题目内容

【题目】含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。当向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。回答下列问题:

(1)将该溶液两等分,向其中加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式为______;另一份加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式为______。

(2)现将0.04molL-1HA溶液和0.02molL-1NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液。

①若HA为HCN,该缓冲溶液显碱性,则溶液中c(Na+)______c(CN-)。(填“<”“=”或“>”);

②若HA为CH3COOH,该缓冲溶液显酸性。则溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是______。

(3)缓冲溶液一般是由浓度较大的弱酸及其共轭碱所组成,其pH值的近似计算公式为:pH=pK酸+lg[c共轭碱/c酸]。人体血液中的H2CO3-HCO3-平衡起到缓冲作用。实测某人血液的pH=7.2,c()=2.3×10-2mol/L,且已知血液中的H2CO3的pKa1=6.2。则此人血液中的c(H2CO3)=______mol/L。

【答案】A-+H+=HA HA+OH-=H2O+A- > c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) 2.3×10-3

【解析】

(1)溶液中含有HA和NaA两种溶质,加入少量的盐酸,会发生强酸制弱酸,其离子方程式为H++A-=HA;加入KOH,会与溶液中的酸HA反应,其离子方程式为OH-+HA=H2O+A-;

(2)现将0.04molL-1HA溶液和0.02molL-1NaOH溶液等体积混合,酸碱发生中和反应,酸中和一半,得到了NaA和HA等物质的量浓度的混合溶液,两者浓度均为0.1mol·L-1;

①若HA是HCN,则溶液中的溶质为HCN和NaCN,HCN在溶液中会电离,电离方程式:HCNH++CN-;CN-在溶液中会水解,其水解方程式:CN-+H2OHCN+OH-;HCN电离使得溶液呈酸性,CN-水解使得溶液呈碱性,现溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度;则溶液中c(HCN)>c(CN-)。根据物料守恒,2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-),结合c(HCN)>c(CN-),可得2c(Na+)>2c(CN-),则c(Na+)>c(CN-);

②若HA是CH3COOH,则溶液中的溶质为CH3COONa和CH3COOH;CH3COOH在溶液中会电离,电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+;CH3COO-在溶液中会水解,水解方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;CH3COOH电离使得溶液呈酸性,CH3COO-水解使得溶液呈碱性,现溶液呈酸性,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,电离程度较大,使得溶液中的c(CH3COO-)>c(CH3COOH);根据物料守恒,2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),结合两式,可得c(CH3COO-)>c(Na+),由于弱电解质电离是微弱的,因此c(Na+)>c(H+);溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),则溶液中的离子浓度大小排序:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);

(3)缓冲溶液的pH值的近似计算公式为:pH=pK酸+lg[c共轭碱/c酸]。人体血液中的H2CO3-HCO3-平衡起到缓冲作用,H2CO3是酸,HCO3-为共轭碱;实测某人血液的pH=7.2,c(HCO3-)=2.3×10-2mol/L,且已知血液中的H2CO3的pKa1=6.2,带入数据可得,7.2=6.2+, 求得c(H2CO3)= 2.3×10-3mol·L-1。

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