Question

【題目】含有弱酸HA和其鈉鹽NaA的混合溶液，在化學上用作緩沖溶液。當向其中加入少量酸或堿時，溶液的酸堿性變化不大。回答下列問題：

(1)將該溶液兩等分，向其中加入少量鹽酸時，發生反應的離子方程式為______；另一份加入少量KOH溶液時，發生反應的離子方程式為______。

(2)現將0.04molL-1HA溶液和0.02molL-1NaOH溶液等體積混合，得到緩沖溶液。

①若HA為HCN，該緩沖溶液顯堿性，則溶液中c(Na+)______c(CN-)。(填“<”“=”或“>”)；

②若HA為CH3COOH，該緩沖溶液顯酸性。則溶液中所有的離子按濃度由大到小排列的順序是______。

(3)緩沖溶液一般是由濃度較大的弱酸及其共軛堿所組成，其pH值的近似計算公式為：pH=pK酸+lg[c共軛堿/c酸]。人體血液中的H2CO3-HCO3－平衡起到緩沖作用。實測某人血液的pH=7.2，c()=2.3×10-2mol/L，且已知血液中的H2CO3的pKa1=6.2。則此人血液中的c(H2CO3)=______mol/L。

Answer 1

【答案】A-+H+=HA HA+OH-=H2O+A- > c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) 2.3×10-3

【解析】

(1)溶液中含有HA和NaA兩種溶質，加入少量的鹽酸，會發生強酸制弱酸，其離子方程式為H＋＋A－=HA；加入KOH，會與溶液中的酸HA反應，其離子方程式為OH－＋HA=H2O＋A－；

(2)現將0.04molL-1HA溶液和0.02molL-1NaOH溶液等體積混合，酸堿發生中和反應，酸中和一半，得到了NaA和HA等物質的量濃度的混合溶液，兩者濃度均為0.1mol·L－1；

①若HA是HCN，則溶液中的溶質為HCN和NaCN，HCN在溶液中會電離，電離方程式：HCNH＋＋CN－；CN－在溶液中會水解，其水解方程式：CN－＋H2OHCN＋OH－；HCN電離使得溶液呈酸性，CN－水解使得溶液呈堿性，現溶液呈堿性，說明CN－的水解程度大于HCN的電離程度；則溶液中c(HCN)＞c(CN－)。根據物料守恒，2c(Na＋)=c(HCN)+c(CN－)，結合c(HCN)＞c(CN－)，可得2c(Na＋)＞2c(CN－)，則c(Na＋)＞c(CN－)；

②若HA是CH3COOH，則溶液中的溶質為CH3COONa和CH3COOH；CH3COOH在溶液中會電離，電離方程式：CH3COOHCH3COO－＋H＋；CH3COO－在溶液中會水解，水解方程式為CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－；CH3COOH電離使得溶液呈酸性，CH3COO－水解使得溶液呈堿性，現溶液呈酸性，則CH3COOH的電離程度大于CH3COO－的水解程度，電離程度較大，使得溶液中的c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)；根據物料守恒，2c(Na＋)=c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，結合兩式，可得c(CH3COO－)＞c(Na＋)，由于弱電解質電離是微弱的，因此c(Na＋)＞c(H＋)；溶液呈酸性，則c(H＋)＞c(OH－)，則溶液中的離子濃度大小排序：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)；

(3)緩沖溶液的pH值的近似計算公式為：pH=pK酸+lg[c共軛堿/c酸]。人體血液中的H2CO3-HCO3－平衡起到緩沖作用，H2CO3是酸，HCO3－為共軛堿；實測某人血液的pH=7.2，c(HCO3－)=2.3×10-2mol/L，且已知血液中的H2CO3的pKa1=6.2，帶入數據可得，7.2=6.2+, 求得c(H2CO3)= 2.3×10-3mol·L－1。