题目内容

【题目】将1.00molL-1NaOH溶液滴入20.00mL1.00molL-1的一元酸HA溶液中,测得混合溶液的pH和温度随加入NaOH溶液体积变化曲线如图所示:

(1)计算室温时20.00mL1.00molL-1的一元酸HA的电离度α=________

(2)图中B点所示的溶液中所含各离子浓度由大到小的顺序是_________

(3)下列说法正确的是_______(填相应序号).

A.由图中可知NaOH和HA反应的H>0

B.图中C点所加NaOH溶液的体积V=20.00mL

C.图中C点时溶液的KW略大于1×10-14molL-1,溶液中c(H+)=1×10-7molL-1

D.图中D点后,溶液温度略下降的主要原因是生成的NaA水解吸热

(4)常温下在20mL0.1molL-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1molL-1HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示,回答下列问题:

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-_________(填“能”或“不能”)大量共存;

②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为_______,溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为______________;

③已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数即水解常数Kh=2×10-4molL-1,当溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1时,溶液的pH=____

【答案】0.1% c(A-)> c(Na+)> c(H+)>c(OH-) C 不能 HCO3-、H2CO3 c(Na+)> c(Cl-)> c(HCO3-)> c(H+)=c(OH-) 10

【解析】

(1)根据电离度的表达式及图象在20.00mL1.00molL-1的pH计算出其电离度;

(2)B点时溶质为HA和NaA的混合物,溶液的pH=4,溶液显示酸性,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,根据电荷守恒写出溶液中各离子浓度大小;

(3)A.酸碱中和反应为放热反应,焓变小于0;

B.根据图象可知,C点溶液的pH=7,加入氢氧化钠与HA等浓度等体积时生成强碱弱酸盐,溶液显示碱性,故V<20.00mL;

C.温度升高,水的离子积增大;溶液的pH=7,则氢离子浓度为1×10-7molL-1;

D.D点后,溶液温度略下降的主要原因是溶液中氢离子浓度减小,生成水的物质的量减小;

(4)①根据图2可知,pH=8时只有碳酸氢根离子,pH大于8时存在碳酸根离子和碳酸氢根离子离子,pH小于8时存在碳酸和碳酸氢根离子,在同一溶液中,H2CO3、、不能共存;

②pH=7时,溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸,存在的离子主要为:H2CO3、,溶液显示中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小关系;

③水解常数,当溶液中c():c()=2:1时,根据水解常数计算c(OH-),由根据水的离子积KW计算c(H+),根据pH=-lgc(H+)计算。

(1)根据图象可知,20.00mL1.00molL-1的pH=3,溶液中HA电离出的氢离子浓度为0.001mol/L,则HA的电离度为:α=×100%=0.1%;

(2)由图象可知,B点加入10mL等浓度的氢氧化钠溶液,反应后溶质为HA和NaA的混合物,溶液的pH=4,溶液显示酸性,则:c(H+)>c(OH-),说明HA的电离程度大于A-的水解程度,则c(A-)>c(Na+),所以溶液中离子浓度关系为:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);

(3)A.酸碱中和反应为放热反应,由图中可知NaOH和HA反应为放热反应,△H<0,故A错误;

B.根据图象可知,C点时溶液的pH=7,加入氢氧化钠与HA等浓度等体积时生成强碱弱酸盐,溶液显示碱性,故V<20.00mL,故B错误;

C.水的电离为吸热反应,温度升高,水的离子积增大,故C点时溶液的KW略大于1×10-14molL-1;溶液的pH=7时,则氢离子浓度为1×10-7molL-1,故C正确;

D.D点后,溶液中氢离子浓度逐渐减小,所以溶液温度略下降的主要原因是溶液中氢离子浓度减小,生成水的物质的量减小,放出的热量减小导致的,故D错误;

故答案为:C;

(4)①结合图象可知,在pH=8时只有碳酸氢根离子存在,当溶液的pH大于8时,存在的离子为:、,pH小于8时存在的离子为:H2C3、,所以在同一溶液中,H2CO3、、不能共存;

②根据图象可知,当pH=7时,溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸,溶液中含碳元素的主要微粒为、H2CO3;溶液为中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,c(Na+)=c(Cl-)+c(),所以溶液中各离子浓度关系为:c(Na+)>c(Cl-)>c()>c(H+)=c(OH-);

③水解反应的水解常数=2×10-4,当溶液中c():c()=2:1时,c(OH-)=10-4mol/L,由水的离子积KW可知,c(H+)=mol/L=10-10mol/L,所以pH=-lg10-10=10。

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