2021版高考化学一轮复习核心素养测评二十九盐类的水解含解析新人教版
盐类的水解
一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)
1.下列有关电解质溶液的说法不正确的是 ( )
A.常温下,向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,溶液中不变
B.向NH4Cl溶液中通入少量氨气,此时的值减小
C.常温下,10 mL b mol·L-1CH3COOH溶液与10 mL 0.01 mol·L-1NaOH溶液充分反应后溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),CH3COOH的电离常数Ka=
D.0.1 mol·L-1HA溶液的pH=3,HA的电离常数K=1×10-3 mol·L-1
【解析】选D。醋酸的电离平衡常数K=,只与温度有关,A正确;依据N+H2ONH3·H2O+H+通入氨气使c(NH3·H2O)增大平衡左移,使c(H+)减小,=,Kh不变,
的值减小,B正确;Ka===,C正确;
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0.1 mol·L-1HA溶液的pH=3,则HA的电离常数K==≈=1×10-5 mol·L-1,D错误。
2.(双选)常温下,0.1 mol·L-1的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ的pH分别为7、8、9,则下列判断中正确的是 ( )
A.等物质的量浓度的X-、Y-、Z-水解能力:Z-
c(Y-)>c(X-)
C.电离常数:K(HZ)Y->X-,A错误;离子浓度应为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),B错误;电离常数应为K(HY)>K(HZ),C正确;根据电荷守恒c(X-)=c(Y-)+c(HY)=c(Z-)+c(HZ)=c(Na+),D正确。
3.(2020·锦州模拟)室温时,用0.020 0 mol·L-1稀盐酸滴定20.00 mL
0.020 0 mol·L-1 NaY溶液,溶液中水的电离程度随所加稀盐酸的体积变化如图所示(忽略滴定过程中溶液密度的变化),则下列有关说法正确的是 ( )
(已知K(HY)=5.0×10-11)
A.可选取酚酞作为滴定指示剂
B.M点溶液的pH>7
C.图中Q点水的电离程度最小,Kw<10-14
D.M点,c(Na+)=c(HY)+c(Y-)+c(Cl-)
【解析】选B。滴定终点溶液显酸性,选甲基橙作滴定指示剂,A错误;M点溶液中,c(NaY)=c(HY),因为K(HY)=5.0×10-11,Y-的水解平衡常数Kh==2×10-4,M
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点相当于等浓度的HY和NaY混合,Kh>Ka,水解大于电离,pH>7,B正确;由图可知,Q点水的电离程度最小,温度不变,Kw不变,Kw=10-14,C错误;M点,由物料守恒可知,c(Na+)=c(HY)+c(Y-),D错误。
【加固训练】
(2020·苏州模拟)25℃时,下列各溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC)+c(H2CO3)-c(C)
B.0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液呈酸性:c(Na+)>c(HC2)>c(H2C2O4)>c(C2)
C.20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液与10 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液混合得到的酸性溶液:
c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
D.向0.1mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中性:
c(Na+)>c(N)>c(S)>c(OH-)=c(H+)
【解析】选C。碳酸氢钠溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HC)+2c(C)+c(OH-),根据物料守恒得c(Na+)=c(HC)+c(C)+c(H2CO3),所以得c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(C),选项A错误;
0.1 mol·L-1NaHC2O4溶液呈酸性,说明HC2的电离程度大于其水解程度,则c(C2)>c(H2C2O4),正确的浓度大小为:c(Na+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4),选项B错误; 20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液与10 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液混合得到NaCl、CH3COONa与CH3COOH物质的量之比为1∶1∶1的混合
物,CH3COOH电离程度大于CH3COO-的水解程度,由电荷守恒可知:n(CH3COO-)+n(OH-)+n(Cl-)=n(Na+)+n(H+);根据物料守恒知n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=2×10-3 mol,n(Na+)=2×10-3 mol,n(Cl-)=10-3 mol,n(Na+)-n(Cl-)=10-3 mol=[n(CH3COOH)+n(CH3COO-)],
n(CH3COO-)+n(OH-)=[n(CH3COO-)+n(CH3COOH)]+n(H+),所以
c(CH3COO-)+2c(OH-)= c(CH3COOH)+2c(H+),选项C正确;NH4HSO4与NaOH物质的量1∶1反应时,溶液中的溶质为Na2SO4、(NH4)2SO4,此时溶液中c(Na+)=c(S),呈酸性,再继续滴加NaOH
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至溶液呈中性时,c(Na+)>c(S),c(N)+c(NH3·H2O)=c(S),所以离子浓度关系是c(Na+) >c(S)>c(N)>c(OH-)=c(H+),选项D错误。
4.常温下,将Na2A和NaHA溶液分别进行稀释,若-lg c(Na+)=pNa、-lg c(OH-)=pOH,则测得两种溶液中pNa与pOH的关系曲线如图。下列说法正确的是 ( )
A.X点所在的直线表示NaHA溶液的稀释
B.在Y点加入适量NaOH固体可以达到X点
