Question

將1.00mol?L^-1 NaOH溶液滴入20.00mL 1.00mol?L^-1的一元酸HA溶液中，測得混合溶液的pH和溫度隨加入NaOH溶液體積變化曲線如圖1所示．

（1）計算室溫時20.00mL 1.00mol?L^-1的一元酸HA的電離度α=

 

．
（2）圖中B點(diǎn)所示的溶液中所含各離子濃度由大到小的順序是

 

．
（3）下列說法正確的是

 

（填相應(yīng)序號）．
A．由圖中可知NaOH和HA反應(yīng)的△H＞0
B．圖中C點(diǎn)所加NaOH溶液的體積V=20.00mL
C．圖中C點(diǎn)時溶液的K_W略大于1×10^-14mol?L^-1，溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol?L^-1
D．圖中D點(diǎn)后，溶液溫度略下降的主要原因是生成的NaA水解吸熱
（4）常溫下在20mL 0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1 HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO₂因逸出未畫出）物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（縱軸）隨溶液pH變化的部分情況如圖2所示．回答下列問題：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-

 

（填“能”或“不能”）大量共存；
②當(dāng)pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為

 

，溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為

 

；
③已知在25℃時，CO₃^2-水解反應(yīng)的平衡常數(shù)即水解常數(shù)K_h=2×10^-4mol?L^-1，當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)電離度的表達(dá)式及圖象在20.00mL 1.00mol?L^-1的pH計算出其電離度；
（2）B點(diǎn)時溶質(zhì)為HA和NaA的混合物，溶液的pH=4，溶液顯示酸性，說明HA的電離程度大于A^-的水解程度，根據(jù)電荷守恒寫出溶液中各離子濃度大��；
（3）A．酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，焓變小于0；
B．根據(jù)圖象可知，C點(diǎn)溶液的pH=7，加入氫氧化鈉與HA等濃度等體積時生成強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯示堿性，故V＜20.00mL；
C．溫度升高，水的離子積增大；溶液的pH=7，則氫離子濃度為1×10^-7mol?L^-1；
D．D點(diǎn)后，溶液溫度略下降的主要原因是溶液中氫離子濃度減小，生成水的物質(zhì)的量減��；
（4）①根據(jù)圖2可知，pH=8時只有碳酸氫根離子，pH大于8時存在碳酸根離子和碳酸氫根離子離子，pH小于8時存在碳酸和碳酸氫根離子，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能共存；
②pH=7時，溶液中溶質(zhì)為碳酸氫鈉、氯化鈉及碳酸，存在的離子主要為：H₂CO₃、HCO₃^-，溶液顯示中性，c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大小關(guān)系；
③水解常數(shù)K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

，當(dāng)溶c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，根據(jù)水解常數(shù)計算c（OH^-），由根據(jù)水的離子積Kw計算c（H⁺），根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計算．

解答： 解：（1）根據(jù)圖象可知，20.00mL 1.00mol?L^-1的pH=3，溶液中HA電離出的氫離子濃度為0.001mol/L，則HA的電離度為：α=

0.001mol/L

1.00mol/L

×100%=0.1%，
故答案為：0.1%；
（2）由圖象可知，B點(diǎn)加入10mL等濃度的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)后溶質(zhì)為HA和NaA的混合物，溶液的pH=4，溶液顯示酸性，則：c（H⁺）＞c（OH^-），說明HA的電離程度大于A^-的水解程度，則c（A^-）＞c（Na⁺），所以溶液中離子濃度關(guān)系為：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；　
（3）A．酸堿中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由圖中可知NaOH和HA反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，故A錯誤；
B．根據(jù)圖象可知，C點(diǎn)時溶液的pH=7，加入氫氧化鈉與HA等濃度等體積時生成強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯示堿性，故V＜20.00mL，故B錯誤；
C．水的電離為吸熱反應(yīng)，溫度升高，水的離子積增大，故C點(diǎn)時溶液的K_W略大于1×10^-14mol?L^-1；溶液的pH=7時，則氫離子濃度為1×10^-7mol?L^-1，故C正確；
D．D點(diǎn)后，溶液中氫離子濃度逐漸減小，所以溶液溫度略下降的主要原因是溶液中氫離子濃度減小，生成水的物質(zhì)的量減小，放出的熱量減小導(dǎo)致的，故D錯誤；
故答案為：C；
（4）①結(jié)合圖象可知，在pH=8時只有碳酸氫根離子存在，當(dāng)溶液的pH大于8時，存在的離子為：HCO₃^-、CO₃^2-，pH小于8時存在的離子為：H₂CO₃、HCO₃^-，所以在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能共存，
故答案為：不能；
②根據(jù)圖象可知，當(dāng)pH=7時，溶液中溶質(zhì)為碳酸氫鈉、氯化鈉及碳酸，溶液中含碳元素的主要微粒為HCO₃^-、H₂CO₃；溶液為中性，則c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒可知，c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-），所以溶液中各離子濃度關(guān)系為：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案為：HCO₃^-、H₂CO₃；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
③CO₃^2-水解反應(yīng)的水解常數(shù)K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

=2×10^-4，當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，c（OH^-）=10^-4mol/L，由水的離子積Kw可知，c（H⁺）=

1×10-14

1×10-4

mol/L=10^-10mol/L，所以pH=-lg10^-10=10，
故答案為：10．

點(diǎn)評：本題考查離子濃度大小比較、溶液中電解質(zhì)之間的反應(yīng)與反應(yīng)圖象、鹽類水解計算等，題目難度中等，綜合考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，注重能力的考查．