Question

已知：H₂A的A^2-可表示S^2-、S

O

2- 4

、S

O

2- 3

、Si

O

2- 3

或C

O

2- 3

離子．
（1）常溫下，向20mL 0.2mol?L^-1 H₂A溶液中滴加0.2mol?L^-1 NaOH溶液．有關微粒物質的量變化如下圖（其中Ⅰ代表H₂A，Ⅱ代表HA^-，Ⅲ代表A^2-）．請根據圖示填空：

①當V（NaOH）=20mL時，溶液中離子濃度大小關系：

 

；
②等體積等濃度的NaOH溶液與H₂A溶液混合后，其溶液中水的電離程度比純水

 

（填“大”、“小”或“相等”），欲使NaHA溶液呈中性，可以向其中加入

 

．
（2）有關H₂A的鈉鹽的熱化學方程式如下：
①Na₂SO₄（s）═Na₂S（s）+2O₂（g）△H₁=+1011.0kJ?mol^-1；
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-221.0kJ?mol^-1．
則Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）△H₃=

 

kJ?mol^-1；
工業上制備Na₂S時往往要加入過量的碳，同時還要通入空氣，目的有兩個，其一是利用碳與氧氣反應放出的熱維持反應所需溫度，其二是

 

．
（3）若H₂A為硫酸：t℃時，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合后溶液呈中性，則該溫度下水的離子積常數K_W=

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據圖象知，當V（NaOH）=20時，發生反應為NaOH+H₂A═NaHA+H₂O，溶液主要為NaHA，電離為主，溶液顯酸性；
②氫離子或氫氧根離子抑制水的；根據HA^-的電離程度和水解程度相對大小判斷；
（2）根據蓋斯定律解答；
（3）二者等體積混合溶液呈中性，說明酸中氫離子物質的量濃度和堿中氫氧根離子的物質的量濃度相等，從而得出K_W．

解答：解：（1）①當V（NaOH）=20 mL時，發生反應為NaOH+H₂A═NaHA+H₂O，溶液主要為NaHA，HA^-電離大于水解，溶液顯酸性，則c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-）；
②加入等體積的氫氧化鈉時，HA^-的電離程度大于水解程度，則NaHA溶液呈酸性，電離出的氫離子抑制水電離，所以使得溶液中水的電離程度比純水的電離程度小，欲使溶液呈中性，可以加入堿液，
故答案為：小；堿；
（2）①Na₂SO₄（s）═Na₂S（s）+2O₂（g）△H₁=+1011.0kJ?mol^-1 Ⅰ
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-221.0kJ?mol^-1 Ⅱ
將方程式Ⅰ+2Ⅱ得Na₂SO₄（s）+4C（s）═Na₂S（s）+4CO（g）△H₃=+1 011.0kJ?mol^-1+2（-221.0kJ?mol^-1）=+569kJ/mol，
制備Na₂S時往往要加入過量的碳，同時還要通入空氣，目的有兩個，其一是利用碳與氧氣反應放出的熱維持反應所需溫度，其二是使硫酸鈉得到充分還原，
故答案為：+569.0；使硫酸鈉得到充分還原；
（3）若H₂A為硫酸：t℃時，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合后溶液呈中性，說明酸中氫離子物質的量和堿中氫氧根離子的物質的量相等，二者體積相等，酸中氫離子濃度等于堿中氫氧根離子濃度，硫酸中氫離子濃度為0.01mol/L，pH=11的溶液中氫氧根離子濃度=K_W10^-11 mol/L，
所以0.01mol/L=K_W10^-11 mol/L，
所以K_W=10^-13，
故答案為：10^-13．

點評：本題考查了弱電解質的電離、酸堿混合溶液定性判斷、蓋斯定律等知識點，難點是離子濃度大小是判斷，根據溶液中的溶質電離和水解程度相對大小分析解答，難度中等．