Question

如图1所示：将30ml 0.1mol?L^-1Ba（OH）₂溶液置于烧杯中，然后慢慢加入0.1mol?L^-1某第三周期元素形成的某酸溶液共25mL，加入酸溶液的体积V与电流强度I的I-V图如图2所示．
（1）此酸的化学式为

H₃PO₄

；                                      
（2）处于C点时溶液中导电的阳离子主要是

Ba²⁺

；
（3）处于F点时，溶液中导电的阴离子主要是

H₂PO₄^-

；
（4）烧杯中刚加入酸时，观察到的现象是

有白色沉淀生成

；
（5）从A→E电流强度I变小的主要原因是

生成难溶的Ba₃（PO₄）₂和难电离的水，使溶液中的离子浓度降低

．

Answer 1

分析：（1）n（Ba（OH）₂）=0.03L×0.1mol/L=0.003mol，n（酸）=0.1moL/L×0.02L=0.002mol，则可判断应为三元酸，即磷酸；
（2）在C点（加入磷酸的体积为10mL）时，烧杯中的Ba（OH）₂还没有被完全中和；
（3）F时磷酸过量，溶液中存在的阴离子是H₂PO₄^-；
（4）烧杯中刚加入酸时，¹Ba（OH）₂过量，生成沉淀；
（5）生成难溶于水的Ba₃（PO₄）₂和难电离的水，离子浓度降低．

解答：解：（1）在第3周期元素中，能形成的酸可能是硅酸（H₂SiO₃，不溶于水）、磷酸（H₃PO₄，中强酸）、硫酸（H₂SO₄，二元强酸）、高氯酸（HClO₄）、氯酸（HClO₃）、次氯酸（HClO）、盐酸（HCl）．根据已知条件“由第3周期某元素形成的某酸溶液”，可知该酸肯定不是硅酸（因为不溶于水）．究竟是磷酸、硫酸，还是高氯酸等一元酸，这需要更进一步地分析．题中给出了酸、碱的浓度和体积，当两者恰好完全中和时，对应酸的体积与图2中E点的横坐标数值相符即可．对于硫酸来说，其中和反应的关系式是H₂SO₄～Ba（OH）₂，恰好完全中和时，对应加入的硫酸的体积应为30mL，与图2中E点的横坐标值20不符，说明该酸不是硫酸．同理，可以推理得出该酸不是高氯酸等一元酸，只能是磷酸．具体的验证过程：发生中和反应的关系式为2H₃PO₄～3Ba（OH）₂，得出需要磷酸的体积为20mL，与图2中E点的横坐标相符，所以，该酸是H₃PO₄，故答案为：H₃PO₄；
（2）在C点（加入磷酸的体积为10mL）时，烧杯中的Ba（OH）₂还没有被完全中和，溶液中导电的阳离子主要是Ba²⁺，故答案为：Ba²⁺；
（3）F时磷酸过量，磷酸电离生成H₂PO₄^-，故答案为：H₂PO₄^-；
（4）在烧杯中刚加入磷酸时，发生的反应的化学方程式为2H₃PO₄+3Ba（OH）₂=Ba₃（PO₄）₂↓+6H₂O，可以观察到的现象是溶液中产生白色沉淀，故答案为：有白色沉淀生成；
（5）图2中，从A→E电流强度I变小的主要原因是由于中和反应的发生，生成难溶于水的Ba₃（PO₄）₂和难电离的水，使溶液中自由移动的离子浓度下降，
故答案为：生成难溶的Ba₃（PO₄）₂和难电离的水，使溶液中的离子浓度降低．

点评：本题考查电解原理，题目侧重于酸碱混合的计算和判断，题目难度中等，注意把握参加反应的物质的量的关系，为解答该题的关键．