Question

【題目】(1)常溫下，將0.2 mol·L－1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L－1NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7，若混合液體積等于兩溶液體積之和，則混合液中下列關系正確的是________。

A．c(HA)<c(A－) B．c(HA)一定大于0.1 mol·L－1

C．c(Na＋)＝c(HA)＋c(A－) D．2c(OH－)＝2c(H＋)＋[c(HA)－c(A－)]

(2)在t℃時，某NaOH稀溶液中c(H+)=10－a mol·L－1，c(OH－)=10－b mol·L－1，已知a+b=12，則：

①該溫度下水的離子積常數Kw=___________mol2·L－2。

②在該溫度下，將100mL0.1 mol·L－1的稀H2SO4與100mL0.4 mol·L－1的NaOH溶液混合后，溶液的pH= _____________。

(3)常溫下在20 mL 0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質的量分數(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如下圖所示。

回答下列問題：

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存。

②當pH＝7時，溶液中各種離子其物質的量濃度之間的等量關系是__________________。

③已知在25 ℃時，CO32-水解反應的平衡常數Kh＝c(HCO3-).c(OH-)/c(HCO3-)＝2×10－4，當溶液中c(HCO3-)∶c-(CO32-)＝2∶1時，溶液的pH＝________。

Answer 1

【答案】D 10-12 11 不能 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HCO)＋c(OH－) 10

【解析】

(1)常溫下, 將0.2 mol·L－1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L－1NaOH溶液等體積混合后，得到溶液溶質為NaA和HA,溶液pH大于7,說明A－離子水解程度大于HA電離程度；

(2)①根據水的離子積常數Kw=c(H＋)×c(OH－)進行計算；

②由于硫酸與NaOH溶液混合后，堿過量，求出混合后溶液中c(OH－)，再求c(H＋)，最后求出pH；

(3) 常溫下在20 mL 0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1HCl溶液40 mL，先反應生成碳酸氫鈉,再與鹽酸反應生成二氧化碳、水，以此分析解答。

(1)常溫下，將0.2 mol·L－1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L－1NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7，則則鹽類水解大于酸的電離；

A. 水解生成HA,則c(HA)>c(A－) ,故A錯誤；
B.因等體積混合,則反應后c(HA)一定小于0.1 mol·L－1,故B錯誤；
C.反應后得到等量的HA、NaA,根據物料守恒可知2c(Na＋)＝c(HA)＋c(A－)，故C錯誤；
D．由電荷守恒可以知道：c(Na＋)+c(H＋)=c(OH－)+c(A－)，物料守恒：2c(Na＋)＝c(HA)＋c(A－)，消去c(Na＋)，則2c(OH－)＝2c(H＋)＋[c(HA)－c(A－)]，故D正確；

綜上所述，本題選D。

(2)①已知a+b=12，該溫度下水的離子積常數Kw=c(H＋)×c(OH－)＝10－a ×10－b =10-（a+b）=10－12 mol2·L－2；

綜上所述，本題答案是：10－12。

②由于硫酸與NaOH溶液混合后，堿過量，所以混合后溶液中c(OH－)＝（0.1×0.4-0.1×0.2）/0.2=0.1 mol·L－1，則c(H＋)＝KW/c(OH－)＝10－12/0.1=10-11mol·L－1，故pH＝11；

綜上所述，本題答案是：11。

(3)常溫下在20 mL 0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1HCl溶液40 mL，先反應生成碳酸氫鈉,再與鹽酸反應生成二氧化碳、水,
①由反應及圖象可以知道，在同一溶液中H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存；

因此，本題正確答案是:不能。

②當pH＝7時，溶液中溶質為碳酸氫鈉、碳酸、氯化鈉,溶液中存在電荷守恒，離子濃度等量關系為(電荷守恒):c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HCO)＋c(OH－)；

綜上所述，本題答案是：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HCO)＋c(OH－)。

③已知在25 ℃時，CO32-水解反應的平衡常數Kh＝c(HCO3-)×c(OH-)/c(CO32-)＝2×10－4，當溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)＝2∶1時，c(OH-)=10-4mol/L，由Kw可以知道, c(H＋)=10-10 mol/L，所以pH=10；

因此，本題正確答案是:10。