Question

19．（一）对于弱酸，在一定温度下达到电离平衡时，各微粒的浓度存在一种定量的关系．下表为几种弱酸在25℃时的电离平衡常数

酸	电离平衡常数K
CH3COOH	1.76×10-5
H2CO3	K1=4.31×10-7 K2=5.61×10-11
H3PO4	K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8  K3=2.20×10-13

回答下列问题：
（1）K只与温度有关，当温度升高时，K值增大（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（2）从电离的角度，HCO₃^-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-都可看作是酸，其中酸性最强的是H₂PO₄^-，最弱的是HPO₄^2-．
（3）对于同一种多元弱酸，有不止一个电离平衡常数，多个常数K₁、K₂、K₃、之间存在某种大小关系，此关系是K₁＞K₂＞K₃；以碳酸为例，用离子方程式和必要的文字说明产生此规律的原因多元弱酸分步电离，上一级电离产生的H⁺抑制下一级的电离，所以碳酸的二级电离常数小于一级电离常数：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-．
（4）电离平衡常数是用实验的方法测定出来的．现已经测得25℃时，c　mol/L CH₃COOH的电离转化率为α，则该温度下醋酸的电离平衡常数K=${\;}_{C{H}_{3}COOH}$$\frac{c{α}^{2}}{1-α}$．
（二）化合物SOCl₂是一种液态化合物，沸点77℃．在盛有10mL水的锥形瓶中，小心地滴加8～10滴SOCl₂，可观察到剧烈反应，液面上有白雾形成，并有带刺激性气味的气体逸出．该气体可使滴有品红试液的滤纸褪色．
（1）写出SOCl₂和水反应的化学方程式：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl．
（2）把AlCl₃溶液蒸干、灼烧，最后得到的主要固体产物是Al₂O₃；用SOCl₂与AlCl₃•6H₂O混合共热得到无水AlCl₃，原因是因为当与SOCl₂混合共热时，由于SOCl₂极易吸水，防止AlCl₃的水解，同时产生的HCl也可以抑制AlCl₃的水解．

Answer 1

分析 （一）（1）弱电解质的电离是吸热反应，升高温度促进弱电解质电离；
（2）酸的电离平衡常数越大，酸的电离程度越大，则酸的酸性越强；
（3）多元弱酸的分步电离，其电离程度依次减小；
（4）醋酸溶液中水电离出的氢离子浓度很小，对于醋酸电离出的氢离子来说水电离出的氢离子可以忽略，所以该溶液中c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=c αmol/L，溶液中c（CH₃COOH）=c（1-α）mol/L，
根据电离平衡常数公式计算其电离平衡常数；
（二）（1）SOCl₂和水混合，可观察到剧烈反应，液面上有白雾形成，说明有HCl生成，并有带刺激性气味的气体逸出，该气体可使滴有品红试液的滤纸褪色，说明还有二氧化硫生成，根据反应物和生成物书写方程式；
（2）氯化铝水解生成氢氧化铝和盐酸，升高温度促进氯化铝水解，蒸干溶液得到氢氧化铝，灼烧氢氧化铝得到氧化铝；HCl能抑制氯化铝水解．

解答 解：（1）弱电解质的电离是吸热反应，升高温度促进弱电解质电离，则生成物浓度增大反应物浓度减小，所以K值增大，故答案为：增大；
（2）电离平衡常数越大的酸性越强，越小的酸性越弱，根据表格知，酸性增强的是H₂PO₄^-，最弱的是 HPO₄^2-，故答案为：H₂PO₄^-；HPO₄^2-；
（3）多元弱酸分步电离，第一步电离程度最大，第二步、第三步依次减小，原因是上一级电离产生的H⁺对下一级电离有抑制作用，以碳酸为例，碳酸的二级电离常数小于一级电离常数：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-? H⁺+CO₃^2-，
故答案为：K₁＞K₂＞K₃；多元弱酸分步电离，上一级电离产生的H⁺抑制下一级的电离，所以碳酸的二级电离常数小于一级电离常数：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-；
（4）醋酸溶液中水电离出的氢离子浓度很小，对于醋酸电离出的氢离子来说水电离出的氢离子可以忽略，所以该溶液中c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=c αmol/L，溶液中c（CH₃COOH）=c（1-α）mol/L，
则电离平衡常数K=$\frac{（cα）^{2}}{c（1-α）}$=$\frac{c{α}^{2}}{1-α}$，故答案为：$\frac{c{α}^{2}}{1-α}$；
（二）（1）依据反应现象分析生成物为有刺激性气味的二氧化硫和氯化氢气体，反应的化学方程式为：SOCl₂+H₂O=2HCl↑+SO₂↑，故答案为：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl；
（2）蒸干AlCl₃溶液不能得到无水AlCl₃，因为蒸干AlCl₃溶液时，由于AlCl₃水解生成的HCl易挥发，而得到Al（OH）₃，继续灼烧会产生Al₂O₃，若使SOCl₂与AlCl₃•6H₂0混合并加热，可得到无水AlCl₃，SOCl₂与水反应生成的氯化氢会对氯化铝水解起到抑制作用；
故答案为：Al₂O₃；因为当与SOCl₂混合共热时，由于SOCl₂极易吸水，防止AlCl₃的水解，同时产生的HCl也可以抑制AlCl₃的水解．

点评 本题考查弱电解质的电离和盐类水解平衡，明确弱电解质电离平衡常数与酸的酸性强弱关系是解本题关键，难点是电离平衡常数有关计算，注意：电离平衡常数只与温度有关，与溶液酸碱性及浓度无关．