Question

25℃时，在CH₃COOH和CH₃COONa的混合溶液中，CH₃COOH和CH₃COO^-二者各自所占的物质的量分数(a)随溶液pH变化的关系如图所示。

  

(1)25℃时，CH₃COOH的电离平衡常数K_a=________。

(2)在pH＜4.76的溶液中c(CH₃COOH)_______________c(CH₃COO^-)(选填“＞”、“＜”或“＝”)。

(3)pH＝4.76时，溶液中所有微粒(不考虑H₂O)浓度由大到小的顺序为______________。

(4)将醋酸和醋酸钠等浓度等体积混合后的溶液中，pH__________4.76(选填“＞”、“＜”或“＝”)

(5)四室电渗析法制醋酸的工作原理如下图所示，则阳极电极反应式为____________；c膜为__________离子交换膜(选填“阳”或“阴”)，分析产品室得到醋酸的原因________。

Answer

Ka=10-4.76 ＞ c(CH3COOH)＝c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-) ＞ 2H2O-4e－＝O2↑＋4H+ 阳 阳极室H+穿过阳膜扩散到产品室，原料室中CH3COO-穿过阴膜扩散到产品室，二者反应生成醋酸

【解析】

(1)溶液中a(CH3COOH)=a(CH3COO-)时，溶液pH=4.76，则c(H+)=10-4.76；

(2)在pH＜4.76的溶液显酸性，c(CH3COOH)＞c(CH3COO-)；

(3)根据图像及电荷守恒即可判断；

(4)CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解，c(CH3COO-)＞c(CH3COOH)；

(5)电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。

(1)溶液中a(CH3COOH)=a(CH3COO-)时，溶液pH=4.76，则c(H+)=10-4.76，所以CH3COOH的Ka=10-4.76；

(2)在pH＜4.76的溶液显酸性，c(CH3COOH)＞c(CH3COO-)；

(3)在pH＜4.76的溶液显酸性，c(H+)＞c(OH-)据电荷守恒c(CH3COO-)＞c(Na+)，所有微粒浓度由大到小的顺序为c(CH3COOH)＝c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)；

(4)醋酸和醋酸钠等浓度等体积混合，CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解，c(CH3COO-)＞c(CH3COOH)，pH＞4.76；

(5)由于阳极中阴离子为硫酸根离子、氢氧根离子，其中放电能力最强的是氢氧根离子，则阳极发生的电极反应为2H2O-4e－＝O2↑＋4H+；阴极中阳离子为氢离子、钠离子，氢离子放电产生氢气，电极反应为：2H2O+2e－＝H2↑＋2OH-，钠离子穿过c膜进入阴极室，c膜为阳离子交换膜；阳极室H+穿过阳膜扩散到产品室，原料室中CH3COO-穿过阴膜扩散到产品室，二者反应生成醋酸。