在下列酸中,用(NaOH)溶液滴定时出现两个滴定突跃的是()A. 柠檬酸 (K_(a1)=7.4times10^-4, K_(a2)=1.7times10^-5, K_(a3)=4.0times10^-7)B. (H)_2(C)_2(O)_4 (K_(a1)=5.9times10^-2, K_(a2)=6.4times10^-5)C. (CH)_2((COOH))_2 (丙二酸) (K_(a1)=1.6times10^-3, K_(a2)=6.9times10^-7)D. (H)_3(PO)_4 (K_(a1)=7.6times10^-3, K_(a2)=6.3times10^-8, K_(a3)=4.4times10^-13)
A. 柠檬酸 ($K_{a1}=7.4\times10^{-4}$, $K_{a2}=1.7\times10^{-5}$, $K_{a3}=4.0\times10^{-7}$)
B. $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$ ($K_{a1}=5.9\times10^{-2}$, $K_{a2}=6.4\times10^{-5}$)
C. $\text{CH}_2(\text{COOH})_2$ (丙二酸) ($K_{a1}=1.6\times10^{-3}$, $K_{a2}=6.9\times10^{-7}$)
D. $\text{H}_3\text{PO}_4$ ($K_{a1}=7.6\times10^{-3}$, $K_{a2}=6.3\times10^{-8}$, $K_{a3}=4.4\times10^{-13}$)
题目解答
答案
解析
本题考查多元酸能否被准确滴定以及能否分步滴定的判断,解题的关键在于依据多元酸准确滴定和分步滴定的条件来分析各选项中的酸。
多元酸能被准确滴定的条件是 $cK_{a} \geq 10^{-8}$,能分步滴定的条件是 $\frac{K_{a_{i}}}{K_{a_{i + 1}}} \geq 10^{4}$。
选项A:柠檬酸
已知柠檬酸的 $K_{a1}=7.4\times10^{-4}$,$K_{a2}=1.7\times10^{-5}$,$K_{a3}=4.0\times10^{-7}$。
- 计算 $\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{7.4\times10^{-4}}{1.7\times10^{-5}}\approx43.5 < 10^{4}$,$\frac{K_{a2}}{K_{a3}}=\frac{1.7\times10^{-5}}{4.0\times10^{-7}} = 42.5 < 10^{4}$。
这表明柠檬酸的各级解离常数之间的比值不满足分步滴定的条件,所以用 $\text{NaOH}$ 溶液滴定时不会出现两个滴定突跃。
选项B:$\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$
已知 $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$ 的 $K_{a1}=5.9\times10^{-2}$,$K_{a2}=6.4\times10^{-5}$。
- 计算 $\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{5.9\times10^{-2}}{6.4\times10^{-5}}\approx922 < 10^{4}$。
说明 $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$ 的两级解离常数比值不满足分步滴定条件,用 $\text{NaOH}$ 溶液滴定时不会出现两个滴定突跃。
选项C:丙二酸
已知丙二酸的 $K_{a1}=1.6\times10^{-3}$,$K_{a2}=6.9\times10^{-7}$。
- 计算 $\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{1.6\times10^{-3}}{6.9\times10^{-7}}\approx2319 < 10^{4}$。
这意味着丙二酸的两级解离常数比值不满足分步滴定条件,用 $\text{NaOH}$ 溶液滴定时不会出现两个滴定突跃。
选项D:$\text{H}_3\text{PO}_4$
已知 $\text{H}_3\text{PO}_4$ 的 $K_{a1}=7.6\times10^{-3}$,$K_{a2}=6.3\times10^{-8}$,$K_{a3}=4.4\times10^{-13}$。
- 计算 $\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{7.6\times10^{-3}}{6.3\times10^{-8}}\approx1.2\times10^{5} > 10^{4}$,$\frac{K_{a2}}{K_{a3}}=\frac{6.3\times10^{-8}}{4.4\times10^{-13}}\approx1.43\times10^{5} > 10^{4}$。
同时,$cK_{a1} \geq 10^{-8}$,$cK_{a2} \geq 10^{-8}$,满足多元酸准确滴定和分步滴定的条件,所以用 $\text{NaOH}$ 溶液滴定时会出现两个滴定突跃。