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，0.1 mol/L的上述四種酸溶液，pH由小到大的順序是②④①③（用序號表示）．
（2）25℃時，0.1 mol/L醋酸溶液的pH=2.9（ lg1.8=0.26）．已知：弱電解質在溶液中達到電離平衡時，溶液中已經電離的電解質分子數占原來電解質總分子數的百分數叫電離度．將0.1 mol/L醋酸溶液稀釋10倍，其電離度變?yōu)樵瓉淼?\sqrt{10}$倍（用代數式表示）．
（3）Na₂C₂O₄第一步水解反應的平衡常數表達式是$\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，溶液中HC₂O₄^-與H₂C₂O₄物質的量濃度之比為0.59．

Answer 1

分析 （1）平衡常數數值比較可知溶液酸性，得到溶液PH大��；
（2）依據電離平衡常數計算溶液中氫離子濃度得到溶液PH；醋酸電離平衡狀態(tài)下溶液中已經電離的電解質分子數占原來電解質總分子數的百分數叫電離度，溫度不變電離平衡常數不變，據此列式計算；
（3）Na₂C₂O₄第一步水解反應，C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，水解平衡常數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，溶液中HC₂O₄^-與H₂C₂O₄物質的量濃度之比=$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Ka}{c（{H}^{+}）}$；

解答 解\；（1）平衡常數數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，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，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
結合平衡常數計算得到，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，C₂O₄^2-+H₂O?HC₂O₄^-+OH^-，水解平衡常數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，溶液中HC₂O₄^-與H₂C₂O₄物質的量濃度之比=$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{H}_{2}{C}_{2}{O}_{4}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Ka}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{5.9×1{0}^{-2}}{0.1}$=0.59，
故答案為：$\frac{c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（O{H}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$；0.59．

點評 本題考查了弱電解質電離平衡、電離度計算、鹽類水解平衡常數計算等掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．