Question

将1.00mol?L^-1 NaOH溶液滴入20.00mL 1.00mol?L^-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1所示．

（1）计算室温时20.00mL 1.00mol?L^-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K_W略大于1×10^-14mol?L^-1，溶液中c（H⁺）=1×10^-7mol?L^-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20mL 0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1 HCl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2所示．回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-

 

（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，CO₃^2-水解反应的平衡常数即水解常数K_h=2×10^-4mol?L^-1，当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，溶液的pH=

 

．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）根据电离度的表达式及图象在20.00mL 1.00mol?L^-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^-7mol?L^-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、HCO₃^-、CO₃^2-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、HCO₃^-，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K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

，当溶c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=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．

解答： 解：（1）根据图象可知，20.00mL 1.00mol?L^-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=

0.001mol/L

1.00mol/L

×100%=0.1%，
故答案为：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^-），
故答案为：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K_W略大于1×10^-14mol?L^-1；溶液的pH=7时，则氢离子浓度为1×10^-7mol?L^-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：HCO₃^-、CO₃^2-，pH小于8时存在的离子为：H₂CO₃、HCO₃^-，所以在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能共存，
故答案为：不能；
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HCO₃^-、H₂CO₃；溶液为中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒可知，c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-），所以溶液中各离子浓度关系为：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：HCO₃^-、H₂CO₃；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
③CO₃^2-水解反应的水解常数K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

=2×10^-4，当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，c（OH^-）=10^-4mol/L，由水的离子积Kw可知，c（H⁺）=

1×10-14

1×10-4

mol/L=10^-10mol/L，所以pH=-lg10^-10=10，
故答案为：10．

点评：本题考查离子浓度大小比较、溶液中电解质之间的反应与反应图象、盐类水解计算等，题目难度中等，综合考查学生分析问题、解决问题的能力，注重能力的考查．