Question

常溫下，將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合，分別進行編號為①、②、③的實驗，實驗數據記錄如下表，請回答：

實驗 編號	HA物質的量	NaOH物質的量	混合溶液
	濃度（mol?L-1）	濃度（mol?L-1）	的pH
①	0.1	0.1	pH=9
②	c	0.2	pH=7
③	0.2	0.1	pH＜7

（1）根據①組實驗情況，分析混合溶液的pH=9的原因是

 

（用反應的離子方程式表示），在該溶液中下列關系式不正確的是（填序號字母）

 

．
A．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-）
B．c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-）
C．c（HA）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Na⁺）
D．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-）+c（HA）
（2）②組情況表明，c

 

0.2mol?L^-1，（選填“＞”、“＜”或“=”）
（3）從③組實驗結果分析，說明HA的電離程度

 

NaA的水解程度（選填“＞”、“＜”或“=”），離子濃度由大到小的順序是

 

．
（4）水是我們熟悉的物質，正如同學們所知道的，水能“分裂”出一個質子而離解，此處打引號是由于分裂出來的質子不是以游離狀態(tài)存在于真實的化學體系中，而是立即與另一水分子結合：H₂O+H₂O?H₃O⁺+OH^-；K₁=

c(H3O+)c(OH-)

c(H2O)

氫氧根離子可進一步離解：OH^-+H₂O?H₃O⁺+O^2-；K₂=

c(H3O+)c(O2-)

c(OH-)

①計算25℃時K₁的值．
②1.8×10^-16
已知25℃時K₂=10^-36，計算在多少體積的水里含有一個氧負離子？

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）二者恰好反應生成NaA，溶液呈堿性，說明NaA是強堿弱酸鹽，酸根離子水解導致溶液呈堿性；溶液中存在電荷守恒、物料守恒；
（2）NaA溶液呈堿性，要使混合溶液呈中性，則HA應該稍微過量；
（3）等物質的量濃度的NaA和HA溶液呈酸性，說明酸的電離程度大于酸根離子水解程度；
（4）①c（H₃O⁺）?c（OH^-）=K_w，c（H₂O）=

1000g 18g/mol

1L

=55.6mol/L，根據 K₁=

c(H3O+)．c(OH-)

c(H2O)

進行計算；
②水中c（H₃O⁺）=c（OH^-），根據K₂=

c(H3O+)c(O2-)

c(OH-)

計算氧負離子的物質的量濃度，再根據水的體積與氧負離子個數之間的關系列比例式，從而得出正確結論．

解答： 解：（1）二者恰好反應生成NaA，溶液呈堿性，說明NaA是強堿弱酸鹽，酸根離子水解導致溶液呈堿性，水解離子方程式為A^-+H₂O?HA+OH^-，
A．根據電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-），故正確；
B．根據物料守恒得c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-），故正確；
C．根據電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-），根據物料守恒得c（Na⁺）=c（HA）+c（A^-），所以c（HA）+c（H⁺）=c（OH^-），故錯誤；
D．根據電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（A^-），故D錯誤；
故答案為：A^-+H₂O?HA+OH^-；CD；
（2）NaA溶液呈堿性，要使混合溶液呈中性，則HA應該稍微過量，二者體積相等，所以c＞0.2mol?L^-1，故答案為：＞；
（3）等物質的量濃度的NaA和HA溶液呈酸性，說明酸的電離程度大于酸根離子水解程度，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），根據電荷守恒得c（A^-）＞c（Na⁺），溶液中酸的電離較微弱，所以c（Na⁺）＞c（H⁺），則溶液中離子濃度大小順序是c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）①c（H₃O⁺）?c（OH^-）=K_w，c（H₂O）=

1000g 18g/mol

1L

=55.6mol/L，K₁=

c(H3O+)．c(OH-)

c(H2O)

=

10-14

55.6

=1.8×10^-16，故答案為：1.8×10^-16；
②水中c（H₃O⁺）=c（OH^-），K₂=

c(H3O+)c(O2-)

c(OH-)

，c（O^2-）=K₂?c（OH^-）/c（H₃O⁺）=K₂=10^-36，1L水中氧負離子的個數=6.02×10²³×10^-36=6.02×10^-13，設xL水中含有一個氧負離子，則1：6.02×10^-13=x：1，x=1.7×10¹²，
故答案為：1.7×10¹²L水中有一個氧負離子．

點評：本題考查了弱電解質的電離、離子濃度大小比較等知識點，根據混合溶液酸堿性確定酸的強弱、離子濃度大小，難點是（4）中根據1L水中氧負離子濃度確定水的體積與氧負離子個數之間的關系，難度中等．