Question

6．（1）常溫下，已知0.1mol•L^-1一元酸HA溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8．
①常溫下，0.1mol•L^-1 HA溶液的pH=3；寫出該酸（HA）與NaOH溶液反應的離子方程式：HA+OH^-═A^-+H₂O；
②pH=3的HA與pH=11的NaOH溶液等體積混合后，溶液中4種離子物質的量濃度大小關系是：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
③0.2mol•L^-1HA溶液與0.1mol•L^-1NaOH溶液等體積混合后所得溶液中：
c（H⁺）+c（HA）-c（OH^-）=0.05mol•L^-1．（溶液體積變化忽略不計）
（2）為實現以下各步的轉化，請在括號內填入適當試劑的化學式

Answer 1

分析 （1）①0.1mol•L^-1一元酸HA溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8，則c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，依據pH=-lgc（H⁺）計算該溶液的pH；根據計算判斷HA為弱電解質，然后寫出其與氫氧化鈉溶液的反應的離子方程式；
②根據酸和堿的物質的量的相對大小確定溶液中的溶質，從而確定溶液的酸堿性，結合電離平衡、水解平衡、電荷守恒等確定溶液中各種離子濃度的相對大小；
③根據電荷守恒與物料守恒進行計算．
（2）根據官能團的性質以及變化判斷反應條件，-COOH具有酸性，可與NaHCO₃反應生成-COONa，注意酚羥基不與NaHCO₃反應，-COONa與HCl或H₂SO₄等強酸反應又可生成-COOH，酚羥基與NaOH或Na₂CO₃ 反應生成酚羥基鈉，醇羥基與金屬鈉反應，以此判斷．

解答 解：（1）①0.1mol•L^-1一元酸HA溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8，根據水的離子積可得：c（OH^-）=10^-11mol/L、c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，該溶液的pH=-lgc（H⁺）=3；說明HA在溶液中只能部分電離出氫離子，則HA為弱酸，該酸（HA）與NaOH溶液反應的離子方程式為：HA+OH^-=A^-+H₂O，
故答案為：3；HA+OH^-=A^-+H₂O；
②常溫下pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=10^-3mol•L^-1，HA是弱酸，酸的濃度遠遠大于氫離子濃度，溶液中的溶質是酸和鹽，溶液呈酸性，所以溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，酸根離子濃度大于鈉離子濃度，溶液中4種離子物質的量濃度大小關系為：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②0.2mol•L^-1HA溶液與0.1mol•L^-1NaOH溶液等體積混合后所得溶液中，由電荷守恒可得：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），由物料守恒可得：2c（Na⁺）=c（A^-）+c（HA），二者結合可得：c（H⁺）+c（HA）-c（OH^-）=c（Na⁺）=$\frac{1}{2}$×0.1mol/L=0.05mol/L，
故答案為：0.05．
（2）根據官能團的性質以及變化判斷反應條件，-COOH具有酸性，可與NaHCO₃反應生成-COONa，注意酚羥基不與NaHCO₃反應，-COONa與HCl或H₂SO₄等強酸反應又可生成-COOH，酚羥基與NaOH或Na₂CO₃ 反應生成酚羥基鈉，酚羥基鈉可與CO₂反應生成酚羥基，醇羥基與金屬鈉反應，所以加入的化學試劑為：①NaHCO₃；②H₂SO₄或HCl；③NaOH或Na₂CO₃；④CO₂；⑤CNa，
故答案為：①NaHCO₃；②H₂SO₄或HCl；③NaOH或Na₂CO₃；④CO₂；⑤CNa．

點評 本題考查了酸堿混合后溶液定性判斷及溶液pH的計算、有機物的結構與性質，題目難度中等，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關系，能夠根據電荷守恒、物料守恒、鹽的水解原理正確判斷溶液中各離子濃度大小．