Question

Ⅰ：將相同體積的A，B，C，D四種酸或堿（HA，HB，ROH，DOH）溶液室溫下加水稀釋．稀釋過程中溶液pH值與溶液體積的變化關系如圖所示．根據圖中曲線分析，填寫下列空白：
（1）稀釋前，這四種溶液濃度由大到小順序為

 

．
（2）稀釋前HA溶液中的C（H⁺）和DOH溶液中的C（OH^-）大小關系是

 

．
（3）取稀釋前的ROH溶液和HB溶液等體積混合，充分反應后，溶液中溶質離子濃度的大小關系是

 

．
Ⅱ：草酸（H₂C₂O₄）是二元弱酸，KHC₂O₄溶液呈酸性．向10mL 0.01mol?L^-1的H₂C₂O₄溶液滴加0.01mol?L^-1KOH溶液V（mL），回答下列問題．
①當V＜10mL時，反應的離子方程式為：

 

．
②當V=10mL時，溶液中HC₂O₄^-、C₂O₄^2-、H₂C₂O₄、H⁺的濃度從大到小的順序為：

 

．
③當V=amL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）；當V=bmL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）；則：a

 

 b （填“＜”，“=”或“＞”）．
④當V=20mL時，再滴入NaOH溶液，則溶液中n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值將：

 

（填“變大”，“變小”，“不變”）．

Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：Ⅰ：（1）溶液酸性或者堿性越強，稀釋到相同體積時溶液的pH變化越大，根據圖象曲線中pH的變化判斷電解質電離能力強弱，電離程度越小，則溶液濃度越大，然后該溶液中濃度大小；
（2）稀釋前溶液中氫離子、氫氧根離子濃度都是0.001mol/L；
（3）根據濃度c（HB）＞c（ROH）判斷溶液酸堿性，然后根據電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大小；
Ⅱ：①當V＜10mL時，草酸過量，H₂C₂O₄和KOH反應生成KHC₂O₄；
②當V=10mL時，草酸與氫氧化鉀恰好反應生成草酸氫鉀，根據草酸氫鉀溶液顯示酸性及電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大小；
③當V=amL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-），依據溶液中電荷守恒分析氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同判斷；當V=bmL時，溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄），根據溶液中物料守恒分析，溶質為KHC₂O₄；
④當V=20mL時，反應生成K₂C₂O₄，再滴入NaOH溶液，抑制鹽類的水解，n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值將減小．

解答： 解：Ⅰ：（1）根據圖象曲線變化可知，稀釋四種溶液過程中，溶液的pH變化大小為：c（HB）＜c（DOH）＜c（ROH）＜c（HA），則電解質的電離程度大小為：c（HB）＜c（DOH）＜c（ROH）＜c（HA），溶質的電離程度越大，則濃度越中離子濃度大小為：c（HB）＞c（DOH）＞c（ROH）＞c（HA），
故答案為：c（HB）＞c（DOH）＞c（ROH）＞c（HA）；
（2）根據圖象可知，稀釋前HA溶液的pH=3，則溶液中中的c（H⁺）=0.001mol/L，DOH溶液的pH=11，則溶液中c（OH^-）=0.003mol/L，所以稀釋前HA溶液中的（H⁺）和DOH溶液中的c（OH^-）x相等，
故答案為：相等；  
（3）由于稀釋前濃度：c（HB）＞c（ROH），等體積混合后HB過量溶液顯示酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），根據電荷守恒可知，c（B^-）＞c（R⁺），則溶液中各離子濃度大小為：c（B^-）＞c（R⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（B^-）＞c（R⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
Ⅱ：①當V＜10mL時，H₂C₂O₄和KOH反應生成KHC₂O₄，反應的離子方程式為：H₂C₂O₄+OH^-=HC₂O₄^-+H₂O，故答案為：H₂C₂O₄+OH^-=HC₂O₄^-+H₂O；  
 ②向10mL 0.01mol?L^-1的H₂C₂O₄溶液滴加0.01mol?L^-1KOH溶液，當V=10mL時，草酸與氫氧化鉀恰好反應生成草酸氫鉀，由于草酸氫鉀溶液顯示酸性，則HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，所以c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），由于氫離子來自水的電離和HC₂O₄^-的電離，則c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-），HC₂O₄^-的水解程度較小，則c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-），所以溶液中各離子濃度大小為c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），
故答案為：c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄）；
③c（Na⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-），根據電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（OH^-）可得，則c（H⁺）=c（OH^-），所以溶液呈中性，pH=7，草酸氫鉀溶液呈酸性，要使溶液呈中性，則氫氧化鈉應該稍微過量，所以V（NaOH）=a＞10mL；
溶液中離子濃度有如下關系：c（K⁺）=c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）根據溶液中物料守恒分析，溶質為KHC₂O₄，說明V（NaOH）=b=10mL，則a＞b，
故答案為：＞；
④當V=20mL時，反應生成K₂C₂O₄，再滴入NaOH溶液，抑制鹽類的水解，n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值將減小；因為溶液中存在如下平衡C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，當增大c（OH^-）時，平衡向逆方向移動，n（C₂O₄^2-）的值變大，而n（K⁺）的值不變，故n（K⁺）/n（C₂O₄^2-）的值變小，
故答案為：變小．

點評：本題考查了酸堿混合的定性判斷及溶液中離子濃度大小比較方法，題目難度中等，注意掌握酸堿中和反應中過量情況的判斷與計算方法，能夠根據電荷守恒、物料守恒、鹽的水解原理判斷溶液中離子濃度大小．