Question

18．由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視．
（1）其中用CO₂和H₂合成CH₃OH是科學家的研究方向之一，CO₂還可繼續(xù)轉化成乙二酸等有機物：CO₂+H₂→CH₃OH→…→HOOC-COOH，已知25℃時，H₂CO₃和H₂C₂O4的pKa（電離平衡常數的負對數，即pKa=-lgKa）數據如圖1：

①比較H₂CO₃的Ka1和H₂C₂O₄的Ka₂，Ka₁小于  Ka₂（填“大小”、“小于”或“等于”）．
②已知0.1mol•L^-1KHC₂O₄溶液中存在：c（K⁺＞c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），則c（H⁺）大于 c（OH^-）（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）25℃，CaC₂O₄在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖2所示，已知CaC₂O₄的溶度積（25℃）為2.4×10^-9，下列說法中不正確的是BC（填序號）
A．x的數值為2×10^-5
B．a點時有CaC₂O₄生成
C．加入蒸餾水可使溶液由d點變成a點
D．加入適量0.1mol•L^-1Na₂C₂O₄溶液可使溶液由b點變成d點．

Answer 1

分析 （1）①根據pKa為電離平衡常數的負對數，即pKa=-lgKa，則pKa越小，電離平衡常數Ka越大；
②0.1mol•L^-1KHC₂O₄溶液中存在：c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；
（2）CaC₂O₄在水中的沉淀溶解平衡為CaC₂O₄（s）?Ca²⁺（aq）+C₂O₄^2-（aq），圖象中位于曲線上的b、d點為飽和溶液，處于溶解平衡狀態(tài)，a點處離子濃度小于飽和溶液濃度為不飽和溶液，c點為過飽和溶液，以此解答該題．

解答 解：（1）①由pKa數據可知，4.19＜6.37，由pKa=-lgKa，則pKa越小，電離平衡常數Ka越大，則H₂CO₃的Ka₁小于H₂C₂O₄的Ka₂，故答案為：小于；
②0.1mol•L^-1KHC₂O₄溶液中存在：c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性，c（H⁺） 大于c（OH^-），故答案為：大于；
（2）A．在d點c（C₂O₄^2-）=1.2×10^-4 mol•L^-1，因室溫時，CaC₂O₄的溶度積K_sp=2.4×10^-9，所以c（Ca²⁺）=2×10^-5 mol•L^-1，故x的數值為2×10^-5，故A正確；
B．a點處離子濃度小于飽和溶液濃度為不飽和溶液，沒有沉淀生成，故B錯誤；
C．d點為飽和溶液，加入蒸餾水后如仍為飽和溶液，則c（Ca²⁺）、c（C₂O₄^2-）都不變，如為不飽和溶液，則二者濃度都減小，故不可能使溶液由d點變成a點，故C錯誤；
D．加入適量0.1mol•L^-1Na₂C₂O₄溶液，草酸根離子濃度增大，鈣離子濃度減小，可使溶液由b點變成d點，故D正確，
故答案為：BC．

點評 本題考查pH的計算、難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化等問題，明確pKa的含義是解本題關鍵，側重于學生對數據的分析能力的考查，注意分析圖象中曲線的變化特點，把握溶度積常數的意義，題目難度不大．