常温时,将0.05mol/L盐酸和未知浓度的NaOH溶液以1:2混合后,混合液的pH为12,用上述NaOH溶液滴定pH=3的某一元弱酸HA的溶液20mL,达到终点时,消耗NaOH溶液12.5mL.求:(1)NaOH溶液的物质的量浓度;(2)一元弱酸HA的物质的量浓度;(3)一元弱酸HA的电离平衡常数.

问题描述:

常温时,将0.05mol/L盐酸和未知浓度的NaOH溶液以1:2混合后,混合液的pH为12,用上述NaOH溶液滴定pH=3的某一元弱酸HA的溶液20mL,达到终点时,消耗NaOH溶液12.5mL.求:
(1)NaOH溶液的物质的量浓度;
(2)一元弱酸HA的物质的量浓度;
(3)一元弱酸HA的电离平衡常数.

(1)溶液的pH为12,c(OH-)=0.01mol/L,则NaOH过量,设碱的浓度为x,则

2Vx−0.05V
3V
mol/L=0.01mol/L,解得x=0.04mol/L,
答:NaOH溶液的物质的量浓度为0.04mol/L;
(2)NaOH溶液滴定pH=3的一元弱酸HA的溶液20mL,达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL,由cV=cV可知,12.5×10-3L×0.04mol/L=c×20×10-3L,
解得c=0.025mol/L,
答:一元弱酸HA的物质的量浓度0.025mol/L;
(3)pH=3的一元弱酸HA的溶液中c(H+)=c(A-)=10-3mol/L,则:
       HA⇌H++A-
10-3mol/L 10-3mol/L  10-3mol/L
故平衡时c(HA)=0.025mol/L-10-3mol/L≈0.025mol/L,
则Ka=
c(H+)•c(A)
c(HA)
=
10−3×10−3
0.025
=4×10-5
答:一元弱酸HA的电离平衡常数为4×10-5
答案解析:(1)溶液的pH为12,c(OH-)=0.01mol/L,则NaOH过量,设碱的浓度为x,用x表示出混合后溶液中c(OH-),据此列方程计算;
(2)NaOH溶液滴定pH=3的一元弱酸HA的溶液20mL,达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL,利用cV=cV计算;
(3)pH=3的一元弱酸HA的溶液中c(H+)=c(A-)=10-3mol/L,进而计算电离平衡时c(HA),再根据Ka=
c(H+)•c(A)
c(HA)
计算.
考试点:物质的量浓度的相关计算;弱电解质在水溶液中的电离平衡.
知识点:本题考查酸碱混合的计算、中和滴定、电离平衡常数计算等,难度不大,明确混合后溶液的pH判断过量是解答的关键,注意掌握pH值的计算.