Question

17．已知在25℃時，醋酸、碳酸、次氯酸、氫硫酸和亞硫酸的電離平衡常數分別為
CH₃COOH：Ka=1.8×10^-5        
H₂CO₃：Ka₁=4.3×10^-7　
Ka₂=5.6×10^-11
HClO：Ka=3.0×10^-8             
H₂S：Ka₁=9.1×10^-8　Ka₂=1.1×10^-12
H₂SO₃：Ka₁=1.5×10^-2　Ka₂=1.0×10^-7
（1）寫出碳酸的第二級電離平衡常數表達式Ka₂=$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$．
（2）在25℃時，相同物質量濃度的上述四種酸溶液中，氫離子濃度最大的是H₂SO₃（填“醋酸”、“碳酸”、“次氯酸”、“氫硫酸”或“亞硫酸”，下同）；水電離的氫離子濃度最大的是HClO．
（3）在25℃時，飽和氫硫酸溶液的物質的量濃度約為0.1mol•L^-1，用廣泛pH試紙測定其pH值的操作方法是：把一小塊試紙放在玻璃片上，用干燥潔凈的玻璃棒沾取待測溶液，點在試紙上，對比標準比色卡，觀察顏色的變化，讀取pH值；若此時測得溶液的pH=4，則此時氫硫酸的電離度=0.1%；加水稀釋飽和氫硫酸溶液，下列數值增大的是BDE．
A．c（HS^-）             B．c（OH^-）          C．c（H⁺）•c（OH^-）
D．n（H⁺）•n（OH^-）        E．$\frac{c（H{S}^{-}）}{c（{H}_{2}S）}$
（4）下列離子方程式中正確的是AC．
A．少量CO₂通入次氯酸鈉溶液中：CO₂+H₂O+ClO^-═HCO${\;}_{3}^{-}$+HClO
B．少量SO₂通入次氯酸鈣溶液中：Ca²⁺+2ClO^-+SO₂+H₂O═CaSO₃↓+2HClO
C．過量SO₂通入碳酸鈉溶液中：2SO₂+H₂O+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂
D．過量CH₃COOH加入碳酸鈉溶液中：CH₃COOH+CO₃^2-═CH₃COO^-+HCO₃^-．

Answer 1

分析 （1）碳酸的第一、二級電離方程式為H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，電離平衡常數為生成物濃度冪之比與反應物濃度冪之積的比值；
（2）弱酸的電離平衡常數越大，其酸性越強，相同物質的量濃度時電離出來的氫離子濃度越大，水電離出來的氫離子濃度越小；
（3）用pH試紙測溶液pH時，把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有HF溶液的玻璃棒點在試紙的中部，試紙變色后與標準比色卡比較，確定溶液的pH；據氫硫酸以第一步電離為主，c（HS^-）=c（H⁺）=10^-4，依此計算0.1mol/L的氫硫酸的電離度；加水稀釋，促進氫硫酸電離平衡正向移動，n（H₂S）減小，氫離子物質的量增大，但濃度減小，據此分析；
（4）據弱酸的電離平衡常數判斷酸性強弱，根據強酸制弱酸判斷離子方程式正誤．

解答 解：（1）碳酸的第一、二級電離方程式為H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，電離平衡常數為生成物濃度冪之比與反應物濃度冪之積的比值，則K₂=$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$，
故答案為：$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$；
（2）上述5種酸中，H₂SO₃的電離平衡常數最大，其酸性最強，所以相同物質量濃度、相同體積的上述五種酸溶液中，氫離子濃度最大的為H₂SO₃，HClO的電離平衡常數最小，酸性最弱，酸電離出來的氫離子濃度最小，對水的電離抑制作用最小，水電離出來的氫離子濃度最大，
故答案為：H₂SO₃；HClO；
（3）用pH試紙測溶液pH時，把一小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有HF溶液的玻璃棒點在試紙的中部，試紙變色后與標準比色卡比較，確定溶液的pH；氫硫酸以第一步電離為主，c（HS^-）=c（H⁺）=10^-4，其電離度=$\frac{1{0}^{-4}}{0.1}$×100%=0.1%；
A．加水稀釋飽和氫硫酸溶液，促進電離，由于溶液的體積增大的快，所以c（HS^-）減小，故A錯誤；
B．加水稀釋飽和氫硫酸溶液，促進電離，由于溶液的體積增大的快，所以c（H⁺）減小，由于c（H⁺）×c（OH^-）不變，所以c（OH^-）增大，故B正確；
C．c（H⁺）•c（OH^-）只與溫度有關，故C錯誤；
D．加水稀釋飽和氫硫酸溶液，c（H⁺）•c（OH^-）不變，由于體積增大，所以n（H⁺）•n（OH^-）增大，故D正確
E．加水稀釋飽和氫硫酸溶液，促進電離，n（H₂S）減小，n（HS^-）增大，所以$\frac{c（H{S}^{-}）}{c（{H}_{2}S）}$增大，故E正確；
故答案為：把一小塊試紙放在玻璃片上，用干燥潔凈的玻璃棒沾取待測溶液，點在試紙上，對比標準比色卡，觀察顏色的變化，讀取pH值；0.1%；BDE；
（4）A、HClO的酸性比碳酸若比碳酸氫根離子強，所以少量CO₂通入次氯酸鈉溶液中：CO₂+H₂O+ClO^-═HCO₃^-+HClO是正確的，故A正確；
B．次氯酸具有強氧化性能夠氧化亞硫酸根離子，故B錯誤；
C．亞硫酸的酸性比碳酸強，所以過量SO₂通入碳酸鈉溶液中：2SO₂+H₂O+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂是正確的，故C正確；
D．醋酸的酸性比碳酸強，過量CH₃COOH加入碳酸鈉溶液中應生成二氧化碳和水，故D錯誤；
故答案為：AC．

點評 本題考查了弱電解質的電離、電離常數等，試題知識點較多、綜合性較強，難度中等，充分考查學生的分析能力及靈活應用能力，注意明確溶液酸堿性與溶液pH的關系及計算方法，注意明確電離平衡常數的應用方法．