Question

6．硼酸（H₃BO₃）大量應用與玻璃工業(yè)，可以改善玻璃制品的耐熱、透明性能，提高其機械強度．
（1）硼酸是一元弱酸，在水溶液中存在如下反應：
H₃BO₃（aq）+H₂O（l）?[B（OH）₄]^-（aq）+H⁺（aq）    K_a=5.72×10^-10 （25℃）
①在實驗室中，如不慎將NaOH溶液沾到皮膚上時，應用大量水沖洗并涂上硼酸．硼酸與NaOH溶液反應的離子方程式是H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2 H₂O．
②25℃時，將濃度為0.1mol/L硼酸溶液加水不斷稀釋，下列各量始終保持增大的是CD．
A．c（H⁺）      B．K_a（H₃BO₃）     C．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c[B（OH）_{4}]^{-}}$  D．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$
③25℃時，0.175mol/L硼酸溶液的pH=5．
（2）已知25℃時，K_a（HClO）=3×10^-8、K_a（CH₃COOH）=1.75×10^-5．25℃時，pH與體積均相等的H₃BO₃、HClO、CH₃COOH溶液分別與0.5mol/L NaOH溶液反應，恰好完全中和時消耗NaOH溶液的體積分別為V₁、V₂、V₃，則V₁、V₂、V₃由大到小的順序是V₁＞V₂＞V₃．

Answer 1

分析 （1）①硼酸是酸，能和堿發(fā)生中和反應；
②將濃度為0.1mol/L硼酸溶液加水不斷稀釋，電離平衡右移，電離出H⁺、[B（OH）₄]^-的物質(zhì)的量增多，但濃度變小，結(jié)合電離平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{c（[B（OH）_{4}]^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$來分析．
③0.175mol/L硼酸溶液中K=$\frac{c（[B（OH）_{4}]^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$，而c（[B（OH）₄]^-）=c（H⁺），則c（H⁺）=$\sqrt{K•c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$；
（2）根據(jù)25℃時，K（H₃BO₃）=5.72×10^-10，K_a（HClO）=3×10^-8，K_a（CH₃COOH）=1.75×10^-5，可知酸性CH₃COOH＞HClO＞H₃BO₃，酸性越弱，電離程度越小，當pH相同時，其物質(zhì)的量濃度越大，據(jù)此分析．

解答 解：（1）①硼酸是酸，能和堿發(fā)生中和反應生成鹽和水，所以和氫氧化鈉反應離子方程式為H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2 H₂O，
故答案為：H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2 H₂O；
②A．將濃度為0.1mol/L硼酸溶液加水不斷稀釋，電離平衡右移，電離出H⁺的物質(zhì)的量增多，但c（H⁺）變小，且最后不變，故A錯誤；
B．K_a（H₃BO₃）只受溫度的影響，加水稀釋，K不變，故B錯誤；
C、加水稀釋，c（[B（OH）₄]^-）一直變小，c（H⁺）先變小后幾乎不變，故c（OH^-）先變大后幾乎不變，則$\frac{c（O{H}^{-}）}{c[B（OH）_{4}]^{-}}$ 一直變大，故C正確；
D．加水稀釋，c（[B（OH）₄]^-）變小，而電離平衡常數(shù)的表達式K=$\frac{c（[B（OH）_{4}]^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$不變，故$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$變大，故D正確．
故答案為：CD；
③25℃時，0.175mol/L硼酸溶液中K=$\frac{c（[B（OH）_{4}]^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$，而c（[B（OH）₄]^-）=c（H⁺），故c（H⁺）=$\sqrt{K•c（{H}_{3}B{O}_{3}）}$=$\sqrt{5.72×1{0}^{-10}×0.175}$=10^-5mol/L，則pH=5，故答案為：5；
（2）根據(jù)25℃時，K_（H₃BO_3）=5.72×10^-10，K_a（HClO）=3×10^-8，K_a（CH₃COOH）=1.75×10^-5，可知酸性CH₃COOH＞HClO＞H₃BO₃，酸性越弱，電離程度越小，當pH相同時，其物質(zhì)的量濃度越大，故c（H₃BO₃）＞c（HClO）＞c（CH₃COOH），由于等體積，則物質(zhì)的量關系為n（H₃BO₃）＞n（HClO）＞n（CH₃COOH），故消耗氫氧化鈉的體積大小關系為V₁＞V₂＞V₃，
故答案為：V₁＞V₂＞V₃．

點評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、電離常數(shù)的有關計算等，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力，注意把握電離常數(shù)在計算中的應用方法．