Question

3．已知：K_a为平衡常数，pKa=-lgKa，25℃时，H₂A的 pK_a1=1.85，pK_a2=7.19，用 0.1mol•L^-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol•L^-1H₂A溶液的滴定曲线如图所示（曲线上的数字为 pH）．下列说法不正确的是（　　）

• A． a 点所得溶液中；2n（H₂A）+n（A^2-）=0.002mol
• B． b 点所得溶液中：c（H₂A）+c（H⁺）=c（A^2-）+c（OH^-）
• C． c 点所得溶液中：c（Na⁺）＜3c（HA^-）
• D． d 点所得溶液中：c（Na⁺）＞c（A^2-）＞c（HA^-）

Answer 1

分析 A．K_a1=$\frac{c（H{A}^{-}）．c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}A）}$，a点溶液中c（H⁺）=10^-1.85，则该溶液中c（HA^-）=$\frac{{K}_{a1}×c（{H}_{2}A）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-1.85}×c（{H}_{2}A）}{1{0}^{-1.85}}$=c（H₂A），再结合物料守恒判断；
B.20mL时，二者恰好完全反应生成NaHA，溶液中存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒和物料守恒判断；
C．c点溶液中溶质为NaHA、Na₂A，溶液呈碱性，c（OH^-）＞c（H⁺），c（H⁺）=10^-7.19mol/L，K_a2=$\frac{c（{A}^{2-}）．c（{H}^{+}）}{c（H{A}^{-}）}$=10^-7.19，所以c（HA^-）=c（A^2-），结合溶液中电荷守恒判断；
D．加入氢氧化钠溶液40ml，NaOH溶液滴定20mL0.1mol•L^-1H_A溶液恰好反应生成Na₂A，d点溶液中主要是Na₂A和少量NaHA．

解答 解：A．K_a1=$\frac{c（H{A}^{-}）．c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}A）}$，a点溶液中c（H⁺）=10^-1.85，则该溶液中c（HA^-）=$\frac{{K}_{a1}×c（{H}_{2}A）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-1.85}×c（{H}_{2}A）}{1{0}^{-1.85}}$=c（H₂A），再结合物料守恒知，溶液中存在n（H₂A）+n（HA^-）+n（A^2-）=2n（H₂A）+n（A^2-）=0.1mol/L×0.02L=0.002mol，故A正确；
B.20mL时，二者恰好完全反应生成NaHA，溶液中存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HA^-）+c（OH^-）+2c（A^2-），物料守恒c（Na⁺）=c（HA^-）+c（A^2-）+c（H₂A），得到：c（H₂A）+c（H⁺）=c（A^2-）+c（OH^-），故B正确；
C．c点溶液中溶质为NaHA、Na₂A，溶液呈碱性，c（OH^-）＞c（H⁺），c（H⁺）=10^-7.19mol/L，K_a2=$\frac{c（{A}^{2-}）．c（{H}^{+}）}{c（H{A}^{-}）}$=10^-7.19，所以c（HA^-）=c（A^2-），溶液中电荷守恒为：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HA^-）+c（OH^-）+2c（A^2-），已知（HA^-）=c（A^2-），则c（Na⁺）+c（H⁺）=3c（HA^-）+c（OH^-），由于c（OH^-）＞c（H⁺），所以c（Na⁺）＞3c（HA^-），故C错误；
D．加入氢氧化钠溶液40ml，NaOH溶液滴定20mL0.1mol•L^-1H₂A溶液恰好反应生成Na₂A，d点溶液中主要是Na₂A和少量NaHA，溶液中离子浓度c（Na⁺）＞c（A^2-）＞c（HA^-），故D正确；
故选C．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断，为高频考点，侧重考查学生分析判断及计算能力，明确电离平衡常数概念及表达式、溶液中各点溶质成分及其性质是解本题关键，难点是电离平衡常数的灵活运用，题目难度中等．