Question

3．已知：常温下，（1）K_a1（H₂CO₃）=4.3×10^-7，K_a2（H₂CO₃）=5.6×10^-11；（2）H₂R及其钠盐的溶液中，H₂R、HR^-、R^2-分别在三者中所占的物质的量分数（α）随溶液pH变化关系如图所示，下列叙述错误的是（　　）

• A． 在pH=4.3的溶液中：3c（R^2-）=c（Na⁺）+c（H⁺）-c（OH^-）
• B． 等体积等浓度的NaOH溶液与H₂R溶液混合后，溶液中水的电离程度比纯水小
• C． 在pH=3的溶液中存在$\frac{c（{R}^{2-}）×c（{H}_{2}R）}{c（H{R}^{-}）}$=10^-3
• D． 向Na₂CO₃溶液中加入少量H₂R溶液，发生反应：CO₃^2-+H₂R=HCO₃^-+HR^-

Answer 1

分析 A．在pH=4.3的溶液中，c（R^2-）=c（HR^-），根据电荷守恒分析；
B．等体积等浓度的NaOH溶液与H₂R溶液混合，生成等物质的量NaHR和Na₂R，溶液中HR^-、R^2-浓度相同时，pH=4.3；
C．根据K_a1=$\frac{c（H{R}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}R）}$，K_a2=$\frac{c（{R}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（H{R}^{-}）}$计算；
D．根据电离常数比较酸性强弱，然后判断反应产物．

解答 解：A．在pH=4.3的溶液中，c（R^2-）=c（HR^-），溶液中电荷守恒为：2c（R^2-）+c（HR^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），所以3c（HR^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）-c（OH^-），故A正确；
B．等体积等浓度的NaOH溶液与H₂R溶液混合后，生成等物质的量NaHR和Na₂R，溶液中HR^-、R^2-浓度相同时，pH=4.3，溶液显酸性，对水的电离起到抑制作用，所以溶液中水的电离程度比纯水小，故B正确；
C．当溶液pH=1.3时，c（H₂R）=c（HR^-），则K_a1=$\frac{c（H{R}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}R）}$=10^-1.3，溶液的pH=4.3时，c（R^2-）=c（HR^-），则K_a2=$\frac{c（{R}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（H{R}^{-}）}$=10^-4.3，
$\frac{c（{R}^{2-}）c（{H}_{2}R）}{{c}^{2}（H{R}^{-}）}$=$\frac{K{a}_{2}}{K{a}_{1}}$=10^-3，故C正确；
D．由C选项分析可知，H₂R的电离常数K_a2大于H₂CO₃的K_a2，即酸性：HR^-＞HCO₃^-，所以向Na₂CO₃溶液中加入少量H₂R溶液，发生反应：2CO₃^2-+H₂R=2HCO₃^-+R^2-，故D错误．
故选D．

点评 本题考查了据图分析数据进行电离平衡常数的计算、电离程度与水解程度大小判断以及电荷守恒的应用，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．