Question

将1.00mol•L^-1NaOH溶液滴入20.00mL1.00mol•L^-1的一元酸HA溶液中，测得混合溶液的pH和温度随加入NaOH溶液体积变化曲线如图所示：

(1)计算室温时20.00mL1.00mol•L^-1的一元酸HA的电离度α=________

(2)图中B点所示的溶液中所含各离子浓度由大到小的顺序是_________

(3)下列说法正确的是_______(填相应序号).

A.由图中可知NaOH和HA反应的H＞0

B.图中C点所加NaOH溶液的体积V=20.00mL

C.图中C点时溶液的K_W略大于1×10^-14mol•L^-1，溶液中c(H⁺)=1×10^-7mol•L^-1

D.图中D点后，溶液温度略下降的主要原因是生成的NaA水解吸热

(4)常温下在20mL0.1mol•L^-1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO₂因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示，回答下列问题：

①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-_________(填“能”或“不能”)大量共存；

②当pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒为_______，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为______________；

③已知在25℃时，CO₃^2-水解反应的平衡常数即水解常数K_h=2×10^-4mol•L^-1，当溶液中c(HCO₃^-)：c(CO₃^2-)=2：1时，溶液的pH=____

Answer

0.1% c(A-)> c(Na+)> c(H+)>c(OH-) C 不能 HCO3-、H2CO3 c(Na+)> c(Cl-)> c(HCO3-)> c(H+)=c(OH-) 10

【解析】

（1）根据电离度的表达式及图象在20.00mL 1.00mol•L-1的pH计算出其电离度；

（2）B点时溶质为HA和NaA的混合物，溶液的pH=4，溶液显示酸性，说明HA的电离程度大于A-的水解程度，根据电荷守恒写出溶液中各离子浓度大小；

（3）A．酸碱中和反应为放热反应，焓变小于0；

B．根据图象可知，C点溶液的pH=7，加入氢氧化钠与HA等浓度等体积时生成强碱弱酸盐，溶液显示碱性，故V<20.00mL；

C．温度升高，水的离子积增大；溶液的pH=7，则氢离子浓度为1×10-7mol•L-1；

D．D点后，溶液温度略下降的主要原因是溶液中氢离子浓度减小，生成水的物质的量减小；

（4）①根据图2可知，pH=8时只有碳酸氢根离子，pH大于8时存在碳酸根离子和碳酸氢根离子离子，pH小于8时存在碳酸和碳酸氢根离子，在同一溶液中，H2CO3、、不能共存；

②pH=7时，溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸，存在的离子主要为：H2CO3、，溶液显示中性，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小关系；

③水解常数，当溶液中c()：c()=2：1时，根据水解常数计算c(OH-)，由根据水的离子积KW计算c(H+)，根据pH=-lgc(H+)计算。

（1）根据图象可知，20.00mL 1.00mol•L-1的pH=3，溶液中HA电离出的氢离子浓度为0.001mol/L，则HA的电离度为：α=×100%=0.1%；

（2）由图象可知，B点加入10mL等浓度的氢氧化钠溶液，反应后溶质为HA和NaA的混合物，溶液的pH=4，溶液显示酸性，则：c(H+)＞c(OH-)，说明HA的电离程度大于A-的水解程度，则c(A-)＞c(Na+)，所以溶液中离子浓度关系为：c(A-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)；

（3）A．酸碱中和反应为放热反应，由图中可知NaOH和HA反应为放热反应，△H＜0，故A错误；

B．根据图象可知，C点时溶液的pH=7，加入氢氧化钠与HA等浓度等体积时生成强碱弱酸盐，溶液显示碱性，故V＜20.00mL，故B错误；

C．水的电离为吸热反应，温度升高，水的离子积增大，故C点时溶液的KW略大于1×10-14mol•L-1；溶液的pH=7时，则氢离子浓度为1×10-7mol•L-1，故C正确；

D．D点后，溶液中氢离子浓度逐渐减小，所以溶液温度略下降的主要原因是溶液中氢离子浓度减小，生成水的物质的量减小，放出的热量减小导致的，故D错误；

故答案为：C；

（4）①结合图象可知，在pH=8时只有碳酸氢根离子存在，当溶液的pH大于8时，存在的离子为：、，pH小于8时存在的离子为：H2CO3、，所以在同一溶液中，H2CO3、、不能共存；

②根据图象可知，当pH=7时，溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸，溶液中含碳元素的主要微粒为、H2CO3；溶液为中性，则c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒可知，c(Na+)=c(Cl-)+c()，所以溶液中各离子浓度关系为：c(Na+)＞c(Cl-)＞c()＞c(H+)=c(OH-)；

③水解反应的水解常数=2×10-4，当溶液中c()：c()=2：1时，c(OH-)=10-4mol/L，由水的离子积KW可知，c(H+)=mol/L=10-10mol/L，所以pH=-lg10-10=10。