Question

15．如图1所示，常温下将30mL0.1mol•L^-1Ba（OH）₂溶液置于烧杯中，然后边搅拌边慢慢加入0.1mol/L第三周期某元素的含氧酸共25mL，同时记录电流计中电流强度I的变化情况，得到如图2所示的电流强度与加入酸的体积的关系图象．（lg2=0.3）

①此酸的化学式是H₃PO₄，请以化学方程式说明M₅点时溶液导电性变差的原因：M₅点时，3Ba（OH）₂+2H₃PO₄=Ba₃（PO₄）₂↓+6H₂O，自由移动的离子几乎可忽略，导致溶液导电性变得很差
②处于M₁点时，溶液的pH为13.3
③处于M₃点时，溶液中导电的阳离子主要是Ba²⁺
④若反应生成的难溶物Ksp=$\frac{4}{9}$a，则M₅时溶液中残留的c（Ba²⁺）$\root{5}{a}$．

Answer 1

分析 ①酸碱反应实质为H⁺+OH^-=H₂O，根据n（酸）×酸元数=n（碱）×2确定酸的元数，二者恰好反应时溶液导电性为0，该反应生成水的同时还生成难溶性物质，该酸为第三周期某元素的含氧酸，据此判断酸名称；
②处于M₁点时，溶液中c（OH^-）=0.1mol/L×2=0.2mol/L，溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$，pH=-lgc（H⁺）；
③处于M₃点时，溶液中溶质为氢氧化钡；
④若反应生成的难溶物Ksp=$\frac{4}{9}$a，则M₅时溶液中残留的c（Ba²⁺）=$\root{5}{{K}_{sp}}$．

解答 解：①酸碱反应实质为H⁺+OH^-=H₂O，n（酸）×酸元数=n（碱）×2确定酸的元数，则酸的元数=$\frac{0.1mol/L×0.03L×2}{0.1mol/L×0.02L}$=3，所以该酸是三元酸，该酸为第三周期某元素的含氧酸，则为H₃PO₄；
二者恰好反应时溶液导电性为0，该反应生成水的同时还生成难溶性物质，溶液中离子浓度最小，溶液导电性最小，
故答案为：H₃PO₄；M₅点时，3Ba（OH）₂+2H₃PO₄=Ba₃（PO₄）₂↓+6H₂O，自由移动的离子几乎可忽略，导致溶液导电性变得很差；
②处于M₁点时，溶液中c（OH^-）=0.1mol/L×2=0.2mol/L，溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{0.2}$=5×10^-14mol/L，pH=-lgc（H⁺）=-lg5×10^-14=13.3，
故答案为：13.3；
③处于M₃点时，溶液中溶质为氢氧化钡，则溶液中阳离子是Ba²⁺，故答案为：Ba²⁺；
④若反应生成的难溶物Ksp=$\frac{4}{9}$a，则M₅时溶液中残留的c（Ba²⁺）=$\root{5}{{K}_{sp}}$=$\root{5}{a}$，故答案为：$\root{5}{a}$．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断，为高频考点，正确判断酸及其性质是解本题关键，电解质溶液导电性与离子浓度成正比，题目难度不大．