Question

某二元酸(化学式用H₂A表示)在水中的电离方程式是：

H₂AH⁺+HA^-  HA^-H⁺+A^2-

试完成下列问题：

(1)Na₂A溶液显_______(填“酸性”“中性”或“碱性”)。

理由是___________________________________________(用离子方程式表示)。

(2)在0.1 mol·L^-1的Na₂A溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是_________。

A.c(A^2-)+c(HA^-)+c(H₂A)=0.1 mol·L^-1

B.c(OH^-)=c(H⁺)+c(HA^-)

C.c(Na⁺)+c(H⁺)=c(OH^-)+c(HA^-)+2c(A^2-)

D.c(Na⁺)=2c(A^2-)+2c(HA^-)

(3)已知0.1 mol·L^-1NaHA溶液的pH=2，则0.1 mol·L^-1 H₂A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是0.11 mol·L^-1_________ (填“＜”“＞”或“=”)，理由是____________________________________。

(4)0.1 mol·L^-1 NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是：__________________________。

Answer 1

(1)碱性  A^2-+H₂OHA^-+OH^-

(2)BCD

(3)＜  H₂A第一步电离产生的H⁺，抑制了HA^-的电离。

(4)c(Na⁺)＞c(HA^-)＞c(H⁺)＞c(A^2-)＞c(OH^-)

解析：电解质溶液试题在近几年高考试卷中屡有出现，这是一道另辟蹊径，思维要求较高的题目。

第(1)问要求书写水解方程式，在书写时要求符合规范。

第(2)问：A选项只要注意到H₂A第一步电离是完全的，就能判断H₂A在水溶液中不存在，从而否决它。B选项实质是物料守恒式。C选项实质是电荷守恒式。D选项反映的是：

由水电离产生的c(OH^-)=由水电离产生的c(H⁺)。

第(4)问的解答融于第(3)问的解答之中

0.1 mol·L^-1  NaHA溶液:

NaHANa⁺+HA^-

0.1  0.1   0.1

pH=2，c(H⁺)=10^-2 mol·L^-1

HA^-H⁺+A^2-

10^-2←10^-2→10^-2

故：c(Na⁺)=0.1 mol·L^-1  c(HA^-)=(0.1-0.01) mol·L^-1，水也电离产生c(H⁺)，故c(H⁺)略大于10^-2 mol·L^-1   c(A^2-)=10^-2  mol·L^-1   c(OH^-)=10^-14/10^-2  mol·L^-1

可见：c(Na⁺)＞c(HA^-)＞c(H⁺)＞c(A^2-)＞c(OH^-)

0.1 mol·L^-1 H₂A溶液

H₂AH⁺+HA^-

0.1→   0.1  0.1

HA^-H⁺+A^2-

若是单独存在的0.1 mol·L^-1 HA^-溶液，c(H⁺)=10^-2 mol·L^-1，第一步电离产生的H⁺会对第二步电离产生抑制作用，故第二步电离产生的c(H⁺)＜10^-2 mol·L^-1,故c_总(H⁺)＜(0.1+0.01) mol·L^-1=0.11 mol·L^-1 。