Question

二元酸H₂A的电离反应如下：
H₂A?HA^-+H⁺  K₁=4.50×10^-7     HA^-?A^2-+H⁺  K₂=4.70×10^-11
用0.300mol?L^-1 HCl滴定含有Na₂A和NaHA的一份20.00mL的溶液，滴定进程用玻璃电极pH计跟踪，滴定曲线上的三个点对应的数据如下：

加入的HCl/mL

1.00

10.00

28.00

pH

10.33

8.34

6.35

（1）加入1.00mL HCl时首先与HCl反应的溶质是

 

，产物是

 

．
（2）（1）中生成的产物有

 

mol．
（3）写出（1）中生成的产物与溶剂反应的主要平衡式：

 

．
（4）当pH=8.34时反应混合物有两种溶质，而pH=6.35时反应混合物只有一种含钠化合物溶质，试计算起始溶液中存在的Na₂A和NaHA的物质的量浓度？（忽略溶质的水解与电离，写出计算过程）

 

．

Answer 1

分析：（1）二元酸H₂A为弱酸，Na₂A先与HCl反应生成NaHA；
（2）根据反应方程式计算；
（3）（1）中生成的产物与溶剂反应为水解反应；
（4）当pH=8.34时反应混合物有两种溶质，则溶液中有NaCl和NaHA，pH=6.35时反应混合物只有一种含钠化合物溶质，则溶质为NaCl和H₂A，根据方程式计算．

解答：解：（1）二元酸H₂A为弱酸，Na₂A先与HCl反应生成NaHA，所以加入1.00mL HCl时首先与HCl反应的溶质是A^2-，产物是HA^-；
故答案为：A^2-；HA^-；
（2）已知加入1.00mL 0.300mol?L^-1 HCl，则n（HCl）=0.30×10^-3mol，Na₂A先与HCl反应生成NaHA，反应的方程式为Na₂A+HCl=NaCl+NaHA，所以生成的n（NaHA）=0.30×10^-3mol；
故答案为：0.30×10^-3mol；
（3）（1）中生成的产物与溶剂反应为水解反应，则HA^-的水解方程式为HA^-+H₂O?H₂A+OH^-；故答案为：HA^-+H₂O?H₂A+OH^-；
（4）当pH=8.34时反应混合物有两种溶质，则溶液中有NaCl和NaHA，
反应为：A^2-+H⁺=HA^-
         1 mol           1 mol        
   n（Na₂A） mol     0.3000 mol?L^-1×10.00×10^-3 L      
则 n（Na₂A）=0.3000 mol?L^-1×10.00×10^-3 L
所以c（Na₂A）=

0.3000 mol?L-1×10.00×10-3 L

20.00×10-3L

=0.15 0mol?L^-1，
pH=6.35时反应混合物只有一种含钠化合物溶质，则溶液中有NaCl和H₂A，溶液中先发生A^2-+H⁺=HA^-
再发生：HA^-+H⁺=H₂A
           1 mol        1 mol        
     n（NaHA） mol      0.3000 mol?L^-1×（28.00-10.00）×10^-3 L  
则 n（NaHA）=0.3000 mol?L^-1×18.00×10^-3 L=5.40×10^-3mol，已知发生A^2-+H⁺=HA^-时生成的n（NaHA）=n（Na₂A）=0.3000 mol?L^-1×10.00×10^-3 L=3.00×10^-3mol，所以原溶液中NaHA为5.4×10^-3mol-3.00×10^-3mol=2.40×10^-3mol，所以c（NaHA）=0.120mol?L^-1．
故答案为：0.15 0mol?L^-1；0.120mol?L^-1．

点评：本题考查了二元弱酸的酸式盐和正盐与HCl反应的定量计算，注意根据表格中的数据和题目中的信息解答，考查了学生分析和处理数据的能力，题目难度较大．