Question

20．弱酸溶液中存在電離平衡．室溫下，幾種弱酸的電離常數(shù)如下：
①醋酸  K_a=1.8×10^-5           ②草酸  K_a1=5.9×10^-2，K_a2=6.4×10^-5
③硼酸  K_a=5.8×10^-10            ④鄰-苯二甲酸  K_a1=1.1×10^-3，K_a2=3.9×10^-6
（1）25℃時(shí)，0.1 mol/L的上述四種酸溶液，pH由小到大的順序是②④①③（用序號(hào)表示）．
（2）25℃時(shí)，0.1 mol/L醋酸溶液的pH=2.9（ lg1.8=0.26）．已知：弱電解質(zhì)在溶液中達(dá)到電離平衡時(shí)，溶液中已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來(lái)電解質(zhì)總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)叫電離度．將0.1 mol/L醋酸溶液稀釋10倍，其電離度變?yōu)樵瓉?lái)的$\sqrt{10}$倍（用代數(shù)式表示）．
（3）Na₂C₂O₄第一步水解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$，室溫下，向0.01 mol/LNa₂C₂O₄溶液中滴加鹽酸至pH=1時(shí)，溶液中HC₂O₄^-與H₂C₂O₄物質(zhì)的量濃度之比為0.59．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)數(shù)值比較可知溶液酸性，得到溶液PH大��；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)計(jì)算溶液中氫離子濃度得到溶液PH；醋酸電離平衡狀態(tài)下溶液中已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來(lái)電解質(zhì)總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)叫電離度，溫度不變電離平衡常數(shù)不變，據(jù)此列式計(jì)算；
（3）Na₂C₂O₄第一步水解反應(yīng)，C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，水解平衡常數(shù)Kh=$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$，室溫下，向0.01 mol/LNa₂C₂O₄溶液中滴加鹽酸至pH=1時(shí)，溶液中HC₂O₄^-與H₂C₂O₄物質(zhì)的量濃度之比=$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Ka}{c（{H}^{+}）}$；

解答 解\；（1）平衡常數(shù)數(shù)值比較可知溶液酸性，得到溶液PH大小：②草酸＞④鄰-苯二甲酸＞①醋酸＞HC₂O₄^-＞鄰苯二甲酸氫根＞③硼酸，25℃時(shí)，0.1 mol/L的上述四種酸溶液，pH由小到大的順序是②④①③，
故答案為：②④①③；
（2）25℃時(shí)，0.1 mol/L醋酸溶液中電離出的氫離子濃度為x，
CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，
0.1mol/L          0            0
0.1-x               x           x
結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算得到，Ka=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{{x}^{2}}{0.1-x}$=1.8×10^-5，x=$\sqrt{1.8×1{0}^{-6}}$，溶液PH=-lg$\sqrt{1.8×1{0}^{-6}}$≈2.9，
將0.1 mol/L醋酸溶液稀釋10倍，電離度之比=$\frac{\frac{{c}_{1}（{H}^{+}）}{0.01}}{\frac{c（{H}^{+}）}{0.1}}$=$\frac{10{c}_{1}（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=10×$\frac{\sqrt{Ka×0.01}}{\sqrt{Ka×0.1}}$=$\sqrt{10}$，
故答案為：2.9；  $\sqrt{10}$；
（3）（3）Na₂C₂O₄第一步水解反應(yīng)，C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，水解平衡常數(shù)Kh=$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$，室溫下，向0.01 mol/LNa₂C₂O₄溶液中滴加鹽酸至pH=1時(shí)，溶液中HC₂O₄^-與H₂C₂O₄物質(zhì)的量濃度之比=$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Ka}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{5.9×1{0}^{-2}}{0.1}$=0.59，
故答案為：$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$；0.59．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)電離平衡、電離度計(jì)算、鹽類水解平衡常數(shù)計(jì)算等掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．