C.将X和Y点溶液等体积混合,则有c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)
D.常温下,H2A的Ka1数量级为10-5
【解析】选D。浓度相同的Na2A和NaHA溶液中,NaHA的水解程度小,溶液碱性弱,故Y点所在的直线表示NaHA溶液的稀释,A项错误;X点和Y点处pNa相同,即c(Na+)相同,在Y点加入适量NaOH固体,c(Na+)增大,故不可能达到X点,B项错误;pNa=2时,c(Na+)=10-2 mol·L-1,故X点Na2A的浓度为0.5×
10-2 mol·L-1,Y点NaHA的浓度为l×10-2 mol·L-1,A2-水解程度强于HA-,故c(HA-)>c(A2-),C项错误;根据Y点所在曲线,pNa=1,pOH=5,可知c(Na+)=10-1mol·L-1(近似为NaHA的浓度),c(OH-)=10-5 mol·L-1,根据HA-+H2OH2A+OH-,则HA-的水解常数Kh=≈10-9,则H2A的电离常数Ka1=≈10-5,可知数量级为10-5,D项正确。
【加固训练】
常温下,相同pH的氢氧化钠和醋酸钠溶液分别加水稀释,平衡时pH随溶液体积变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是 ( )
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A.b、c两点溶液的导电能力相同
B.a、b、c三点溶液中水的电离程度a>c>b
C.c点溶液中c(H+)=c(OH-)+c(CH3COOH)
D.用等浓度的盐酸分别与等体积的b、c处溶液恰好完全反应,消耗盐酸体积Vb=Vc
【解析】选B。NaOH是强碱,CH3COONa是强碱弱酸盐,加水稀释促进醋酸根离子水解,稀释相同的倍数后,溶液中c(OH-):CH3COONa>NaOH,所以pH变化大的是NaOH,则Ⅱ为NaOH,pH变化小的是CH3COONa,即Ⅰ为CH3COONa。溶液的导电能力与离子浓度成正比,pH相等的醋酸钠和氢氧化钠,c(CH3COONa)>c(NaOH),所以c点导电能力大于b点,A错误;氢氧化钠对水的电离起抑制作用,而醋酸根离子浓度越大越促进水的电离,所以a、b、c三点溶液中水的电离程度:a>c>b,B正确;任何电解质溶液中都存在质子守恒,根据质子守恒得c(H+)+c(CH3COOH)=c(OH-),C错误;pH相等的NaOH溶液和CH3COONa溶液,c(CH3COONa)>c(NaOH),相同体积、相同pH的醋酸钠和氢氧化钠溶液消耗相同浓度盐酸的体积与醋酸钠和氢氧化钠的物质的量成正比,相同体积、相同pH的醋酸钠和氢氧化钠溶液中n(CH3COONa)>n(NaOH),所以醋酸钠消耗的盐酸多,消耗盐酸体积:Vb”“<”或“=”)20.00,溶液中的离子浓度大小关系为__ ___________。
②如果V=40.00,则此时溶液中c(OH-)-c(H+)-c(CH3COOH)=________mol·L-1。
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(3)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入40 mL 0.1 mol·L-1盐酸,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2逸出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如图所示,回答下列问题:
若将Na2CO3和NaHCO3混合物配成溶液,则此溶液的pH的取值范围是______ ____________;为测定Na2CO3和NaHCO3混合物(不含其他杂质)中的质量分数,下列方案可行的是____________________(填字母)。
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体
C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b g
D.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
【解析】(1)醋酸的电离平衡常数K=,因为平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,所以向溶液中加入醋酸钠,K不变。
(2)①若氢氧化钠和醋酸等体积混合,则所得溶液为醋酸钠溶液,显碱性,所以要显中性,碱要少些,因为溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),则根据电荷守恒知:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)。
②根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),根据物料守恒有c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),两个关系式相减,可得:c(OH-)-c(H+)-c(CH3COOH)=c(Na+)=mol·L-1=(或0.033)mol·L-1。
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(3)据图分析,碳酸钠和碳酸氢钠共存时溶液的pH范围为8c(H+)=c(OH-)
②(或0.033)
(3)88.3。
答案:Ⅰ.(1)酸 Cr 增大 (2)Ag2CrO4
Ⅱ.(1)HC+H2OH2CO3+OH-
(2)大于
(3)①乙 B ②等于 甲(或高于 乙)
一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)
1.已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
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HS+H2OH2SO3+OH- ①
HSH++S ②
向0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的
是 ( )
A.加入少量金属钠,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HS)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HS)+c(OH-)+c(S)
C.加入少量NaOH溶液,、的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(S)>c(H+)=c(OH-)
