Question

17．与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数，叫做电离常数（用K表示）．下表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数：

酸	电离方程式	电离平衡常数K
CH3COOH	CH3COOH?CH3COO-+H+	1.76×10-5
HClO	CHl0?ClO-+H+	3.0×10-8
H2CO3	H2CO3?H++HCO3- HCO3-?H++CO32-	K1=4.4×10-7 K2=5.61×10-11
H3PO4	H3PO4?H++H2PO4- H2PO4-?H++HPO42- HPO42-?H++HPO43-	K1=7.1×10-3 K2=6.3×10-8 K3=4.2×10-13

回答下列问题：
（1）若把CH₃COOH、HClO、H₂CO₃、HCO₃^-、H₃PO₄、H₂PO₄^-、HPO₄^2-都看作是酸，则它们酸性最强的是H₃PO₄（填化学式，下同），最弱的是HPO₄^2-．
（2）向NaClO溶液中通入少量的二氧化碳，发生的离子方程式为CO₂+ClO^-+H₂O═HClO+HCO₃^-，1.2mol•L^-1的NaClO溶液pH=10.8（已知：lg2=0.3）．
（3）求出该温度下，0.10mol•L^-1的CH₃COOH溶液中的c（H⁺）=1.4×10^-3mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）同一温度下，酸的电离常数越大其酸性越强，根据酸的电离常数确定酸性强弱；
（2）碳酸的酸性强于次氯酸，应用强制弱书写化学反应方程式；NaClO溶液水解呈碱性，反应的离子方程式为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，依据次氯酸根离子水解平衡常数和离子积常数、次氯酸电离平衡常数计算，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HClO）}{c（Cl{O}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HClO）}{c（Cl{O}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$；
（3）依据常数溶液中电离平衡常数计算氢离子浓度；

解答 解：（1）同一温度下，酸的电离常数越大其酸性越强，根据酸的电离常数知，则它们酸性强弱顺序是：H₃PO₄＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞H₂PO₄^-＞HClO＞HCO₃^-＞HPO₄^2-，所以酸性最强的是H₃PO₄，最弱的是HPO₄^2-，故答案为：H₃PO₄； HPO₄^2-；
（2）因为酸性：H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，碳酸的酸性强于次氯酸，所以反应的离子方程式为：CO₂+ClO^-+H₂O═HClO+HCO₃^-；
1.2mol•L^-1的NaClO溶液中水解离子方程式为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HClO）}{c（Cl{O}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HClO）}{c（Cl{O}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$，c²（OH^-）=$\frac{Kw}{Ka}$×c（ClO^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{3.0×1{0}^{-8}}$×1.2mol/L，c（OH^-）=2×10^-3.5mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-3.5}}$=5×10^-11.5，pH=-lg5×10^-11.5=10.8，
 故答案为：10.8；
（3）该温度下，0.10mol•L^-1的CH₃COOH溶液中存在电离平衡，CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=1.76×10^-5，c²（H⁺）=0.10×1.76×10^-5 ，c（H⁺）≈1.4×10^-3 mol/L，
故答案为：1.4×10^-3；

点评 本题考查了弱电解质电离平衡、平衡常数计算、溶液PH计算等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．