Question

25 ℃时，几种弱酸的电离常数如下：

弱酸化学式	HNO2	CH3COOH	HCN	H2CO3
电离常数	5.1×10^-4	1.8×10^-5	6.2×10^-10	K1=4.4×10^-7   K2=4.7×10^-11

（1）根据上表数据填空：

①物质的量浓度相同的四种酸，其pH由大到小的顺序是___________ （用化学式填写）。

②分别向等体积、相同pH的HCl溶液和CH₃COOH溶液中加入足量的Zn粉，反应刚开始时产生H₂的速率：v(HCl)______v(CH₃COOH)（填“＝”、“＞”或“＜”下同），反应完全后，所得氢气的质量：m(H₂)_盐酸_______m(H₂)_醋酸。

③将0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L Na₂CO₃溶液等体积混合，发生反应的化学方程式为___________________________。

（2）体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中溶液pH变化如图所示。稀释后，HX溶液中水电离的c(H^＋) ___醋酸溶液中水电离的c(H^＋) ；电离常数K_a(HX)___K_a(CH₃COOH)（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（3）CO₃^2- 、 NO₂^- 、CN^-、CH₃COO^-结合H⁺的能力由强到弱的顺序为_______________________（用离子符号表示）

Answer

HCN > H2CO3 > CH3COOH > HNO2 = < HCN + Na2CO3 = NaCN + NaHCO3 > > CO32- > CN- > CH3COO- > NO2-

【解析】（1）①据电离平衡常数的大小分析，电离平衡常数越大，其酸性越强，酸性：HCN＜H2CO3＜CH3COOH＜HNO2，酸性越强，其pH越小，所以pH关系为：HCN＞H2CO3＞CH3COOH＞HNO2；

②pH相同的不同弱酸中，氢离子浓度相同，与Zn反应速率相同；醋酸中酸的浓度大于氢离子浓度，盐酸中酸的浓度等于氢离子浓度，所以醋酸的浓度大于HCl的浓度，所以所得氢气的质量：m（H2）盐酸＜m（H2）醋酸；

③由电离常数可知，酸性：H2CO3＞HCN＞CO3-，则将0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L Na2CO3溶液等体积混合，发生反应的化学方程式为HCN+Na2CO3═NaCN+NaHCO3；

（2）由图可知，稀释后，HX电离生成的c（H+）小，对水的电离抑制能力小，所以HX溶液中水电离出来的c（H+）大；稀释相同倍数，较强的酸pH变化较大，较强的酸电离常数较大，由图可知稀释相同的倍数，HX的pH变化程度大，则酸性HX强，电离平衡常数大；

（3）酸越弱，酸根离子越易水解，即结合质子的能力越强，则CO32- 、 NO2- 、CN-、CH3COO-结合H+的能力由强到弱的顺序为CO32-＞CN-＞ CH3COO-＞NO2-。