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第30讲电离平衡

1.[2022·黑龙江实验中学期中]若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lgc(H+)c(OH-)。室温下实验室中用0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定20mL0.01mol·L-1醋酸溶液

A.室温下,醋酸的电离平衡常数约为10-5

B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20mL

C.若B点为40mLNaOH溶液,所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

D.若B点为40mLNaOH溶液,从A到B,水的电离程度逐渐变大

[解析]根据图像可知:在室温下,没有滴加氢氧化钠时,醋酸溶液的AG=lgc(H+)c(OH-)=7,即c(H+)c(OH-)=107,而水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)=10-14,两式联立可知:c(H+)=10-3.5mol·L-1,而在醋酸溶液中,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.5mol·L-1,因此醋酸的电离平衡常数Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)≈10-3.5×10-3.50.01=10-5,A正确;A点的AG=lgc(H+)c(OH-)=0,即c(H+)c(OH-)=1,则c(H+)=c(OH-),此时溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液20mL时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,醋酸钠是强碱弱酸盐,CH3COO-水解使溶液显碱性,说明A点时加入氢氧化钠溶液的体积小于20mL,B错误;当B点加入NaOH溶液40

2.25℃时,用浓度为0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.1000mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ溶液,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是 (D)

A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZHYHX

B.根据滴定曲线,可得Ka(HY)=10-6

C.相同温度下,电离常数的关系:K(HX)K(HY)

D.pH=7时,三种溶液中c(Z-)c(Y-)c(X-)

[解析]由图像知酸性:HZHYHX,HZ为强酸,相同条件下,同浓度的三种酸溶液导电能力:HZHYHX,相同温度下,电离常数:Ka(HY)Ka(HX),A、C错误;从滴定曲线知Ka(HY)=c(H+)·c(Y-)c(HY)=10-3×10-30.1000-10-3≈10-5,B错误;中和至

3.磷能形成次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)等多种含氧酸。

(1)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,已知10mL1mol·L-1H3PO2与20mL1mol·L-1NaOH溶液充分反应后生成组成为NaH2PO2的盐,回答下列问题:

①NaH2PO2属于正盐(填“正盐”“酸式盐”或“无法确定”)。?

②若25℃时,Ka(H3PO2)=1×10-2,则0.02mol·L-1的H3PO2溶液的pH=2。?

③设计两种实验方案,证明次磷酸是弱酸:测NaH2PO2溶液的pH,若pH7,则证明次磷酸为弱酸;向等物质的量浓度的盐酸和次磷酸溶液中各滴入2滴石蕊溶液,若次磷酸溶液中红色浅一些,则说明次磷酸为弱酸(答案合理即可)。?

(2)亚磷酸(H3PO3)是二元中强酸,某温度下,0.11mol·L-1的H3PO3溶液的pH为2,该温度下H3PO3的电离平衡常数Ka1约为1×10-3(Ka2=2×10-7,H3PO3的二级电离和水的电离忽略不计)。?

(3)亚磷酸的结构式为(式中P→O表示成键电子对全部由磷原子提供),含有两个“—OH”,分子中有两个可电离的氢原子,因而是二元酸,由此类推次磷酸分子中含有1个“—OH”。?

(4)向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液:

①当恰好中和生成Na2HPO3时,所得溶液的pH(填“”“”或“=”,下同)7。?

②当溶液呈中性时,所得溶液中c(Na+)=c(H2PO3-)+2c(HPO3

③若用甲基橙作指示剂,用NaOH溶液滴定,达到滴定终点时,所得溶液中c(Na+)c(H2PO3-)+2c(HPO3

[解析](1)①NaOH过量,只生成NaH2PO2,说明次磷酸中只有一个可电离的氢原子,因而NaH2PO2是正盐。

②设溶液中的H+浓度为xmol·L-1。

H3PO2H++H2PO2

初始/(mol·L-1)0.0200

平衡/(mol·L-1)0.02-xxx

Ka(H3PO2)=x20.02-x=1×10-2,解得x=0.01

③可从NaH2PO2溶液存在水解平衡以及H3PO2存在电离平衡等角度设计实验。

(2)忽略H3PO3的二级电离和水的电离,则c(H2PO3-)≈c(H+)=1×10-2mol·L-