Question

常溫下，某水溶液M中存在的離子有：Na⁺、A^2-、HA^-、H⁺、OH^-，存在的分子有H₂O、H₂A。根據題意回答下列問題：

⑴寫出酸H₂A的電離方程式__________________________。

⑵若溶液M由10mL 2 mol·L^-1NaHA溶液與2mol·L^-1NaOH溶液等體積混合而得，則溶液M的pH ________7 （填“>”、“<”或“=”），溶液中離子濃度由大到小順序為                           。已知K_sp(BaA)= 1.8×10^-10，向該混合溶液中加入10mL 1 mol·L^-1  BaCl₂溶液，混合后溶液中的Ba²⁺濃度為___________ mol·L^－1。

⑶若溶液M由下列三種情況：①0.01mol·L^-1的H₂A溶液②0.01mol·L^-1的NaHA溶液③0.02mol·L^-1的HCl與0.04mol·L^-1的NaHA溶液等體積混合液，則三種情況的溶液中H₂A分子濃度最大的為_______     ；pH由大到小的順序為_________________                                  。

⑷若溶液M由pH=3的H₂A溶液V₁ mL與pH=11的NaOH溶液V₂ mL混合反應而得，混合溶液c(H⁺)/c(OH^-)=10⁴，V₁與V₂的大小關系為___________（填“大于、等于、小于”或“均有可能”）。

Answer 1

【答案】（14分）⑴H₂AH⁺ + HA^-   HA^-H⁺ + A^2-  ……（2分） （方程式寫錯扣兩分）               

⑵ ＞  ……（2分）   c(Na⁺)>c(A^2-)>c(OH^-)>c(HA^-)>c(H⁺)……（2分）  5.4×10^-10 ……（2分）

⑶③……（2分）  ②＞③＞① ……（2分）

⑷均有可能  ……（2分）

【解析】⑵當NaHA與NaOH等物質的量反應后生成Na₂A，共0.02mol，由于A^2-水解使得溶液顯堿性，可得溶液中離子濃度的大小順序為c(Na⁺)>c(A^2-)>c(OH^-)>c(HA^-)>c(H⁺)。

    由反應式Ba²⁺+A^2-=BaA↓可得：沉淀后A^2-過量0.01mol，溶液中c(A^2-)=1/3 mol·L^－1，根據BaA的K_sp可得c(Ba²⁺)=K_sp/c(A^2-)=5.4×10^-10 mol·L^－1。⑶3種溶液溶質分別是H₂A、NaHA、H₂A與NaHA的混合物，它們的濃度分別相等，由于HA^-的存在會抑制H₂A的電離，故c(H₂A)最大的③，最小的是②。由于H₂A的存在會抑制HA^-的水解，故pH最大的是②，最小的是①。⑷常溫下c(H⁺)·c(OH^-)=1×10^-14，結合題意c(H⁺)/c(OH^-)=10⁴，說明兩者反應后溶液呈酸性，但考慮到H₂A是二元弱酸且電離程度未知，故無法比較V₁與V₂的大小。

【考點】電解質溶液——電離與水解、溶解平衡