Question

6．结合下表回答下列问题（均为25℃时的数据）

酸	电离平衡常数（Ka）	酸	电离平衡常数（Ka）
CH3COOH	1.7×10-5	H3BO3	5.8×10-10
H2CO3	Ka1=4.2×10-7  Ka2=5.6×10-11	HNO2	7.1×10-4
		HCN	6.2×10-10

（1）上述五种酸中，酸性最强的是HNO₂ （填化学式）．HCO₃^-的电离平衡常数表达式K=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$．
（2）已知硼酸（H₃BO₃）与足量NaOH溶液发生酸碱中和反应的离子方程式为：
H₃BO₃+OH^-=B（OH）₄^-，则硼酸为一元酸，硼酸的电离方程式为H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺．
（3）常温下，0.01mol•L^-1的HNO₂ 溶液加水稀释的过程中，下列各项数据增大的是④⑤（填代号）．
①c（H⁺ ）            ②c（NO₂^- ）/c（H⁺）    ③Ka（HNO₂）
     ④c（H⁺ ）/c（HNO₂）    ⑤c（OH ^-）    ⑥$\frac{c（{NO}_{2}^{-}）}{c（H{NO}_{2}）•c{（OH}^{-}）}$
（4）如图描述的是醋酸与HNO₂ 在水中的电离度与浓度关系，其中反应醋酸的是曲线乙 （填“甲”或“乙”，已知：电离度=已电离的溶质分子数/原有溶质分子总数）．
（5）根据表中提供的数据可知，在溶液中能大量共存的微粒组是d （填代号）．
a．H₂CO₃、HCO₃^-、CH₃COO^-、CN^-    b．HCO₃^-、CH₃COOH、CN^-、CO₃^2-
c．HCN、HCO₃^-、CN^-、CO₃^2-d．HCN、HCO₃^-、CH₃COO^-、CN^-
（6）设计一个现象明显、操作简便的实验方案证明HNO₂酸性强于碳酸（不用叙述仪器和具体操作）．

Answer 1

分析 （1）电离常数越大，酸的酸性越强；根据HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺结合电离常数的含义书写；
（2）根据酸与碱反应时氢离子与氢氧根离子之间的关系判断；
（3）0.01mol•L^-1的HNO₂溶液加水稀释，促进HNO₂的电离，电离常数不变；
（4）酸的电离常数越大，相同浓度时电离程度越大；
（5）根据表中电离平衡常数可知，酸性大小为：HNO₂＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，
a．碳酸的酸性大于HCN，H₂CO₃与CN^-能反应生成HCN；
b．CH₃COOH的酸性大于碳酸，CH₃COOH与CO₃^2-、HCO₃^-能反应；
c．HCN的酸性大于HCO₃^-，HCN与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子；
d．四种粒子之间不发生反应，可以共存；
（6）HNO₂与碳酸盐反应生成二氧化碳气体，即可证明HNO₂酸性强于碳酸．

解答 解：（1）电离常数越大，酸的酸性越强，表中电离常数最大的是HNO₂；已知HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，则HCO₃^-的电离平衡常数表达式K=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$；
故答案为：HNO₂；$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$；
（2）已知硼酸（H₃BO₃）与足量NaOH溶液发生酸碱中和反应的离子方程式为：H₃BO₃+OH^-=B（OH）₄^-，则H₃BO₃为一元酸，其电离方程式为：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
故答案为：一；H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
（3）①加水稀释，促进HNO₂的电离，由于溶液体积增大的程度大于氢离子物质的量的增大程度，所以c（H⁺）减小，故错误；
②加水稀释，促进HNO₂的电离，NO₂^- 的物质的量增大，H⁺的物质的量增大，但是水也电离出氢离子，所以 c（NO₂^- ）/c（H⁺） 减小，故错误；
③Ka（HNO₂）只与温度有关，温度不变，Ka（HNO₂）不变，故错误；
④加水稀释，促进HNO₂的电离，H⁺的物质的量增大，HNO₂的物质的量减少，所以c（H⁺ ）/c（HNO₂）增大，故正确；
⑤加水稀释，促进HNO₂的电离，由于溶液体积增大的程度大于氢离子物质的量的增大程度，所以c（H⁺）减小，则c（OH ^-）增大，故正确；
⑥$\frac{c（{NO}_{2}^{-}）}{c（H{NO}_{2}）•c{（OH}^{-}）}$=$\frac{Ka}{Kw}$，由于Ka、Kw只与温度有关，所以$\frac{c（{NO}_{2}^{-}）}{c（H{NO}_{2}）•c{（OH}^{-}）}$不变，故错误；
故答案为：④⑤；
（4）酸的电离常数越大，相同浓度时电离程度越大，所以HNO₂的电离常数大，则相同浓度时HNO₂的电离度大，即甲为HNO₂，乙为醋酸；
故答案为：乙；
（5）根据表中电离平衡常数可知，酸性大小为：HNO₂＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，
a．碳酸的酸性大于HCN，H₂CO₃与CN^-能反应生成HCN，所以H₂CO₃与CN^-不能共存，故a错误；
b．CH₃COOH的酸性大于碳酸，CH₃COOH与CO₃^2-、HCO₃^-能反应，所以CH₃COOH与CO₃^2-、HCO₃^-不能大量共存，故b错误；
c．HCN的酸性大于HCO₃^-，HCN与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子，所以不能大量共存，故c错误；
d．四种粒子之间不发生反应，可以共存，故d正确；
故答案为：d；
（6）酸性强的酸与酸性弱的酸的盐反应可以生成酸性弱的酸，用HNO₂溶液与碳酸氢钠（或其它碳酸盐）反应，有无色气体产生，从而证明HNO₂酸性强于碳酸；
答：用HNO₂溶液与碳酸氢钠（或其它碳酸盐）反应，有无色气体产生，从而证明HNO₂酸性强于碳酸．

点评 本题考查了弱电解质的电离、电离常数的应用、粒子共存的判断等，题目难度中等，根据表中数据正确判断酸性强弱为解答关键，注意明确酸性强弱与电离平衡常数的关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力．