Question

（题文）常温下，某水溶液M中存在的离子有Na^＋、A^2－、HA^－、H^＋、OH^－，存在的分子有H₂O、H₂A。根据题意回答下列问题：

(1)写出酸H₂A的电离方程式_________________________。

(2)若溶液M由10 mL 2 mol·L^－1NaHA溶液与10 mL 2 mol·L^－1 NaOH溶液等体积混合而成，则溶液M的pH________(填“<”“>”或“＝”)7，溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________。已知K_sp(BaA)＝1.8×10^－10，向该溶液中加入10 mL 1 mol·L^－1BaCl₂溶液，混合后溶液中的Ba^2＋浓度为________mol·L^－1。

(3)若有下列三种溶液：①0.01 mol·L^－1的H₂A溶液；②0.01 mol·L^－1的NaHA溶液；③0.02 mol·L^－1的HCl与0.04 mol·L^－1的NaHA溶液等体积混合，则三种情况下，溶液中c(H₂A)最大的是____________；pH由大到小的顺序为______________。

(4)若溶液M由pH＝3的H₂A溶液V₁ mL与pH＝11的NaOH溶液V₂ mL混合反应而得，混合溶液中＝10⁴，V₁与V₂的大小关系为________(填“V₁大于V₂”“V₁等于V₂”“V₁小于V₂”或“均有可能”)。

Answer

H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－＞c(Na＋)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(HA－)＞c(H＋)5.4×10－10③②＞③＞①均有可能

【解析】

(1)因为同时存在的分子有H2O、H2A,则H2A为弱酸；(2)等体积混合生成Na2A,为强碱弱酸盐，水解显碱性,A2-离子水解以第一步为主；(3)(1)弱酸电离,(2)中HA-水解生成分子,(3)中等体积混合为等量的NaCl、NaHA、H2A,抑制弱酸的电离；(4)混合溶液c(H＋)/ c(OH－)=104, c(H＋)=10-5mol/L,溶液显酸性,则酸过量,以此分析。

(1)因为同时存在的分子有H2O、H2A,则H2A为二元弱酸,电离方程式为H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－,因此，本题正确答案是: H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－

(2)NaHA与NaOH以等物质的量反应后生成Na2A，由于A2－水解使溶液显碱性，所以pH＞7；Na2A溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na＋)＞c(A2－)＞c(OH－)>c(HA－)>c(H＋)；由离子方程式Ba2＋＋A2－=BaA↓可得：反应后A2－过量0.01 mol，溶液中c(A2－)＝＝mol·L－1，根据BaA的Ksp可得：c(Ba2＋)＝mol/L＝5.4×10－10mol/L。本题答案为：＞； c(Na＋)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(HA－)＞c(H＋) ；5.4×10－10。

(3)③中溶质为物质的量浓度均为0.01 mol/L的NaCl、NaHA、H2A。NaHA、H2A相互抑制，弱酸电离程度较小，酸式酸根离子水解程度更小，所以这三种溶液中c(H2A)最大的为③；①为酸溶液，pH最小，②为盐溶液，③为酸和盐的混合溶液，所以pH③＜②，则这三种溶液pH大小顺序是②＞③＞①。本题答案为：③ . ②＞③＞① 。

(4)混合溶液＝104，说明溶液呈酸性，则酸过量，H2A为弱酸，pH＝3的H2A溶液与pH＝11的NaOH溶液混合时酸的浓度大于碱的浓度,则二者体积关系不确定,大于、小于或等于都可能酸过量,因此，本题正确答案是:均有可能。