Question

4．某二元酸（用H₂B表示）在水中的电离方程式是H₂B═H⁺+HB^- HB^-?H⁺+B^2-．
回答下列问题：
（1）Na₂B溶液显碱性（填“酸性”、“中性”或“碱性”），理由是B^2-+H₂O?HB^-+OH^-（用离子方程式表示）．
（2）在0.1mol•L^-1的Na₂B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是CD．
A．c（B^2-）+c（HB^-）+c（H₂B）=0.1mol•L^-1
B．c（Na⁺）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（HB^-）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HB^-）+2c（B^2-）
D．c（Na⁺）=2c（B^2-）+2c（HB^-）
（3）已知0.1mol•L^-1 NaHB溶液的pH=2，则0.1mol•L^-1 H₂B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能＜0.11mol•L^-1（填“＜”、“＞”或“=”），理由是H₂B第一步电离产生的H⁺对HB^-的电离起了抑制作用．
（4）0.1mol•L^-1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．
（5）常温下将0.010mol CH₃COONa和0.004mol HCl溶于水，配制成0.5L混合溶液．判断：
①溶液中共有7种粒子．
②其中有两种粒子的物质的量之和一定等于0.010mol，它们是CH₃COO^-和CH₃COOH．
③溶液中n（CH₃COO^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=0.006mol．

Answer 1

分析 （1）根据该酸的电离方程式知，第一步是完全电离，第二步是部分电离，说明B^2-离子水解而HB^-不水解，且HB^-是弱酸，Na₂B是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性；
（2）根据二元酸的电离方程式知，B^2-只发生第一步水解，结合电荷守恒和物料守恒分析解答；
（3）若0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，说明溶液中C（H⁺）=0.01mol/L，则HB^-的电离度是10%，H₂B第一步完全电离，第二步部分电离，且含有相同的离子能抑制弱根离子的电离；
（4）根据离子是否电离确定钠离子和酸式酸根离子浓度大小，根据溶液的酸碱性确定氢离子和氢氧根离子浓度相对大小，根据离子来源确定氢离子和B离子相对大小；
（5）CH₃COONa和HCl反应生成CH₃COOH和NaCl，因CH₃COONa的物质的量大于HCl，所以醋酸钠有剩余，溶液中的溶质为NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，且CH₃COONa的物质的量与CH₃COOH的物质的量之比为3：2，
①溶液中存在电离平衡H₂O?H⁺+OH^-、CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，水解平衡CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，据此判断溶液中存在的粒子；
②任何电解质溶液中都存在物料守恒，根据物料守恒判断；
③任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒判断．

解答 解：（1）因为B^2-能够水解，所以Na₂B溶液显碱性，其水解方程式为：B^2-+H₂O?HB^-+OH^-，
故答案为：碱性，B^2-+H₂O?HB^-+OH^-；
（2）在Na₂B中存在水解平衡：B^2-+H₂O=HB^-+OH^-，HB^-不会进一步水解，所以溶液中没有H₂B分子，
A．HB^-不会进一步水解，所以溶液中没有H₂B分子，根据物料守恒得c（B^2-）+c（HB^-）=0.1mol•L^-1，故A错误；
B．根据质子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HB^-），故B错误；
C．根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HB^-）+2c（B^2-），故C正确；
D．把质子守恒和电荷守恒式相加得：c（Na⁺）=2c（B^2-）+2c（HB^-），故D正确；
故答案为：CD；
（3）若0.1mol•L^-1NaHB溶液的pH=2，说明溶液中C（H⁺）=0.01mol/L，则HB^-的电离度是10%，H₂B第一步完全电离，第二步部分电离，由于H₂B第一步电离产生的H⁺抑制了HB^-的电离，故H₂B（0.1 mol/L）的c（H⁺）小于0.11 mol/L，
故答案为：＜，H₂B第一步电离产生的H⁺对HB^-的电离起了抑制作用；
（4）钠离子不电离，HB^-能电离，所以c（Na⁺）＞c（HB^-），根据（3）知，溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），水和HB^-都电离出氢离子，则c（H⁺）＞c（B^2-），所以该溶液中离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HB^-）＞c（H⁺）＞c（B^2-）＞c（OH^-）．
（5）CH₃COONa和HCl反应生成CH₃COOH和NaCl，因CH₃COONa的物质的量大于HCl，所以醋酸钠有剩余，溶液中的溶质为NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，且CH₃COONa的物质的量与CH₃COOH的物质的量之比为3：2，
①溶液中存在电离平衡 H₂O?H⁺+OH^-、CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，水解平衡CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，所以溶液中存在的粒子有H₂O、H⁺、OH^-、CH₃COOH、CH₃COO^-、Na⁺、Cl^-，所以一共有7种粒子，
故答案为：7；
②任何电解质溶液中都存在物料守恒，根据物料守恒得n（CH₃COO^-）+n（CH₃COOH）=0.010mol，
故答案为：CH₃COO^-；CH₃COOH；
③溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得n（CH₃COO^-）+n（OH^-）+n（Cl^-）=n（H⁺）+n（Na+），所以的n（CH₃COO^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=n（Na+）-n（Cl^-）=0.010mol-0.004mol=0.006mol，
故答案为：0.006．

点评 本题考查弱电解质电离、离子浓度大小比较，注意该酸第一步完全电离，第二步部分电离，导致HB^-能电离但不水解，为易错点，题目难度中等，注意把握溶液中的守恒关系．