Question

【題目】酸、堿、鹽都屬于電解質(zhì)，是工業(yè)生產(chǎn)、科研領(lǐng)域的重要原料，請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：

(1)現(xiàn)有四種稀溶液，分別是：A.硫酸溶液 B.甲酸溶液 C. NaOH溶液 D.氨水

取其中兩種溶液發(fā)生中和反應(yīng)，請(qǐng)選擇合適的對(duì)象完成題目的解答：

①A和C的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)，放出57.3kJ的熱量，請(qǐng)寫(xiě)出此中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________________________.

②酸堿中和滴定時(shí)，須選擇合適的指示劑，下列酸堿組合進(jìn)行滴定時(shí)，不能選擇甲基橙為指示劑是____(選填字母)

a.A和C b.A和D c. B和 C d. B和D

③B中甲酸的用途之一是用于配制“緩沖溶液”(HCOOH~HCOONa)。請(qǐng)寫(xiě)出甲酸電離方程式___________________________；已知一定溫度下，甲酸的電離平衡常數(shù) Ka=1.8×10－4，若用 0.2mol·L－1HCOOH 溶液100mL配制pH為4的緩沖溶液，需加入_______mL(答案保留一位小數(shù)) 0.2mol· L－1NaOH溶液。

(2)砷(As)是一些工廠(chǎng)和礦山廢水中的污染元素，H3AsO3(亞砷酸)和H3AsO4(亞砷酸)水溶液中含砷的各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度總和的比值)與pH關(guān)系分別如圖所：

①以酚酞為指示劑，將NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,當(dāng)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色時(shí)停止滴加，此時(shí)砷元素的主要存在形式為________________(填微粒的化學(xué)式)②已知 pKa1 = —lgKa1

H3AsO4第一步電離方程式為H3AsO4H2AsO4- + H+ 電離常數(shù)為Ka1,則pKa1=______。

Answer 1

【答案】H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol c HCOOHHCOO-+ H+ 64.3 H2AsO3-、H3AsO3 2.2

【解析】

（1）①?gòu)?qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱量為中和熱，據(jù)此寫(xiě)出中和熱的熱化學(xué)方程式；

②弱酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯堿性，應(yīng)選擇堿性指示劑；

③甲酸為弱酸，電離方程式為HCOOHHCOO-+ H+；若用100mL 0.2molL-1HCOOH溶液配制pH為4的緩沖溶液，則=1.8×10-4，可知c(HCOO-)=1.8c(HCOOH)，原溶液中n(HCOOH)=0.02mol，設(shè)加入xmolNaOH，則x=1.8(0.02-x)，x=0.01286mol，據(jù)此計(jì)算出NaOH溶液的體積；

(2)①根據(jù)圖知，堿性增強(qiáng)時(shí)，H3AsO3的濃度減小、H2AsO3-濃度增大，說(shuō)明堿和H3AsO3生成H2AsO3-。酚酞的變色范圍是8.2-10.0，當(dāng)溶液的PH在8.2到10.0之間時(shí)，溶液顯粉紅色，據(jù)此分析砷元素的主要存在形式；

②Ka1=，pH=2.2時(shí)c(H+)=10-2.2 mol/L，c(H3AsO3)=c(H2AsO3-)，據(jù)此計(jì)算出Ka1，根據(jù)pKa1=-lgKa1可計(jì)算出結(jié)果。

(1)①?gòu)?qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量，故選擇硫酸與氫氧化鈉，此中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol；

故答案為：H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol；

②弱酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液顯堿性，不能選擇甲基橙為指示劑，故答案為：c；

③甲酸為弱酸，電離方程式為HCOOHHCOO-+ H+；若用100mL 0.2molL-1HCOOH溶液配制pH為4的緩沖溶液，則=1.8×10-4，可知c(HCOO-)=1.8c(HCOOH)，原溶液中n(HCOOH)=0.02mol，設(shè)加入xmolNaOH，則x=1.8(0.02-x)，x=0.01286mol，則需加入0.2molL-1NaOH溶液的體積為=0.0643L=64.3mL；

故答案為：HCOOHHCOO-+ H+；64.3；

(2)①根據(jù)圖知，堿性增強(qiáng)時(shí)，H3AsO3的濃度減小、H2AsO3-濃度增大，說(shuō)明堿和H3AsO3生成H2AsO3-。酚酞的變色范圍是8.2-10.0，當(dāng)溶液的PH在8.2到10.0之間時(shí)，溶液顯粉紅色，此時(shí)砷元素的主要存在形式為H2AsO3-、H3AsO3；

故答案為：H2AsO3-、H3AsO3；

②Ka1=，pH=2.2時(shí)c(H+)=10-2.2 mol/L，c(H3AsO3)=c(H2AsO3-)，pKa1=-lgKa1=-lg=2.2。

故答案為：2.2。