Question

5．常温下，将0.05mol•L^-1的盐酸溶液和未知浓度的氢氧化钠溶液以1：2的体积比混合，可得到混合液的pH为12，用上述氢氧化钠溶液滴定pH为3的某一元弱酸（HA）20mL，达到终点时消耗氢氧化钠溶液12.5mL．试求：
（1）氢氧化钠溶液的物质的量浓度；
（2）此一元弱酸（HA）的物质的量浓度；
（3）此温度下一元弱酸（HA）的K_a．

Answer 1

分析 （1）混合后pH=12，说明混合后溶液中NaOH为0.01mol/L，设原氢氧化钠浓度为c，加入盐酸体积为1L，表示出剩余NaOH物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
（2）到达滴定终点时，弱酸与NaOH完全中和，HA与NaOH物质的量相等；
（3）根据HA溶液pH=3计算溶液中c（H⁺）、c（A^-）、c（HA），代入K_a=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$计算．

解答 解：（1）假设NaOH的浓度为amol/L，盐酸的体积为 1L，NaOH的体积为2L，混合后溶液的总体积为3L，又因为混合后溶液pH值为12，说明碱过量，混合后溶液中NaOH为0.01mol/L，则：$\frac{2L×c-0.05mol/L×1L}{3L}$=0.01mol/L，解得c=0.04mol/L，
答：氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.04mol/L；
（2）到达滴定终点时，与NaOH完全中和，HA与NaOH物质的量相等，则20mL×c（HA）=12.5mL×4×10^-2mol/L，c（HA）=2.5×10^-2mol/L，
答：一元弱酸的物质的量浓度为2.5×10^-2mol/L；
（3）HA溶液pH=3，则溶液中c（H⁺）=c（A^-）=0.001mol/L，c（HA）=0.025mol/L-0.001mol/L=0.024mol/L，故K_a=$\frac{c（{H}^{+}）×c（{A}^{-}）}{c（HA）}$=$\frac{0.001×0.001}{0.024}$≈4.17×10^-5，
答：此温度下一元弱酸（HA）的K_a=4.17×10^-5．

点评 本题是考查溶液pH有关计算、中和滴定计算、电离平衡常数计算等，难度不大，注意对基础知识的理解掌握．