Question

18．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．
（1）其中用CO₂和H₂合成CH₃OH是科学家的研究方向之一，CO₂还可继续转化成乙二酸等有机物：CO₂+H₂→CH₃OH→…→HOOC-COOH，已知25℃时，H₂CO₃和H₂C₂O4的pKa（电离平衡常数的负对数，即pKa=-lgKa）数据如图1：

①比较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），则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线如图2所示，已知CaC₂O₄的溶度积（25℃）为2.4×10^-9，下列说法中不正确的是BC（填序号）
A．x的数值为2×10^-5
B．a点时有CaC₂O₄生成
C．加入蒸馏水可使溶液由d点变成a点
D．加入适量0.1mol•L^-1Na₂C₂O₄溶液可使溶液由b点变成d点．

Answer 1

分析 （1）①根据pKa为电离平衡常数的负对数，即pKa=-lgKa，则pKa越小，电离平衡常数Ka越大；
②0.1mol•L^-1KHC₂O₄溶液中存在：c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），说明HC₂O₄^-的电离程度大于其水解程度；
（2）CaC₂O₄在水中的沉淀溶解平衡为CaC₂O₄（s）?Ca²⁺（aq）+C₂O₄^2-（aq），图象中位于曲线上的b、d点为饱和溶液，处于溶解平衡状态，a点处离子浓度小于饱和溶液浓度为不饱和溶液，c点为过饱和溶液，以此解答该题．

解答 解：（1）①由pKa数据可知，4.19＜6.37，由pKa=-lgKa，则pKa越小，电离平衡常数Ka越大，则H₂CO₃的Ka₁小于H₂C₂O₄的Ka₂，故答案为：小于；
②0.1mol•L^-1KHC₂O₄溶液中存在：c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），说明HC₂O₄^-的电离程度大于其水解程度，溶液显酸性，c（H⁺） 大于c（OH^-），故答案为：大于；
（2）A．在d点c（C₂O₄^2-）=1.2×10^-4 mol•L^-1，因室温时，CaC₂O₄的溶度积K_sp=2.4×10^-9，所以c（Ca²⁺）=2×10^-5 mol•L^-1，故x的数值为2×10^-5，故A正确；
B．a点处离子浓度小于饱和溶液浓度为不饱和溶液，没有沉淀生成，故B错误；
C．d点为饱和溶液，加入蒸馏水后如仍为饱和溶液，则c（Ca²⁺）、c（C₂O₄^2-）都不变，如为不饱和溶液，则二者浓度都减小，故不可能使溶液由d点变成a点，故C错误；
D．加入适量0.1mol•L^-1Na₂C₂O₄溶液，草酸根离子浓度增大，钙离子浓度减小，可使溶液由b点变成d点，故D正确，
故答案为：BC．

点评 本题考查pH的计算、难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化等问题，明确pKa的含义是解本题关键，侧重于学生对数据的分析能力的考查，注意分析图象中曲线的变化特点，把握溶度积常数的意义，题目难度不大．