Question

在研究弱电解质的电离、盐类的水解和溶液中离子浓度大小比较中，某师生共同做了这样一个实验：常温下，向20.0mL，0.1mol/L CH₃COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L NaOH溶液，并在滴加过程中不断用pH计测量混合溶液的pH，绘出pH—V（NaOH）图像，如图所示。请分析：

（1）在滴加NaOH溶液至过量过程中的溶液中溶质的变化情况，a、b、c、d各点的溶质各是什么？

（2）CH₃COOH与NaOH恰好完全反应的点在图像中的位置在        区域内。（填：pH>7或pH<7或 pH=7），由此可验证CH₃COOH为           （填：弱酸或强酸）此时共滴加V（NaOH）=             mL。

（3）若将此实验改为中和滴定实验应用           作为指示剂。

（4）随着NaOH的加入，水的电离受到一定的影响，当水的电离达到最大时溶液中的溶质为             。

（5）当测得pH为7时共用去V(NaOH)=VmL，请用V的表达式表示此时CH₃COOH的电离平衡常数。

Answer

（14分）

（1）a点的溶质为CH3COOH。b点的溶质为CH3COOH和CH3COONa，c点的溶质为CH3COOH和CH3COONa，d点的溶质为CH3COOH和CH3COONa或CH3COONa或CH3COONa和NaOH。(4分)

（2）pH>7；弱酸；（各1分）200.0mL（2分）

（3）酚酞（1分）

（4）CH3COONa（2分）

（5）K=10-9V/(2-10-2V) （3分）

【解析】

试题分析：

（1）常温下，向20.0mL，0.1mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L的NaOH溶液，a点没有滴入NaOH溶液，其溶质为CH3COOH；b点呈酸性，则溶质为CH3COOH、CH3COONa；c点溶液的pH=7，溶质为CH3COOH和CH3COONa；d点溶液呈碱性，溶质可能为CH3COOH和CH3COONa或CH3COONa或CH3COONa和NaOH，故答案为：CH3COOH、CH3COOH和CH3COONa、CH3COOH和CH3COONa、CH3COOH和CH3COONa或CH3COONa或CH3COONa和NaOH；

（2）CH3COOH与NaOH恰好完全反应生成CH3COONa，醋酸根离子部分水解，溶液显示碱性，所以此时溶液的pHpH＞7；根据盐的水解原理可知强碱弱酸盐溶液显示碱性，由此实验可验证CH3COOH为弱酸；20.0mL，0.1mol/LCH3COOH溶液中含有醋酸的物质的量为：0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则需要0.002molNaOH才能恰好反应，则需要0.01mol/L的氢氧化钠溶液的体积为：=0.2L=200mL，故答案为：pH＞7；弱；200；

（3）氢氧化钠和醋酸恰好反应时生成醋酸钠，此时溶液呈碱性，酚酞的变色范围为8-10，可以选用酚酞做指示剂，故答案为：酚酞；

（4）酸溶液中的氢离子，碱溶液中的氢氧根离子都抑制了水的电离，而能够水解的盐溶液会促进水的电离，则溶质为CH3COONa时水的电离程度最大，故答案为：CH3COONa；

（5）当测得pH为7时共用去V（NaOH）=VmL，此时溶液中氢离子浓度为：c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol/L，根据电荷守恒可知：c（CH3COO-）=c（H+）==mol/L，根据物料守恒可知醋酸的浓度为：0.1mol/l×-mol/L=mol/L-mol/L，则醋酸的电离平衡常数K==×10-7，答：此时CH3COOH的电离平衡常数K=×10-7。

考点：中和滴定实验，电离平衡常数的计算等