Question

6．（1）常温下，已知0.1mol•L^-1一元酸HA溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8．
①常温下，0.1mol•L^-1 HA溶液的pH=3；写出该酸（HA）与NaOH溶液反应的离子方程式：HA+OH^-═A^-+H₂O；
②pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后，溶液中4种离子物质的量浓度大小关系是：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
③0.2mol•L^-1HA溶液与0.1mol•L^-1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中：
c（H⁺）+c（HA）-c（OH^-）=0.05mol•L^-1．（溶液体积变化忽略不计）
（2）为实现以下各步的转化，请在括号内填入适当试剂的化学式

Answer 1

分析 （1）①0.1mol•L^-1一元酸HA溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8，则c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，依据pH=-lgc（H⁺）计算该溶液的pH；根据计算判断HA为弱电解质，然后写出其与氢氧化钠溶液的反应的离子方程式；
②根据酸和碱的物质的量的相对大小确定溶液中的溶质，从而确定溶液的酸碱性，结合电离平衡、水解平衡、电荷守恒等确定溶液中各种离子浓度的相对大小；
③根据电荷守恒与物料守恒进行计算．
（2）根据官能团的性质以及变化判断反应条件，-COOH具有酸性，可与NaHCO₃反应生成-COONa，注意酚羟基不与NaHCO₃反应，-COONa与HCl或H₂SO₄等强酸反应又可生成-COOH，酚羟基与NaOH或Na₂CO₃ 反应生成酚羟基钠，醇羟基与金属钠反应，以此判断．

解答 解：（1）①0.1mol•L^-1一元酸HA溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=1×10^-8，根据水的离子积可得：c（OH^-）=10^-11mol/L、c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，该溶液的pH=-lgc（H⁺）=3；说明HA在溶液中只能部分电离出氢离子，则HA为弱酸，该酸（HA）与NaOH溶液反应的离子方程式为：HA+OH^-=A^-+H₂O，
故答案为：3；HA+OH^-=A^-+H₂O；
②常温下pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=10^-3mol•L^-1，HA是弱酸，酸的浓度远远大于氢离子浓度，溶液中的溶质是酸和盐，溶液呈酸性，所以溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，酸根离子浓度大于钠离子浓度，溶液中4种离子物质的量浓度大小关系为：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②0.2mol•L^-1HA溶液与0.1mol•L^-1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中，由电荷守恒可得：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），由物料守恒可得：2c（Na⁺）=c（A^-）+c（HA），二者结合可得：c（H⁺）+c（HA）-c（OH^-）=c（Na⁺）=$\frac{1}{2}$×0.1mol/L=0.05mol/L，
故答案为：0.05．
（2）根据官能团的性质以及变化判断反应条件，-COOH具有酸性，可与NaHCO₃反应生成-COONa，注意酚羟基不与NaHCO₃反应，-COONa与HCl或H₂SO₄等强酸反应又可生成-COOH，酚羟基与NaOH或Na₂CO₃ 反应生成酚羟基钠，酚羟基钠可与CO₂反应生成酚羟基，醇羟基与金属钠反应，所以加入的化学试剂为：①NaHCO₃；②H₂SO₄或HCl；③NaOH或Na₂CO₃；④CO₂；⑤CNa，
故答案为：①NaHCO₃；②H₂SO₄或HCl；③NaOH或Na₂CO₃；④CO₂；⑤CNa．

点评 本题考查了酸碱混合后溶液定性判断及溶液pH的计算、有机物的结构与性质，题目难度中等，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系，能够根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解原理正确判断溶液中各离子浓度大小．