Question

7．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．向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大．
（1）向该溶液中加入少量盐酸时，发生反应的离子方程式是A^-+H⁺?HA，向其中加入少量KOH溶液时，发生反应的离子方程式是HA+OH^-?H₂O+A^-；
（2）现将0.04mol•L^-1HA溶液和0.02mol•L^-1NaOH溶液等体积混合，得到缓冲溶液．
①若HA为HCN，该溶液显碱性，则溶液中c（Na⁺）＞c（CN^-）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出该结论的依据是因为c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），所以c（Na⁺）＞c（CN^-）
②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性．溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）缓冲溶液可以抗御少量酸碱对溶液pH的影响，Na₂HPO₄/Na₃PO₄的混合溶液可以将体系的pH稳定在11.3～13.3之间，是一种常用的缓冲溶液．下列有关该缓冲溶液的说法错误的是B
A．加入少量强碱，发生反应HPO₄^2-+OH^-=PO₄^3-+H₂O
B．加入少量强酸，发生反应HPO₄^2-+H⁺=H₂PO₄^-
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（H₂PO₄^-）+2c（HPO₄^2-）+3c（PO₄^3-）
D．$\frac{c（N{a}^{+}）}{2}$＞c（PO₄^3-）+c（HPO₄^2-）+c（H₂PO₄^-）+c（H₃PO₄）＞$\frac{c（N{a}^{+}）}{3}$
（4）一定浓度的NaHCO₃和Na₂CO₃的混合溶液也是一种缓冲溶液，写出在这种溶液中加入少量盐酸或NaOH时发生反应的离子方程式分别为CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，HCO₃^-+OH^-=H₂O+CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大，是由于加入酸时生成弱电解质，加入碱时生成正盐，溶液中氢离子或氢氧根离子浓度变化不大而起到缓冲作用；
（2）①从溶液电中性的角度比较离子浓度大小；
②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性，说明c（H⁺）＞c（OH^-），结合溶液电中性原则分析；
（3）A、加入碱，碱能和酸式酸根离子反应；
B、加入酸，磷酸根离子和氢离子反应生成磷酸一氢根离子；
C、根据电荷守恒判断正误；
D、根据物料守恒和极限的方法分析解答，只要Na₂HPO₄/Na₃PO₄的量一定，溶液中所有的含有P原子的微粒之和为一定值；
（4）“缓冲溶液”中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，加入强酸时氢离子与碳酸根离子反应，加入碱时与碳酸氢根离子反应；

解答 解：（1）含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大，是由于加入酸时发生：A^-+H⁺?HA，加入碱时发生：HA+OH^-?H₂O+A^-，溶液中氢离子或氢氧根离子浓度变化不大而起到缓冲作用，
故答案为：A^-+H⁺?HA；HA+OH^-?H₂O+A^-；
（2）①该溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），根据溶液电中性原则可知c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），
则c（Na⁺）＞c（CN^-），
故答案为：＞，因为c（Na⁺）+c（H⁺）=C（CN^-）+c（OH^-），溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），所以c（Na⁺）＞c（CN^-）；
②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性，说明c（H⁺）＞c（OH^-），根据溶液电中性原则可知c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），
故答案为：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）A、当加入少量碱时，溶液中氢氧根离子和HPO₄^2-发生中和反应生成PO₄^3-，故A正确；
B、当加入少量酸时，发生的反应为PO₄^3-+H⁺=HPO₄^2-，故B错误；
C、溶液呈电中性，即阴阳离子所带电荷总数相等，所以c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（H₂PO₄^-）+2c（HPO₄^2-）+3c（PO₄^3-），故C正确；
D、只要Na₂HPO₄/Na₃PO₄的量一定，溶液中所有的含有P原子的微粒之和为一定值，当溶质为Na₂HPO₄时，C（Na⁺）：[c（PO₄^3-）+c（HPO₄^2-）+c（H₂PO₄^-）+c（H₃PO₄）]=2；当溶质为Na₃PO₄，C（Na⁺）：[c（PO₄^3-）+c（HPO₄^2-）+c（H₂PO₄^-）+c（H₃PO₄）]=3，所以Na₂HPO₄/Na₃PO₄的混合溶液中$\frac{1}{2}$C（Na⁺）＞c（PO₄^3-）+c（HPO₄^2-）+c（H₂PO₄^-）+c（H₃PO₄）＞$\frac{1}{3}$c（Na⁺），故D正确．
故选B，
故答案为：B；
（4）“缓冲溶液”中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，加入强酸时氢离子与碳酸根离子反应，离子方程式为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，加入碱时与碳酸氢根离子反应，该离子反应为HCO₃^-+OH^-=H₂O+CO₃^2-，
故答案为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；HCO₃^-+OH^-=H₂O+CO₃^2-．

点评 本题考查离子浓度大小比较、缓冲溶液中离子浓度大小的比较、电荷守恒等知识点，题目难度中等，注意缓冲溶液的原理．难点是判断溶液中离子浓度大小的关系，会运用电荷守恒和物料守恒是解本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．