Question

6．已知：

酸	H2C2O4	HF	H2CO3	H3BO3
电离平衡常数Ka	Ka1=5.9×10-2 Ka2=6.4×10-5	未知	Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11	5.8×10-10

（1）为了证明HF 是弱酸，甲、乙、丙三位同学分别设计以下实验进行探究．
①甲同学取一定体积的HF溶液，滴入2 滴紫色石蕊试液，显红色，再加入NaF 固体观察到的现象是红色变浅，则证明HF 为弱酸．
②乙同学取10ml未知浓度的HF 溶液，测其pH 为a，然后用蒸馏水稀释至1000mL．再测其pH 为b，若要认定HF 为弱酸，则a、b 应满足的关系是b＜a+2（用含a 的代数式表示）．
③丙同学用pH 试纸测得室温下0.10mol•L^-1的HF 溶液的pH为2，则认定HF为弱酸，由丙同学的实验数据可得室温下HF 的电离平衡常数约为1.0×10^-3．
（2）①己知H₃BO₃ 与NaOH 溶液反应的离子方程式为H₃BO₃+OH^-1=B（OH）₄^-，写出硼酸的电离方程式H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺．
②向等浓度的H₂C₂O₄与H₃BO₃混合溶液中逐滴加入NaoH 溶液，则与0H^-作用的粒子（包括分子和离子）依次为H₂C₂O₄，HC₂O₄^-，H₃BO₃．
（3）向NaHC₂O₄ 溶液中加入少量的Na₂CO₃溶液，反应的离子方程式2HC₂O₄^-十CO₃^2-=2C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）①HF在溶液中电离出氢离子和氟离子，证明HF存在电离平衡即可；
②弱酸加水稀释会存进弱酸的电离，稀释10ⁿ倍，pH变化小于n个单位；
③根据Ka=$\frac{c（{F}^{-}）×c（{H}^{+}）}{c（HF）}$计算；
（2）①由信息可知为一元酸，H₃BO₃电离除生成B（OH）₄^-外还生成H⁺；
②根据酸电离出氢离子的难易程度判断；
（3）草酸的第二电离常数大于碳酸的第一电离常数，所以NaHC₂O₄ 溶液中加入少量的Na₂CO₃溶液，会生成二氧化碳．

解答 解：（1）①HF在溶液中电离出氢离子和氟离子，溶液显酸性，滴入2 滴紫色石蕊试液，显红色，再加入NaF 固体，HF的电离平衡向逆方向移动，氢离子浓度减小，溶液的红色变浅，证明HF存在电离平衡，即HF为弱酸；
故答案为：红色变浅；
②乙同学取10ml未知浓度的HF 溶液，测其pH 为a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，体积增大10²倍，弱酸加水稀释会存进弱酸的电离，稀释10²倍，pH变化小于2个单位，所以稀释后pH=b＜a+2；
故答案为：a+2；
③用pH 试纸测得室温下0.10mol•L^-1的HF 溶液的pH为2，则c（H⁺）=0.01mol/L，则Ka=$\frac{c（{F}^{-}）×c（{H}^{+}）}{c（HF）}$=$\frac{0.01×0.01}{0.1-0.01}$≈1.0×10^-3；
故答案为：1.0×10^-3；
（2）①由信息可知为一元酸，H₃BO₃电离除生成B（OH）₄^-外还生成H⁺，其方程式为：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺，
故答案为：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
②由表中数据可知，H₂C₂O₄的第一电离和第二步电离程度都大于H₃BO₃，所以NaOH先与H₂C₂O₄、HC₂O₄^-反应，然后与H₃BO₃反应；
故答案为：H₂C₂O₄、HC₂O₄^-、H₃BO₃；
（3）草酸的第二电离常数大于碳酸的第一电离常数，所以NaHC₂O₄ 溶液中加入少量的Na₂CO₃溶液，会生成二氧化碳，其化学方程式为：2HC₂O₄^-十CO₃^2-=2C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑；
故答案为：2HC₂O₄^-十CO₃^2-=2C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑．

点评 本题考查了弱电解质的电离、电离常数的应用和计算、电离方程式等，题目难度中等，注意把握电离常数与酸的酸性强弱的关系，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．