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17.常温下,某水溶液M中存在的离子有:Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A.根据题意回答下列问题.
(1)写出酸H2A的电离方程式H2A?H++HA-HA-?H++A2-
(2)若溶液M由10mL 2mol•L-1 NaHA溶液与10mL 2mol•L-1 NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH>7(填“>”、“<”或“=”),溶液中离子浓度由大到小顺序为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+).已知KSP(BaA)=1.8×10-10,向该混合溶液中加入10mL 1mol•L-1 BaCl2溶液,混合后溶液中的Ba2+浓度为5.4×10-10mol•L-1
(3)若溶液M由下列三种情况:①0.01mol•L-1的H2A溶液 ②0.01mol•L-1的NaHA溶液 ③0.02mol•L-1的HCl与0.04mol•L-1的NaHA溶液等体积混合液,则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为③;pH由大到小的顺序为②>③>①.
(4)若溶液M由pH=3的H2A溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得,混合溶液中c(H+)/c(OH-)=104,V1与V2的大小关系为均有可能(填“大于”、“等于”、“小于”或“均有可能”).

分析 (1)存在的分子有H2O、H2A,则H2A为弱酸;
(2)等体积混合生成Na2A,水解显碱性,离子水解以第一步为主;由反应式Ba2++A2-=BaA↓可得:沉淀后A2-过量0.01mol,溶液中c(A2-)=$\frac{0.01mol}{30×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1}{3}$mol•L-1,根据BaA的Ksp可得c(Ba2+);
(3)①弱酸电离,②中水解生成分子,③中等体积混合为等量的NaCl、NaHA、H2A,浓度均为0.01mol/L,抑制弱酸的电离;
(4)混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,c(H+)=10-5mol/L,显酸性,则酸过量,以此分析.

解答 解:(1)存在的分子有H2O、H2A,则H2A为弱酸,电离方程式为H2A?H++HA-、HA-?H++A2-,故答案为:H2A?H++HA-、HA-?H++A2-
(2)等体积混合生成Na2A,水解显碱性,pH>7,离子水解以第一步为主,则离子浓度关系为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+),由反应式Ba2++A2-=BaA↓可得:沉淀后A2-过量0.01mol,溶液中c(A2-)=$\frac{0.01mol}{30×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1}{3}$mol•L-1,根据BaA的Ksp=c(Ba2+)•c(A2-)可得c(Ba2+)=$\frac{Ksp}{c({A}^{2-})}$=$\frac{1.8×1{0}^{-10}}{\frac{1}{3}}$=5.4×10-10 mol•L-1
故答案为:>;c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+);5.4×10-10
(3)①弱酸电离,②中水解生成分子,③中等体积混合为等量的NaCl、NaHA、H2A,浓度均为0.01mol/L,抑制弱酸的电离,则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为③,最小的为②,②溶液pH大于③,①③相比①的酸性强,则pH最小,所以②>③>①,故答案为:③;②>③>①;
(4)混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,c(H+)=10-5mol/L,显酸性,则酸过量,H2A为弱酸,pH=3的H2A溶液与pH=11的NaOH溶液混合时酸的浓度大于碱的浓度,则二者体积关系不确定,大于、小于或等于都可能酸过量,故答案为:均有可能.

点评 本题考查较综合,涉及酸碱混合的定性分析、pH、电离与水解、电离方程式等,把握溶液中的溶质及电离与水解的趋势、相互影响即可解答,题目难度中等.

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   时间(min)12345678910
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体积(cm3
6122029394959697989
阳极生成气体24711162126313641
体积(cm3
仔细分析以上实验数据,请说出可能的原因是开始时C、D两极气体体积比为1:3,10分钟时约为1:2,说明开始时氧气溶解于溶液中.
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