Question

8．某二元酸（化学式用H₂B表示）在水中的电离方程式是：H₂B═H⁺+HB^-；HB^-?H⁺+B^2-，回答下列问题：
（1）NaHB溶液显酸性（填“酸性”、“中性”或“碱性”或“酸碱性无法确定”），理由是H₂B第一步完全电离、第二步部分电离，则HB^-只能电离不能水解．
（2）某温度下，向0.1mol/L的NaHA溶液中滴入0.1mol/LKOH溶液至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是BC（填字母）．
A．c（H⁺）•c（OH^-）═1×10-14 mol²/L²           B．c（Na⁺）+c（K⁺）═c（HA^-）+2c（A^2-）
C．c（Na⁺）＞c（K⁺）                          D．c（Na⁺）+c（K⁺）═0.05mol/L
（3）已知常温下H₂B的钙盐（CaB）饱和溶液中存在以下平衡：CaB（s）?Ca²⁺（aq）+B^2-（aq）△H＞0．
①温度升高时，K_sp增大（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）．
②滴加少量浓盐酸，c（Ca²⁺）增大，原因是加盐酸发生反应：B^2-+H⁺?HB^-，B^2-浓度减小，CaB的溶解平衡向右移动，n（Ca²⁺）显著增大，而溶液体积变化不大，所以c（Ca²⁺）增大（用文字和离子方程式说明）．
（4）已知0.1mol•L^-1 NaHB溶液的pH=2，则0.1mol•L^-1 H₂B溶液中氢离子的物质的量浓度可能是＜0.11mol•L^-1（填“＜”、“＞”、或“=”）； 理由是0.1 mol/LNaHB溶液的pH=2，说明其中c（H⁺）=0.01 mol/L，主要是HB^-电离产生的，在H₂B溶液中，第一步电离产生的H⁺抑制了第二步的电离，所以0.1 mol/L H₂B溶液中c（H⁺）＜0.11 mol/L．
（5）0.1mol/L NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）H₂B第一步完全电离、第二步部分电离，则HB^-只能电离不能水解，根据氢离子和氢氧根离子浓度相对大小确定溶液的酸碱性；
（2）A、水的离子积常数与温度有关，温度越高，水的离子积常数越大；
B、根据溶液中电荷守恒判断；
C、根据题意知NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，则向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的物质的量应大于氢氧化钾的物质的量；
D、根据题意知NaHA溶液呈酸性，Na₂B溶液呈碱性，则向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的体积应大于KOH的体积，据此确定钠离子和钾离子浓度之和；
（3）①该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，然后判断K_sp；
②加盐酸，促进难溶盐的电离，使平衡向正反应方向移动；
（4）0.1mol•L^-1H₂B溶液，H₂B═H⁺+HB^-，电离出0.1mol/LH⁺，0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，则由HB^-?H⁺+B^2-可知，电离出0.01mol/LH⁺，但第一步电离生成的H⁺抑制了HB^-电离；
（5）NaHB溶液显酸性，存在HB^-?H⁺+B^2-，则c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），结合水的电离分析．

解答 解：（1）H₂B第一步完全电离、第二步部分电离，则HB^-只能电离不能水解，导致溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），所以溶液呈酸性；
故答案为：酸性；H₂B第一步完全电离、第二步部分电离，则HB^-只能电离不能水解；
（2）A、水的离子积常数与温度有关，温度越高，水的离子积常数越大，温度未知，所以水的离子积常数也未知，故A错误；
B、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，溶液呈中性，氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，所以c（Na⁺）+c（K⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-），故B正确；
C、NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的物质的量应大于氢氧化钾的物质的量，所以同一混合溶液中c（Na⁺）＞c（K⁺），故C正确；
D、NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的体积应大于氢氧化钾的体积，所以c（Na⁺）+c（K⁺）＞0.05mol/L，故D错误；
故答案为：BC；
（3）①该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，K_sp增大，故答案为：增大；
②加盐酸发生反应：B^2-+H⁺?HB^-，B^2-浓度减小，CaB的溶解平衡向右移动，n（Ca²⁺）显著增大，而溶液体积变化不大，所以c（Ca²⁺）增大，
故答案为：增大；加盐酸发生反应：B^2-+H⁺?HB^-，B^2-浓度减小，CaB的溶解平衡向右移动，n（Ca²⁺）显著增大，而溶液体积变化不大，所以c（Ca²⁺）增大．
（4）0.1mol•L^-1H₂B溶液，H₂B═H⁺+HB^-，电离出0.1mol/LH⁺，0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，则由HB^-?H⁺+B^2-可知，电离出0.01mol/LH⁺，但第一步电离生成的H⁺抑制了HB^-的电离，所以溶液中氢离子的物质的量浓度小于0.1mol/L+0.01mol/L，
故答案为：＜；0.1 mol/LNaHB溶液的pH=2，说明其中c（H+）=0.01 mol/L，主要是HB-电离产生的，在H₂B溶液中，第一步电离产生的H⁺抑制了第二步的电离，所以0.1 mol/L H₂B溶液中c（H⁺）＜0.11 mol/L
（5）NaHB溶液显酸性，存在HB^-?H⁺+B^2-，则c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），结合水的电离H₂O?H⁺+OH^-，同时有部分B^2-发生水解，使c（B^2-）减小，所以c（H⁺）＞c（B^2-），即NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．

点评 本题考查了盐溶液酸碱性的判断、溶液中离子浓度的关系、外界条件对化学平衡的影响等知识点，题目难度中等，根据温度、电解质溶液对难溶物性质的影响和电荷守恒、物料守恒来分析解答即可．