Question

Ⅰ．室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液的体积变化），实验数据如下表：

实验序号	起始浓度／（mol·L^－^1）	反应后溶液的pH
c（HA）	c（KOH）
①	0.1	0.1	9
②	x	0.2	7

请回答：

（1）HA溶液和KOH溶液反应的离子方程式为________。

（2）实验①反应后的溶液中由水电离出的c（OH^－）＝________mol·L^－1；x________0.2mol·L^－1（填“＞”“＜”或“＝”）。

（3）下列关于实验②反应后的溶液说法不正确的是________（填字母）。

a．溶液中只存在着两个平衡

b．溶液中：c（A^－）＋c（HA）＞0.1mol·L^－1

c．溶液中：c（K^＋）＝c（A^－）＞c（OH^－）＝c（H^＋）

Ⅱ．已知2H₂（g）＋O₂（g）＝2H₂O（1）  ΔH＝－572kJ·mol^－1。某氢氧燃料电池以疏松多孔石墨棒为电极，KOH溶液为电解质溶液。

（4）写出该电池工作时负极的电极反应式________。

（5）若该氢氧燃料电池每释放228.8kJ电能时，会生成1mol液态水，则该电池的能量转化率为________。

Answer

HA＋OH－＝A－＋H2O1×10－5＞aH2＋2OH－－2e－＝2H2O80％

【解析】Ⅰ．(1)等浓度和等体积的HA溶液和KOH溶液混合后溶液显碱性，说明HA为弱酸，则HA溶液和KOH溶液反应的离子方程式为HA+OH－＝A－＋H2O；

(2)实验①反应后的溶液的pH=9，溶液中OH-来源于水，由水电离出的c(OH－)＝mol·L－1=1×10-5mol·L－1；若该酸为强酸，等体积等浓度混合时pH=7，而HA为弱酸，等体积等浓度混合溶液的pH大于7，则为保证pH=7，应使酸浓度应该大于0.2mol/L；

(3)a．实验②反应后溶液中只存在HA的电离、水的电离及A-的水解平衡，故a错误；b．酸浓度大于0.2mol/L，根据物料守恒c(A－)＋c(HA)＞0.1mol·L－1，故b正确；c．溶液的pH=7，结合电荷守恒可得c(K＋)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)，故c正确；答案为a。

Ⅱ．(4)在氢氧燃料电池的负极上发生失电子的氧化反应，即 H2＋2OH－－2e－＝2H2O；

(5)H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286KJ•moL-1，氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为 ×100%=80%；