题目
浓度均为0.1 mol·L-1 的 HCl 和 H2C2O4 混合溶液中 HC2O4- 、C2O42- 离子浓度与下列数据最接近的是(H2C2O4的Ka1=5.27×10-2 ,Ka2=5.39×10-5 )A. 0.054 ,0.054B. 0.054 ,1.25×10-4C. 0.029 ,1.25×10-4D. 0.029 ,1.21×10-5
浓度均为0.1 mol·L-1 的 HCl 和 H2C2O4 混合溶液中 HC2O4- 、C2O42- 离子浓度与下列数据最接近的是(H2C2O4的Ka1=5.27×10-2 ,Ka2=5.39×10-5 )
A. 0.054 ,0.054
B. 0.054 ,1.25×10-4
C. 0.029 ,1.25×10-4
D. 0.029 ,1.21×10-5
题目解答
答案
D. 0.029 ,1.21×10-5
解析
步骤 1：确定H2C2O4的电离平衡
H2C2O4在水中分两步电离，第一步电离产生H+和HC2O4-，第二步电离产生H+和C2O42-。由于HCl的存在，溶液中H+浓度较高，抑制了H2C2O4的电离，主要考虑第二步电离。
步骤 2：计算HC2O4-的浓度
由于HCl的浓度为0.1 mol·L-1，H+的浓度为0.1 mol·L-1，H2C2O4的第一步电离几乎完全被抑制，因此HC2O4-的浓度主要由H2C2O4的初始浓度决定，即0.1 mol·L-1。
步骤 3：计算C2O42-的浓度
根据Ka2的定义，Ka2 = [H+][C2O42-]/[HC2O4-]，代入已知数据，可以计算出C2O42-的浓度。由于[H+] = 0.1 mol·L-1，[HC2O4-] = 0.1 mol·L-1，Ka2 = 5.39×10-5，可以计算出[C2O42-] = Ka2 * [HC2O4-] / [H+] = 5.39×10-5 * 0.1 / 0.1 = 5.39×10-5 mol·L-1。
步骤 4：选择最接近的选项
根据计算结果，HC2O4-的浓度为0.1 mol·L-1，C2O42-的浓度为5.39×10-5 mol·L-1，最接近的选项是D。
H2C2O4在水中分两步电离，第一步电离产生H+和HC2O4-，第二步电离产生H+和C2O42-。由于HCl的存在，溶液中H+浓度较高，抑制了H2C2O4的电离，主要考虑第二步电离。
步骤 2：计算HC2O4-的浓度
由于HCl的浓度为0.1 mol·L-1，H+的浓度为0.1 mol·L-1，H2C2O4的第一步电离几乎完全被抑制，因此HC2O4-的浓度主要由H2C2O4的初始浓度决定，即0.1 mol·L-1。
步骤 3：计算C2O42-的浓度
根据Ka2的定义，Ka2 = [H+][C2O42-]/[HC2O4-]，代入已知数据，可以计算出C2O42-的浓度。由于[H+] = 0.1 mol·L-1，[HC2O4-] = 0.1 mol·L-1，Ka2 = 5.39×10-5，可以计算出[C2O42-] = Ka2 * [HC2O4-] / [H+] = 5.39×10-5 * 0.1 / 0.1 = 5.39×10-5 mol·L-1。
步骤 4：选择最接近的选项
根据计算结果，HC2O4-的浓度为0.1 mol·L-1，C2O42-的浓度为5.39×10-5 mol·L-1，最接近的选项是D。