氨后第一级氨解的离子方程式: 。
(3)写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系: 。
答案 Ⅰ.(1)B
(2)①A ②1.8×10-5或10-4.74 ③2×(10-5-10-9)
Ⅱ.(1)NH3+NH3 NH4++NH2-
(2)CO32-+2NH3 NH2-+NH4CO3-
(3)c(Na+)>c(CO32-)>c(NH2-)>c(NH4CO3-)>c(NH4+)
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