Question

4．（1）常温下，用 0.1000mol•L^-1NaOH溶液滴定 20.00mL 0.1000mol•L^-1CH₃COOH溶液所得滴定曲线如图1．已知起始①点溶液的pH为3，③点溶液的pH为7，则K_a（CH₃COOH）=10^-5

（2）在用Na₂SO₃溶液吸收SO₂过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^2-）变化关系如下表：

n（SO32-）：n（HSO3-）	1：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2

0.01mol•L^-1 Na₂SO₃溶液中通入SO₂至溶液呈中性时，溶液中的所有离子的浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
（3）向0.1mol•L的NaHSO₃中通入氨气至溶液呈中性时，溶液中的c（H⁺）、c（OH^-）、c（SO₃^2-）、c（Na⁺）、c（NH₄⁺）这五种离子浓度大小关系是c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）
（4）已知Ca₃（PO₄）₂、CaHPO₄均难溶于水，而Ca（H₂PO₄）₂易溶，在含0.1mol Ca（OH）₂的澄清石灰水中逐渐加入1mol•L^-1的H₃PO₄；请作出生成沉淀的物质的量随H₃PO₄滴入体积从0开始至200mL的图象．

Answer 1

分析 （1）根据图象可知，起始①点溶液的pH为3，溶液中氢离子浓度为10^-3mol/L，此时为0.1000mol/L的CH₃COOH溶液，由于醋酸的电离程度较小，则醋酸根离子浓度约为10^-3mol/L、醋酸的浓度约为0.1mol/L，将该数据代入醋酸的平衡常数表达式即可；
（2）由表中数据可知，溶液中n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=1：1时，溶液pH=7.2，且比值越大，溶液的碱性越强，故吸收液呈中性时应n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）＜1：1，溶液呈中性有c（H^-）=c（OH^-），结合电荷守恒有c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），据此判断；
（3）液呈中性时，c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒可知：c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₃^2-），由于钠离子浓度大于亚硫酸根离子，则c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（NH₄⁺）；
（4）当加入$\frac{1}{15}$mol H₃PO₄时恰好生成Ca₃（PO₄）₂，加入1mol•L^-1的H₃PO₄溶液的体积为：$\frac{\frac{1}{15}mol}{1mol/L}$=0.067L=66.7mL；当加入0.1mol H₃PO₄时恰好生成CaHPO₄，此时沉淀达到最大，消耗H₃PO₄溶液的体积为：$\frac{0.1mol}{1mol/L}$=0.1L=100mL；之后沉淀逐渐溶解，当加入0.1molH₃PO₄时沉淀完全溶解，消耗H₃PO₄溶液的体积为：$\frac{0.2mol}{1mol/L}$=0.2L=200mL，据此画出图象．

解答 解：（1）起始①点溶液的pH为3，此时为0.1000mol/L的CH₃COOH溶液，溶液中氢离子浓度为10^-3mol/L，醋酸根离子浓度约为10^-3mol/L，醋酸的浓度约为0.1mol/L，则醋酸的电离平衡常数为：$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=10^-5，
故答案为：10^-5；
（2）由表中数据可知，溶液中n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=1：1时，溶液pH=7.2，且比值越大，溶液的碱性越强，故吸收液呈中性时应n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）＜1：1，即c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-），溶液呈中性有c（H^-）=c（OH^-），结合电荷守恒推出c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故溶液中c（Na⁺）＞c（HSO₃^-），所以溶液中c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
（3）向0.1mol•L的NaHSO₃中通入氨气至溶液呈中性时，c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒可知：c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₃^2-），由于钠离子浓度大于亚硫酸根离子，则c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（NH₄⁺），所以溶液中c（H⁺）、c（OH^-）、c（SO₃^2-）、c（Na⁺）、c（NH₄⁺）这五种离子浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
（4）在含0.1mol Ca（OH）₂的澄清石灰水中逐渐加入1mol•L^-1的H₃PO₄，当加入$\frac{1}{15}$mol H₃PO₄时恰好生成Ca₃（PO₄）₂，加入1mol•L^-1的H₃PO₄溶液的体积为：$\frac{\frac{1}{15}mol}{1mol/L}$=0.067L=66.7mL；当加入0.1mol H₃PO₄时恰好生成CaHPO₄，此时沉淀达到最大，消耗H₃PO₄溶液的体积为：$\frac{0.1mol}{1mol/L}$=0.1L=100mL；之后沉淀逐渐溶解，当加入0.1molH₃PO₄时沉淀完全溶解，消耗H₃PO₄溶液的体积为：$\frac{0.2mol}{1mol/L}$=0.2L=200mL，据此画出成沉淀的物质的量随H₃PO₄滴入体积从0开始至200mL的图象为：，

故答案为：．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目难度中等，涉及电离平衡常数的计算、离子浓度大小比较及绘画反应图象等知识，注意掌握电离平衡常数的概念及计算方法，明确电荷守恒、盐的水解原理、物料守恒在判断离子浓度大小中的应用方法．