题目内容

【题目】(I)下表是25℃时某些弱酸的电离平衡常数。

化学式

CH3COOH

HClO

H2CO3

H2C2O4

Ka

Ka=1.8×10-5

Ka=3.0×10-8

Ka1=4.1×10-7

Ka2=5.6×10-11

Ka1=5.9×10-2

Ka2=6.4×10-5

(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__。

(2)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是(填“>”、“<”或“=”):CH3COOK_____NaClO,两溶液中:[c(Na+)-c(ClO-)]_____[c(K+)-c(CH3COO-)]。

(3)碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式为__________。

(II)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):

(4)写出阳极的电极反应式_________。

(5)分析产品室可得到H3PO2的原因___________。

【答案】c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-) > = 2CO32-+Cl2+H2O═Cl-+ClO-+2HCO3- 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2

【解析】

(I)(1)二者恰好完全反应生成KHC2O4,混合溶液呈酸性,说明HC2O4-电离程度大于水解程度,但是其电离和水解程度都较小;

(2)酸的电离平衡常数越大,其对应的酸根离子水解程度越小,则pH相同的钠盐或钾盐,弱离子水解程度越大其盐溶液浓度越小;

两种溶液的pH相等,则两种溶液中c(H+)、c(OH-)分别相等,[c(Na+)-c(ClO-)]=c(OH-)-c(H+)、[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+);

(3)酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,由于酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,所以碳酸钠溶液中滴入少量氯水,二者反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3;

II.(4)在阳极上水失电子生成氧气和氢离子;

(5)阳极生成氧气和氢离子,氢离子通过阳离子交换膜进入产品室,阴极上生成氢气和氢氧根离子,原料室中阳离子通过交换膜进入阴极室,原料室中阴离子通过交换膜进入产品室。

I.(1)二者恰好完全反应生成KHC2O4,KHC2O4发生电离:KHC2O4=K++HC2O4-,混合溶液呈酸性,说明HC2O4-电离程度大于水解程度,但是其电离和水解程度都较小,水还电离出氢离子,所以c(H+)>c(C2O42-),溶液中氢氧根离子浓度很小,所以存在c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-),则溶液中存在c(K+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-);

(2)酸的电离平衡常数越大,其对应的酸根离子水解程度越小,则pH相同的NaClO和CH3COOK,弱离子水解程度越大其盐溶液浓度越小,电离平衡常数:CH3COOH>HClO,水解程度:NaClO>CH3COOK,所以溶液浓度:c(CH3COOK)>c(NaClO);

[c(Na+)-c(ClO-)]=c(OH-)-c(H+)、[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+),两种溶液的pH相等,则两种溶液中c(H+)、c(OH-)分别相等,则[c(Na+)-c(ClO-)]=[c(K+)-c(CH3COO-)]=c(OH-)-c(H+);

(3)酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,所以二者反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,二者反应的离子方程式为2CO32-+Cl2+H2O═Cl-+ClO-+2HCO3-;

II.(4)阳极上水失电子生成氧气和氢离子,所以阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+;

(5)在阳极H2O失去电子生成O2和H+,H+通过阳离子交换膜进入产品室,阴极上生成H2和OH-,原料室中阳离子通过交换膜进入阴极室,原料室中阴离子H2PO2-通过交换膜进入产品室,H+与H2PO2-反应产生H3PO2。

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