Question

【題目】在研究弱電解質的電離、鹽類的水解和溶液中離子濃度大小比較中，某師生共同做了這樣一個實驗：常溫下，向20.0mL，0.1mol/L CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L NaOH溶液，并在滴加過程中不斷用pH計測量混合溶液的pH，繪出pH—V（NaOH）圖像，如圖所示。請分析：

（1）在滴加NaOH溶液至過量過程中的溶液中溶質的變化情況，a、b、c、d各點的溶質各是什么？

（2）CH3COOH與NaOH恰好完全反應的點在圖像中的位置在 區域內。（填：pH>7或pH<7或 pH=7），由此可驗證CH3COOH為 （填：弱酸或強酸）此時共滴加V（NaOH）= mL。

（3）若將此實驗改為中和滴定實驗應用 作為指示劑。

（4）隨著NaOH的加入，水的電離受到一定的影響，當水的電離達到最大時溶液中的溶質為 。

（5）當測得pH為7時共用去V(NaOH)=VmL，請用V的表達式表示此時CH3COOH的電離平衡常數。

Answer 1

【答案】（14分）

（1）a點的溶質為CH3COOH。b點的溶質為CH3COOH和CH3COONa，c點的溶質為CH3COOH和CH3COONa，d點的溶質為CH3COOH和CH3COONa或CH3COONa或CH3COONa和NaOH。(4分)

（2）pH>7；弱酸；（各1分）200.0mL（2分）

（3）酚酞（1分）

（4）CH3COONa（2分）

（5）K=10-9V/(2-10-2V) （3分）

【解析】

試題分析：

（1）常溫下，向20.0mL，0.1mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol/L的NaOH溶液，a點沒有滴入NaOH溶液，其溶質為CH3COOH；b點呈酸性，則溶質為CH3COOH、CH3COONa；c點溶液的pH=7，溶質為CH3COOH和CH3COONa；d點溶液呈堿性，溶質可能為CH3COOH和CH3COONa或CH3COONa或CH3COONa和NaOH，故答案為：CH3COOH、CH3COOH和CH3COONa、CH3COOH和CH3COONa、CH3COOH和CH3COONa或CH3COONa或CH3COONa和NaOH；

（2）CH3COOH與NaOH恰好完全反應生成CH3COONa，醋酸根離子部分水解，溶液顯示堿性，所以此時溶液的pHpH＞7；根據鹽的水解原理可知強堿弱酸鹽溶液顯示堿性，由此實驗可驗證CH3COOH為弱酸；20.0mL，0.1mol/LCH3COOH溶液中含有醋酸的物質的量為：0.1mol/L×0.02L=0.002mol，則需要0.002molNaOH才能恰好反應，則需要0.01mol/L的氫氧化鈉溶液的體積為：=0.2L=200mL，故答案為：pH＞7；弱；200；

（3）氫氧化鈉和醋酸恰好反應時生成醋酸鈉，此時溶液呈堿性，酚酞的變色范圍為8-10，可以選用酚酞做指示劑，故答案為：酚酞；

（4）酸溶液中的氫離子，堿溶液中的氫氧根離子都抑制了水的電離，而能夠水解的鹽溶液會促進水的電離，則溶質為CH3COONa時水的電離程度最大，故答案為：CH3COONa；

（5）當測得pH為7時共用去V（NaOH）=VmL，此時溶液中氫離子濃度為：c（H+）=c（OH-）=1×10-7mol/L，根據電荷守恒可知：c（CH3COO-）=c（H+）==mol/L，根據物料守恒可知醋酸的濃度為：0.1mol/l×-mol/L=mol/L-mol/L，則醋酸的電離平衡常數K==×10-7，答：此時CH3COOH的電離平衡常數K=×10-7。