Question

弱酸HA的电离常数K_a＝。25 ℃时，几种弱酸的电离常数如下：

弱酸化学式	HNO2	CH3COOH	HCN	H2CO3
电离常数	5.1×10^-4	1.8×10^-5	6.2×10^-10	K1=4.4×10^-7   K2=4.7×10^-11

（1）根据上表数据填空：

①物质的量浓度相同的四种酸，其pH由大到小的顺序是                。

②分别向等体积、相同pH的HCl溶液和CH₃COOH溶液中加入足量的Zn粉，反应刚开始时产生H₂的速率：v(HCl)      v(CH₃COOH)（填“＝”、“＞”或“＜”下同），反应完全后，所得氢气的质量：m(H₂)_盐酸         m(H₂)_醋酸。

③将0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L Na₂CO₃溶液等体积混合，发生反应的化学方程式为__________________。

（2）体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中溶液pH变化如图所示。稀释后，HX溶液中水电离的c(H^＋) 比醋酸溶液中水电离的c(H^＋)          ；电离常数K_a(HX)      K_a(CH₃COOH)（填“＞”、“＝”或“＜”），理由是               。

Answer

（1）① HCN＞H2CO3＞CH3COOH＞HNO2（1分）

② ＝（1分） ＜（1分）

③ HCN＋Na2CO3==NaCN＋NaHCO3（2分）

（2）大（1分） ＞（1分）

稀释相同倍数，较强的酸pH变化较大，较强的酸电离常数较大，从图中看出HX的pH变化较大（2分）

【解析】

试题分析：（1）①弱酸的电离常数越大，相同条件下弱酸的电离程度越大，物质的量浓度相同时氢离子浓度越大，pH越小，故物质的量浓度相同的四种酸，其pH由大到小的顺序是HCN＞H2CO3＞CH3COOH＞HNO2。②盐酸和醋酸与足量锌粉反应，产生氢气的速率由氢离子浓度决定，产生氢气的物质的量由HCl和醋酸的物质的量决定。相同pH的HCl溶液和CH3COOH溶液氢离子浓度相等，则反应刚开始时产生H2的速率：v(HCl)=v(CH3COOH)；HCl为强电解质，全部电离，醋酸为弱电解质，部分电离，相同pH的HCl溶液和CH3COOH溶液，盐酸的浓度小于醋酸的浓度，则等体积、相同pH的HCl溶液和CH3COOH溶液，HCl的物质的量小于醋酸的物质的量，故反应完全后，所得氢气的质量：m(H2)盐酸＜m(H2)醋酸。③根据表中数据知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3-，根据强酸制弱酸原理分析将0.2 mol/L HCN溶液与0.1 mol/L Na2CO3溶液等体积混合，发生反应的化学方程式为HCN＋Na2CO3==NaCN＋NaHCO3。

（2）酸溶液分析水的电离，看溶液中氢氧根离子浓度大小。分析图像知稀释后，HX溶液的pH较大，氢氧根浓度较大，故HX溶液中水电离的c(H＋) 比醋酸溶液中水电离的c(H＋)大；pH相同的酸稀释相同的倍数，较强的酸pH变化较大，较强的酸电离常数较大，从图中看出HX的pH变化较大，故电离常数Ka(HX)＞Ka(CH3COOH)。

考点：考查弱电解质的电离。