Question

5．常溫下，將0.05mol•L^-1的鹽酸溶液和未知濃度的氫氧化鈉溶液以1：2的體積比混合，可得到混合液的pH為12，用上述氫氧化鈉溶液滴定pH為3的某一元弱酸（HA）20mL，達到終點時消耗氫氧化鈉溶液12.5mL．試求：
（1）氫氧化鈉溶液的物質的量濃度；
（2）此一元弱酸（HA）的物質的量濃度；
（3）此溫度下一元弱酸（HA）的K_a．

Answer 1

分析 （1）混合后pH=12，說明混合后溶液中NaOH為0.01mol/L，設原氫氧化鈉濃度為c，加入鹽酸體積為1L，表示出剩余NaOH物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算；
（2）到達滴定終點時，弱酸與NaOH完全中和，HA與NaOH物質的量相等；
（3）根據(jù)HA溶液pH=3計算溶液中c（H⁺）、c（A^-）、c（HA），代入K_a=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$計算．

解答 解：（1）假設NaOH的濃度為amol/L，鹽酸的體積為 1L，NaOH的體積為2L，混合后溶液的總體積為3L，又因為混合后溶液pH值為12，說明堿過量，混合后溶液中NaOH為0.01mol/L，則：$\frac{2L×c-0.05mol/L×1L}{3L}$=0.01mol/L，解得c=0.04mol/L，
答：氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為0.04mol/L；
（2）到達滴定終點時，與NaOH完全中和，HA與NaOH物質的量相等，則20mL×c（HA）=12.5mL×4×10^-2mol/L，c（HA）=2.5×10^-2mol/L，
答：一元弱酸的物質的量濃度為2.5×10^-2mol/L；
（3）HA溶液pH=3，則溶液中c（H⁺）=c（A^-）=0.001mol/L，c（HA）=0.025mol/L-0.001mol/L=0.024mol/L，故K_a=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$=$\frac{0.001×0.001}{0.024}$≈4.17×10^-5，
答：此溫度下一元弱酸（HA）的K_a=4.17×10^-5．

點評 本題是考查溶液pH有關計算、中和滴定計算、電離平衡常數(shù)計算等，難度不大，注意對基礎知識的理解掌握．