Question

19．鹽酸、醋酸和碳酸是化學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究中常用的幾種酸．室溫下：Ka（CH₃COOH）=1.7×10^-5 mol/L；H₂CO₃的電離常數(shù)Ka₁=4.2×10^-7mol•L^-1、Ka₂=5.6×10^-11mol•L^-1
（1）①請(qǐng)用離子方程式解釋碳酸氫鈉水溶液顯堿性的原因HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
②常溫下，物質(zhì)的量濃度相同的下列四種溶液：
a、碳酸鈉溶液     b、醋酸鈉溶液    c、氫氧化鈉溶液   d、氫氧化鋇溶液．
其pH由大到小的順序是：dcab（填序號(hào)）．
（2）某溫度下，pH均為4的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋，其pH隨溶液體積變化的曲線如圖4，其中a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中水的電離程度由大到小的順序是b=c＞a；該醋酸溶液稀釋過程中，下列
各量一定變小的是bd．
a．c（OH^-）                        b． c（H⁺）
c.$\frac{c（C{H}_{3}COOH）c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$              d．$\frac{c（C{H}_{3}COOH）}{c（{H}^{+}）}$
（3）以0.10mol•L^-1NaOH為標(biāo)準(zhǔn)液，測(cè)定某鹽酸的濃度．取20.00mL待測(cè)鹽酸溶液放入錐形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定．重復(fù)上述滴定操作2～3次，記錄數(shù)據(jù)如下．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	氫氧化鈉溶液的濃度 （mol•L-1）	滴定完成時(shí)，氫氧化鈉溶液滴入的體積（mL）	待測(cè)鹽酸的體積（mL）
1	0.10	24.12	20.00
2	0.10	23.88	20.00
3	0.10	24.00	20.00

①滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是最后一滴NaOH溶液加入，溶液由無色恰好變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色．
②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計(jì)算出該鹽酸的濃度約為0.12mol•L^-1  mol•L^-1
（4）在t℃時(shí)，某NaOH稀溶液中c（H⁺）=10^-a mol•L^-1，c（OH^-）=10^-b mol•L^-1，已知a+b=13，則：
①該溫度下水的離子積常數(shù)Kw=10^-13mol²•L^-2．  
②在該溫度下，將100mL0.1mol•L^-1的稀H₂SO₄與100mL0.4mol•L^-1的NaOH溶液混合后，溶液的pH=12．

Answer 1

分析 （1）①NaHCO₃是強(qiáng)堿弱酸酸式鹽，HCO₃^-水解程度大于電離程度導(dǎo)致溶液呈堿性；
②ab是鹽，弱酸根離子水解導(dǎo)致溶液呈堿性；cd是可溶性強(qiáng)堿，溶液中c（OH^-）越大，溶液的堿性越強(qiáng)；
（2）醋酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，pH相同的醋酸和鹽酸，加水稀釋過程中醋酸電離出氫離子導(dǎo)致稀釋相同倍數(shù)時(shí)pH醋酸＜鹽酸，所以pH變化大的是鹽酸、變化小的是醋酸，根據(jù)圖知，上邊曲線表示鹽酸、下邊曲線表示醋酸，
酸抑制水電離，酸中氫離子濃度越大其抑制水電離程度越大；
加水稀釋促進(jìn)醋酸電離，但醋酸電離增大程度小于溶液體積增大程度，所以溶液中c（H⁺）、c（CH₃COOH）、c（CH₃COO^-）都減小，溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，則溶液中c（OH^-）增大；
（3）①如溶液顏色變化且半分鐘內(nèi)不變色，可說明達(dá)到滴定終點(diǎn)；
②先判斷數(shù)據(jù)的合理性，求出標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液體積，然后依據(jù)c（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）．V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$求出即可；
（4）①溶液中的離子積Kw=C（H⁺）×c（OH^-）=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-13；
②根據(jù)混合溶液的酸堿性計(jì)算氫離子濃度，從而計(jì)算溶液的pH．

解答 解：（1）①NaHCO₃是強(qiáng)堿弱酸酸式鹽，HCO₃^-水解程度大于電離程度導(dǎo)致溶液呈堿性，水解離子方程式為HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②ab是鹽，弱酸根離子水解導(dǎo)致溶液呈堿性，碳酸根離子水解程度大于醋酸根離子，所以堿性a＞b；cd是可溶性強(qiáng)堿，溶液中c（OH^-）越大，溶液的堿性越強(qiáng)，d中氫氧根離子濃度大于c，所以堿性d＞c，
堿的堿性大于鹽，所以pH大小順序是d＞c＞a＞b，故答案為：dcab；
（2）醋酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，pH相同的醋酸和鹽酸，加水稀釋過程中醋酸電離出氫離子導(dǎo)致稀釋相同倍數(shù)時(shí)pH醋酸＜鹽酸，所以pH變化大的是鹽酸、變化小的是醋酸，根據(jù)圖知，上邊曲線表示鹽酸、下邊曲線表示醋酸，
酸抑制水電離，酸中c（H⁺）越大其抑制水電離程度越大，根據(jù)圖知，c（H⁺）a＞b=c，所以抑制水電離程度a＞b=c，則水的電離程度b=c＞a；
加水稀釋促進(jìn)醋酸電離，但醋酸電離增大程度小于溶液體積增大程度，所以溶液中c（H⁺）、c（CH₃COOH）、c（CH₃COO^-）都減小，溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，則溶液中c（OH^-）增大，
a．溶液中c（H⁺）、c（CH₃COOH）、c（CH₃COO^-）都減小，溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，則溶液中c（OH^-）增大，故錯(cuò)誤；
b．水稀釋促進(jìn)醋酸電離，但醋酸電離增大程度小于溶液體積增大程度，所以溶液中c（H⁺） 變小，故正確；c.$\frac{c（C{H}_{3}COOH）c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$=$\frac{c（C{H}_{3}COOH）．c（{H}^{+}）．c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）．c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$，溫度不變、離子積常數(shù)和電離平衡常數(shù)不變，所以該比值不變，故錯(cuò)誤；             
d．加水稀釋促進(jìn)醋酸電離，則醋酸的物質(zhì)的量減小、氫離子物質(zhì)的量增大，所以$\frac{c（C{H}_{3}COOH）}{c（{H}^{+}）}$減小，故正確；
故答案為：b=c＞a；bd；
（3）①滴定時(shí)，當(dāng)溶液顏色變化且半分鐘內(nèi)不變色，可說明達(dá)到滴定終點(diǎn)，即酚酞在酸中為無色，在堿性溶液中顯淺紅色，故答案為：最后一滴NaOH溶液加入，溶液由無色恰好變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；
②得出V（標(biāo)準(zhǔn)）=$\frac{23.88+24.00+24.12}{3}$=24.00mL，c（待測(cè)）=$\frac{0.1mol/L×24.00mL}{20.00mL}$=0.12mol/L，故答案為：0.12mol/L；
c（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）．V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$求出即可；
（4）①溶液中的離子積Kw=C（H⁺）×c（OH^-）=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-13，故答案為：10^-13；
②混合溶液中c（OH^-）=$\frac{（0.4mol/L-0.1mol/L×2）×0.1L}{0.1L×2}$=0.1mol/L，該溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-13}}{0.1}$mol/L=10^-12mol/L，則溶液的pH=-lg10^-12=12，
故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查弱電解質(zhì)的電離、酸堿混合溶液定性判斷等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查計(jì)算及分析能力，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是有關(guān)溶液pH的計(jì)算，題目難度中等．