Question

3．H₂C₂O₄为二元弱酸．20℃时，向0.100mol•L^-1的H₂C₂O₄溶液中逐量加入NaOH固体（不考虑溶液体积变化），溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化如图所示．则下列指定溶液中微粒物质的量浓度的关系一定正确的是（　　）

• A． Na₂C₂O₄溶液中：2c（C₂O₄^2-）＞c（Na⁺）
• B． pH=5的溶液中：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-）
• C． c（HC₂O₄^-）=c（C₂O₄^2-）的溶液中：c（Na⁺）＞0.100mol•L^-1+c（HC₂O₄^-）
• D． c（Na⁺）=0.100mol•L^-1的溶液中：c（H⁺）-c（OH^-）=c（C₂O₄^2-）-c（H₂C₂O₄）

Answer 1

分析 20℃时，向0.100mol/L的H₂C₂O₄溶液中逐量加入NaOH固体（不考虑溶液体积变化），发生的反应为：H₂C₂O₄+OH^-═HC₂O₄^-+H₂O，HC₂O₄^-+OH^-═C₂O₄^2-+H₂O，图象反应的是平衡浓度的变化，结合溶液中的守恒思想，据此分析判断．

解答 解：20℃时，向0.100mol/L的H₂C₂O₄溶液中逐量加入NaOH固体（不考虑溶液体积变化），发生的反应为：H₂C₂O₄+OH^-═HC₂O₄^-+H₂O，HC₂O₄^-+OH^-═C₂O₄^2-+H₂O，图象反应的是平衡浓度的变化，
A．Na₂C₂O₄溶液中，Na₂C₂O₄水解使溶液显碱性，溶液中c（H⁺）＜c（OH^-），根据电荷守恒，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-），由于c（H⁺）＜c（OH^-），则c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-），因此2c（C₂O₄^2-）＜c（Na⁺），故A错误；
B．pH=5的溶液中，大量存在C₂O₄^2-，根据电荷守恒，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-），故B错误；
C．c（HC₂O₄^-）=c（C₂O₄^2-）的溶液，根据物料守恒，c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-）=0.1mol/L，若溶液pH为中性，根据电荷守恒可以得到：c（Na⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-），则c（Na⁺）=0.100mol/L+c（HC₂O₄^-），但此时溶液呈酸性，则c（Na⁺）＜0.100mol/L+c（HC₂O₄^-），故C错误；
D．c（Na⁺）=0.100mol/L的溶液中，表明此时溶液恰好存在NaHC₂O₄，根据质子守恒，c（H₂C₂O₄）+c（H⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（OH^-），即c（H⁺）-c（OH^-）=c（C₂O₄^2-）-c（H₂C₂O₄），故D正确．
故选D．

点评 本题考查酸碱滴定原理，结合图象分析，注意图象反应的是溶液中各组分平衡浓度的变化情况，牢牢把握溶液中的守恒思想是解题的关键，题目难度中等．