【解析】选C。 A项,加入金属钠后,钠和水反应生成氢氧化钠,使平衡①左移,平衡②右移,移动的结果是c(S)增大。可以利用极端分析法判断,如果金属钠适量,充分反应后溶液中溶质可以是亚硫酸钠,此时c(HS)很小,错误;B项,依据电荷守恒判断,c(S)前面的化学计量数应为2,即c(H+)+c(Na+)=c(HS)+c(OH-)+2c(S),错误;C项,加入氢氧化钠溶液后,溶液酸性减弱,碱性增强,所以增大,平衡①左移,平衡②右移,最终c(S)增大,c(HS)减小,所以增大,正确;D项,加入氨水至溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),由电荷守恒知,其他离子存在如下关系:c(Na+)+c(N)=2c(S)+c(HS),错误。
【规律方法】酸式盐中粒子浓度大小比较方法
第一步:判断酸式盐溶液的酸碱性
若酸式酸根离子的水解能力大于电离能力,则溶液显碱性,如NaHCO3溶液显碱性。
若酸式酸根离子的电离能力大于水解能力,则溶液显酸性,如NaHSO3溶液显酸性。
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第二步:写出水解和电离方程式,确定溶液中“粒子”
如:NaHCO3溶液中存在
水解平衡:HC+H2OH2CO3+OH-
电离平衡:HCH++ C
故NaHCO3溶液中存在“粒子”有Na+、HC、OH-、H+、C、H2CO3
第三步:依据溶液的酸碱性,判断“粒子”浓度大小
NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HC)>>
NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HS)>>
2.(双选)在NaCN溶液中存在水解平衡:CN-+H2OHCN+OH-,水解常数Kh(NaCN)=≈[c0(NaCN)是NaCN溶液的起始浓度]。25 ℃时,向1 mol·L-1的NaCN溶液中不断加水稀释,NaCN溶液浓度的对数值lg c0与2pOH[pOH=-lg c(OH-)]的关系如图所示,下列说法中错误的是 ( )
A.25℃时,Kh(NaCN)的值为10-4.7
B.升高温度,可使曲线上a点变到b点
C.25 ℃时,向a点对应溶液中加入固体NaCN,CN-的水解程度增大
D.c点对应溶液中的c(OH-)大于a点
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【解析】选B、C。2pOH=-2lg c(OH-),则c2(OH-)=10-2pOH。Kh(NaCN)=,由a点坐标可知,c0(NaCN)=0.1 mol·L-1,c2(OH-)=10-5.7,代入表达式可得Kh(NaCN)=10-4.7,A正确;升高温度,促进CN-的水解,OH-浓度增大,则2pOH的值减小,B错误;加入NaCN固体,CN-浓度增大,水解平衡正向移动,但CN-的水解程度减小,C错误;pOH是OH-浓度的负对数,因c点的pOH小于a点,所以c点对应溶液中的OH-的浓度大于a点,D正确。
3.(2020年山东等级考模拟)25 ℃时,向10 mL 0.10 mol·L-1的一元弱酸HA(Ka=1.0×10-3)中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。 下列说法正确的是 ( )
A.a点时,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B.溶液在a点和b点时水的电离程度相同
C.b点时,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)
D.V=10 mL 时,c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
【解析】选A。A选项正确。a点时,pH=3,c(H+)=10-3 mol·L-1,因为Ka=1.0×10-3,所以c(HA)=c(A-),根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)和c(HA)=c(A-)即得A选项。B选项错误。a点溶质为HA和NaA,pH=3,水电离出的c(OH-)=10-11;b点溶质为NaOH和NaA,pH=11,c(OH-)=10-3,OH-是由 NaOH电离和水电离出两部分之和组成的,推断出由水电离出的c(OH-)<10-3,那么水电离的c(H+)>10-11,所以B错。C.根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可得c(Na+)=c(A-)+c(OH-) -c(H+),假设C选项成立,则c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-),推出c(HA)+c(H+)=0,故假设不成立,C错。D.V=10 mL时,HA与NaOH恰好完全反应生成NaA,A-+H2OHA+OH-,水解后溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),即c(HA)>c(H+),故D错误。
【加固训练】
常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是 ( )
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A.浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者小于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L-1 HCOOH与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
【解析】选D。HCOONa溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),NH4Cl溶液中存在c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),两溶液中有c(Na+)=c(Cl-),只要比较HCOONa溶液中c(H+)与NH4Cl溶液中c(OH-)的大小即可,由电离常数可知,N的水解程度比HCOO-的大,则NH4Cl溶液中c(H+)较HCOONa溶液中c(OH-)大,即NH4Cl溶液中c(OH-)较HCOONa溶液中c(H+)小,所以有c(Na+)+c(H+)>c(Cl-)+ c(OH-)=c(N)+c(H+),A项错误;CH3COOH的电离平衡常数比HCOOH的小,即CH3COOH的酸性弱,则相同pH的CH3COOH溶液的浓度大于HCOOH的,和NaOH反应时,CH3COOH溶液消耗NaOH溶液的体积较大,B项错误;反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液,溶液呈酸性,由电荷守恒得:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由物料守恒得:2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-),两式联立得:c(HCOO-)+2c(OH-)=c(HCOOH)+2c(H+),C项错误;反应后得到c(CH3COONa)=c(CH3COOH)=c(NaCl)的混合溶液,由物料守恒得:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),pH<7,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),电离和水解均很微弱,故c(H+)小于c(CH3COOH),D项正确。
