Question

17．已知在25℃时，醋酸、碳酸、次氯酸、氢硫酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为
CH₃COOH：Ka=1.8×10^-5        
H₂CO₃：Ka₁=4.3×10^-7　
Ka₂=5.6×10^-11
HClO：Ka=3.0×10^-8             
H₂S：Ka₁=9.1×10^-8　Ka₂=1.1×10^-12
H₂SO₃：Ka₁=1.5×10^-2　Ka₂=1.0×10^-7
（1）写出碳酸的第二级电离平衡常数表达式Ka₂=$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$．
（2）在25℃时，相同物质量浓度的上述四种酸溶液中，氢离子浓度最大的是H₂SO₃（填“醋酸”、“碳酸”、“次氯酸”、“氢硫酸”或“亚硫酸”，下同）；水电离的氢离子浓度最大的是HClO．
（3）在25℃时，饱和氢硫酸溶液的物质的量浓度约为0.1mol•L^-1，用广泛pH试纸测定其pH值的操作方法是：把一小块试纸放在玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒沾取待测溶液，点在试纸上，对比标准比色卡，观察颜色的变化，读取pH值；若此时测得溶液的pH=4，则此时氢硫酸的电离度=0.1%；加水稀释饱和氢硫酸溶液，下列数值增大的是BDE．
A．c（HS^-）             B．c（OH^-）          C．c（H⁺）•c（OH^-）
D．n（H⁺）•n（OH^-）        E．$\frac{c（H{S}^{-}）}{c（{H}_{2}S）}$
（4）下列离子方程式中正确的是AC．
A．少量CO₂通入次氯酸钠溶液中：CO₂+H₂O+ClO^-═HCO${\;}_{3}^{-}$+HClO
B．少量SO₂通入次氯酸钙溶液中：Ca²⁺+2ClO^-+SO₂+H₂O═CaSO₃↓+2HClO
C．过量SO₂通入碳酸钠溶液中：2SO₂+H₂O+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂
D．过量CH₃COOH加入碳酸钠溶液中：CH₃COOH+CO₃^2-═CH₃COO^-+HCO₃^-．

Answer 1

分析 （1）碳酸的第一、二级电离方程式为H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，电离平衡常数为生成物浓度幂之比与反应物浓度幂之积的比值；
（2）弱酸的电离平衡常数越大，其酸性越强，相同物质的量浓度时电离出来的氢离子浓度越大，水电离出来的氢离子浓度越小；
（3）用pH试纸测溶液pH时，把一小块pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有HF溶液的玻璃棒点在试纸的中部，试纸变色后与标准比色卡比较，确定溶液的pH；据氢硫酸以第一步电离为主，c（HS^-）=c（H⁺）=10^-4，依此计算0.1mol/L的氢硫酸的电离度；加水稀释，促进氢硫酸电离平衡正向移动，n（H₂S）减小，氢离子物质的量增大，但浓度减小，据此分析；
（4）据弱酸的电离平衡常数判断酸性强弱，根据强酸制弱酸判断离子方程式正误．

解答 解：（1）碳酸的第一、二级电离方程式为H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，电离平衡常数为生成物浓度幂之比与反应物浓度幂之积的比值，则K₂=$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$，
故答案为：$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$；
（2）上述5种酸中，H₂SO₃的电离平衡常数最大，其酸性最强，所以相同物质量浓度、相同体积的上述五种酸溶液中，氢离子浓度最大的为H₂SO₃，HClO的电离平衡常数最小，酸性最弱，酸电离出来的氢离子浓度最小，对水的电离抑制作用最小，水电离出来的氢离子浓度最大，
故答案为：H₂SO₃；HClO；
（3）用pH试纸测溶液pH时，把一小块pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有HF溶液的玻璃棒点在试纸的中部，试纸变色后与标准比色卡比较，确定溶液的pH；氢硫酸以第一步电离为主，c（HS^-）=c（H⁺）=10^-4，其电离度=$\frac{1{0}^{-4}}{0.1}$×100%=0.1%；
A．加水稀释饱和氢硫酸溶液，促进电离，由于溶液的体积增大的快，所以c（HS^-）减小，故A错误；
B．加水稀释饱和氢硫酸溶液，促进电离，由于溶液的体积增大的快，所以c（H⁺）减小，由于c（H⁺）×c（OH^-）不变，所以c（OH^-）增大，故B正确；
C．c（H⁺）•c（OH^-）只与温度有关，故C错误；
D．加水稀释饱和氢硫酸溶液，c（H⁺）•c（OH^-）不变，由于体积增大，所以n（H⁺）•n（OH^-）增大，故D正确
E．加水稀释饱和氢硫酸溶液，促进电离，n（H₂S）减小，n（HS^-）增大，所以$\frac{c（H{S}^{-}）}{c（{H}_{2}S）}$增大，故E正确；
故答案为：把一小块试纸放在玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒沾取待测溶液，点在试纸上，对比标准比色卡，观察颜色的变化，读取pH值；0.1%；BDE；
（4）A、HClO的酸性比碳酸若比碳酸氢根离子强，所以少量CO₂通入次氯酸钠溶液中：CO₂+H₂O+ClO^-═HCO₃^-+HClO是正确的，故A正确；
B．次氯酸具有强氧化性能够氧化亚硫酸根离子，故B错误；
C．亚硫酸的酸性比碳酸强，所以过量SO₂通入碳酸钠溶液中：2SO₂+H₂O+CO₃^2-═2HSO₃^-+CO₂是正确的，故C正确；
D．醋酸的酸性比碳酸强，过量CH₃COOH加入碳酸钠溶液中应生成二氧化碳和水，故D错误；
故答案为：AC．

点评 本题考查了弱电解质的电离、电离常数等，试题知识点较多、综合性较强，难度中等，充分考查学生的分析能力及灵活应用能力，注意明确溶液酸碱性与溶液pH的关系及计算方法，注意明确电离平衡常数的应用方法．