Question

4．結(jié)合如表回答下列問題（均為25℃時的數(shù)據(jù)）

酸	電力平衡常數(shù)（Ka）	酸	電力平衡常數(shù)（Ka）
CH3COOH	1.7×10-5	H3BO3	5.8×10-10
H2CO3	Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11	HNO2	7.1×10-4
		HCN	6.2×10-10

（1）上述五種酸中，酸性最強的是HNO₂ （填化學(xué)式）．HCO₃^-的電離平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$．
（2）已知硼酸（H₃BO₃）與足量NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)的離子方程式為：H₃BO₃+OH^-=B（OH）₄^-，則硼酸為一元酸，硼酸的電離方程式為H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺．
（3）常溫下，0.01mol•L^-1的HNO₂ 溶液加水稀釋的過程中，下列各項數(shù)據(jù)增大的是④⑤（填代號）．
①c（H⁺ ） ②$\frac{c（N{O}_{2}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$   ③Ka（HNO₂）
 ④$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HN{O}_{2}）}$   ⑤c（OH^-）     ⑥$\frac{c（N{O}_{2}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）•c（O{H}^{-}）}$
（4）如圖描述的是醋酸與HNO₂ 在水中的電離度與濃度關(guān)系，
其中反映醋酸的是曲線乙 （填“甲”或“乙”，已知：電離度=已電離的溶質(zhì)分子數(shù)/原有溶質(zhì)分子總數(shù)）．
（5）根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可知，在溶液中能大量共存的微粒組是d （填代號）．
a．H₂CO₃、HCO${\;}_{3}^{-}$、CH₃COO^-、CN^-    b．HCO${\;}_{3}^{-}$、CH₃COOH、CN^-、CO${\;}_{3}^{2-}$
c．HCN、HCO${\;}_{3}^{-}$、CN^-、CO${\;}_{3}^{2-}$         d．HCN、HCO${\;}_{3}^{-}$、CH₃COO^-、CN
（6）設(shè)計一個現(xiàn)象明顯、操作簡便的實驗方案證明HNO₂酸性強于碳酸（不用敘述儀器和具體操作）．

Answer 1

分析 （1）電離平衡常數(shù)K的值越大，則酸的酸性越強；HCO₃^-的電離方程式為：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，據(jù)此寫出電離平衡常數(shù)表達式；
（2）根據(jù)酸與堿反應(yīng)時氫離子與氫氧根離子之間的關(guān)系判斷；
（3）常溫下，0.01mol•L^-1的HNO₃ 溶液加水稀釋的過程中，電離平衡向右移，電離出的n（H⁺）和n（NO₂^-）增多，但濃度降低，結(jié)合電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}^{+}）•c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）}$來分析；
（4）K值越大，在酸性越強，在相同濃度下電離程度越大；
（5）根據(jù)電離平衡常數(shù)K可知，酸性強弱關(guān)系為：HNO₂＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞H₃BO₃＞HCO₃^-，根據(jù)“強酸制弱酸”的規(guī)律來分析；
（6）要證明HNO₂酸性強于碳酸，只需用HNO₂與碳酸鹽反應(yīng)制的二氧化碳即可．

解答 解：（1）電離平衡常數(shù)K的值越大，則酸的酸性越強，故酸性最強的是HNO₂；HCO₃^-的電離方程式為：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，故電離平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$；故答案為：HNO₂；$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$；
（2）已知硼酸（H₃BO₃）與足量NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)的離子方程式為：H₃BO₃+OH^-=B（OH）₄^-，則H₃BO₃為一元酸，其電離方程式為：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
故答案為：一；H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
（3）①0.01mol•L^-1的HNO₃ 溶液加水稀釋的過程中，電離平衡向右移，電離出的n（H⁺）和n（NO₂^-）增多，但c（H⁺ ）降低，故錯誤；
 ②0.01mol•L^-1的HNO₃ 溶液加水稀釋的過程中，c（H⁺ ）和c（NO₂^-）均降低，但由于水能電離出部分氫離子，且HNO₂的濃度越低，水電離出的氫離子濃度越高，故c（H⁺ ）比c（NO₂^-）下降的要緩慢一些，故$\frac{c（N{O}_{2}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$ 減小，故錯誤；
  ③Ka（HNO₂）只受溫度的影響，故加水稀釋，K不變，故錯誤；
 ④加水稀釋，兩端平衡常數(shù)K=$\frac{c（{H}^{+}）•c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）}$不變，但由于c（NO₂^-）降低，故$\frac{c（{H}^{+}）}{c（HN{O}_{2}）}$ 升高，故正確；
 ⑤0.01mol•L^-1的HNO₃ 溶液加水稀釋的過程中，c（H⁺ ）降低，c（OH^-）升高，故正確；    
 ⑥$\frac{c（N{O}_{2}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）•c（O{H}^{-}）}$=$\frac{c（N{{O}_{2}}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（HN{O}_{2}）}×\frac{1}{{K}_{w}}$=$\frac{K}{{K}_{w}}$，由于溫度不變，故此比值不變，故錯誤．
故選④⑤；
（4）K值越大，在酸性越強，在相同濃度下電離程度越大，從圖象可知，在濃度相同時，甲的電離程度更大，故甲的酸性更強，故甲為HNO₂，則乙為CH₃COOH，故答案為：乙；
（5）根據(jù)電離平衡常數(shù)K可知，酸性強弱關(guān)系為：HNO₂＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞H₃BO₃＞HCO₃^-，根據(jù)“強酸制弱酸”的規(guī)律可知，強酸能和弱酸鹽反應(yīng)生成弱酸和強酸鹽．
a．酸性強弱關(guān)系為：H₂CO₃＞HCN，故H₂CO₃能和CN^-反應(yīng)生成HCN，不能共存，故a錯誤；
b．酸性強弱關(guān)系為：CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN，故CH₃COOH與HCO${\;}_{3}^{-}$、CN^-、CO${\;}_{3}^{2-}$均能反應(yīng)生成二氧化碳和HCN，故不能共存，故b錯誤；
c．酸性強弱關(guān)系為：HCN＞HCO₃^-，故HCN能與CO${\;}_{3}^{2-}$ 反應(yīng)生成HCO₃^-，不能共存，故c錯誤；
d．酸性強弱關(guān)系為：HNO₂＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞H₃BO₃＞HCO₃^-，HCN、HCO${\;}_{3}^{-}$、CH₃COO^-、CN-之間互不反應(yīng)，故能共存，故d正確．
故選d．
（6）要證明HNO₂酸性強于碳酸，只需用HNO₂與碳酸鹽反應(yīng)制的二氧化碳即可．故用HNO₂溶液與碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，若有無色氣體產(chǎn)生，則可證明HNO₂的酸性強于碳酸，故答案為：用HNO₂溶液與碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，若有無色氣體產(chǎn)生，則可證明HNO₂的酸性強于碳酸；

點評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離、電離常數(shù)的應(yīng)用、粒子共存的判斷等，題目難度中等，根據(jù)表中數(shù)據(jù)正確判斷酸性強弱為解答關(guān)鍵，注意明確酸性強弱與電離平衡常數(shù)的關(guān)系，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力．