Question

【題目】某二元酸(化學式用H2A表示)在水中的電離方程式是：

H2A===H＋＋HA－，HA－H＋＋A2－回答下列問題：

（1）Na2A溶液顯________(填“酸性”“中性”或“堿性”)，用離子方程式表示其原因________________。

（2）在0.1 mol·L－1的Na2A溶液中，下列微粒濃度關系式正確的是____________。

A．c(A2－)＋c(HA－)＋c(H2A)＝0.1 mol·L－1

B．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HA－)＋2c(H2A)

C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)

D．c(Na＋)>c(A2－)>c(HA－)>c(OH－)>c(H＋)

（3）常溫下，已知0.1 mol·L－1NaHA溶液的pH＝2，則0.1 mol·L－1H2A溶液中c(H＋)可能___________(填“>”、“<”或“＝”)0.11 mol·L－1；理由是_______________________。

（4）比較①0.1 mol·L－1 Na2A溶液 ②0.1 mol·L－1 Na2SO4溶液，兩種溶液中陰離子總濃度的大小①________②(填“>”、“<”或“＝”)。

（5）O3可由臭氧發生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為______________(填“A”或“B”)，其電極反應式為_______________________。

②若C處通入O2，則A極的電極反應式為______________。

③若C處不通入O2，D、E處分別收集到x L和y L氣體(標準狀況)，則E處收集的氣體中O3所占的體積分數為______________(忽略O3的分解)。

Answer 1

【答案】（1）堿性（1分）A2－＋H2OHA－＋OH－（2分）

（2）C（2分）

（3）<（1分）H2A一級電離出H＋，對HA－電離起抑制作用，而NaHA中不存在抑制作用（2分）

（4）>（2分）

（5）①A（1分）2H＋＋2e－===H2↑（1分）

②O2＋4H＋＋4e－===2H2O（1分）

③(x－2y)/y（2分）

【解析】

試題分析：

（1）由題目所給信息HA－H＋＋A2－，可知HA－具有弱酸性，Na2A能發生水解反應A2－＋H2OHA－＋OH－，其溶液呈堿性。

（2）由于H2A的第一步電離是完全的，故溶液中不存在H2A分子，A項、B項均不正確；根據電荷守恒C項正確；D項溶液中各離子濃度大小關系應為：c(Na＋)>c(A2－)>c(OH－)>c(HA－)>c(H＋)，D項錯誤。

（3）由題意可知0.1 mol·L－1NaHA溶液中，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，即0.1 mol·L－1的HA－電離產生的c(H＋)＝0.01 mol·L－1。0.1 mol·L－1 H2A電離產生的c(H＋)、c(HA－)均為0.1 mol·L－1，因產生的H＋抑制HA－的電離，使溶液中H＋的濃度小于0.11 mol·L－1。

（4）由于①Na2A溶液水解呈堿性：A2－＋H2OHA－＋OH－，1 mol A2－水解會生成2 mol陰離子HA－和OH－；②Na2SO4溶液不水解呈中性；故同樣濃度的①、②兩溶液，陰離子總濃度①>②。

（5）觀察電化學裝置圖知，特殊惰性電極B上產生了氧氣和臭氧，該極失去電子發生氧化反應作陽極，則特殊惰性電極A為陰極，得電子發生還原反應，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑；若從C處通入氧氣，氧氣將參與反應，陰極生成的將是水，電極反應為O2＋4H＋＋4e－=2H2O；設y L混合氣體中臭氧的體積分數為a，由電子守恒有2x＝y a×6＋y (1－a)×4，解得a＝(x－2y)/y。

①根據上述分析知，圖中陰極為A，其電極反應式為：2H＋＋2e－===H2↑。

②若C處通入O2，則A極的電極反應式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O。

③若C處不通入O2，D、E處分別收集到x L和y L氣體(標準狀況)，則E處收集的氣體中O3所占的體積分數為(x－2y)/y。