二、非选择题(本题包括2小题,共32分)
4.(18分)在室温下,下列五种溶液:①0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液 ②0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液 ③0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液
④0.1 mol·L-1 NH3·H2O和0.1 mol·L-1 NH4Cl混合液 ⑤0.1 mol·L-1氨水
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,其原因是__ __ __
___ __ _(用离子方程式表示)。
(2)溶液②③中c(N)的大小关系是②________(填“>”“<”或“=”)③。
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(3)在溶液④中________(离子)的浓度为0.1 mol·L-1;NH3·H2O和________(离子)的浓度之和为0.2 mol·L-1。
(4)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度________(填“>”“<”或“=”,下同)N的水解程度,CH3COO-与N浓度的大小关系是c(CH3COO-)________c(N)。
(5)常温下,某水溶液M中存在的离子有Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。
①写出酸H2A的电离方程式:__ __ __ __ __。
②若溶液M由10 mL 2 mol·L-1 NaHA溶液与10 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液混合而得,则溶液M的pH________(填“>”“<”或“=”)7。
【解析】(1)NH4Cl为强酸弱碱盐,根据“谁弱谁水解,谁强显谁性”的原则,NH4Cl溶液显酸性。
(2)CH3COONH4溶液中,醋酸根离子促进铵根离子的水解,而NH4HSO4溶液中NH4HSO4电离出来的氢离子抑制铵根离子的水解,所以后者中铵根离子浓度大。
(3)因为氯离子在溶液中不变化,所以其浓度为0.1 mol·L-1;根据原子守恒可知,含氮原子微粒的总物质的量浓度为0.2 mol·L-1,而氮原子的存在形式为NH3·H2O和N。
(4)溶液②的pH=7,说明CH3COO-水解生成的OH-的物质的量等于N水解生成的H+的物质的量,即二者水解程度相同;根据电荷守恒得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),因为c(H+)=c(OH-),故c(CH3COO-)=c(N)。
(5)①由溶液中存在的微粒可知,H2A为二元弱酸,分步电离。②NaHA和NaOH恰好反应生成Na2A,溶液显碱性。
答案:(1)酸 N+H2ONH3·H2O+H+
(2)< (3)Cl- N (4)= =
(5)①H2AH++HA-,HA-H++A2-
②>
5.(14分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表所示:
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实验
编号
HA的物质的量
浓度(mol·L-1)
NaOH的物质的量
浓度(mol·L-1)
混合溶
液的pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.1
pH<7
请回答下列有关问题。
(1)从实验①分析,HA是强酸还是弱酸?__________。
(2)实验②表明,c________0.2(填“>”“<”或“=”)。
(3)从实验③分析,HA的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)NaA的水解程度,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是_____________ ___________________________________。
(4)实验①所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果:c(Na+)-c(A-)=________ mol·L-1;c(OH-)-c(HA)=________ mol·L-1。
【解析】(1)从实验①分析,等体积、等物质的量浓度的HA和NaOH溶液混合后,溶液显碱性,说明生成强碱弱酸盐,即HA是弱酸。
(2)实验②中NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1,混合后溶液显中性,说明HA稍过量,HA的物质的量浓度应大于0.2 mol·L-1。
(3)实验③相当于等体积、等物质的量浓度的HA和NaA溶液混合,pH<7说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(4)实验①所得混合溶液的pH=9,则c(OH-)=10-5 mol·L-1,水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-5 mol·L-1。由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),则c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-5-10-9) mol·L-1。由A-+H2OHA+OH-可得c(OH-)=c(HA)+c(H+),所以c(OH-)-c(HA)=c(H+)=10-9 mol·L-1。
答案:(1)弱酸 (2)>
(3)大于 c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(4)10-5 10-5-10-9 10-9
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