题目

6、已知H3PO4的 (a)_(1)=6.92times (10)^-3 Ka2-|||-=6.23times (10)^-8 , _({a)_(3)}=4.79times (10)^-13, 在0.1-|||-cdot (L)^-1 磷酸溶液中,下列离子浓度大-|||-小顺序正确的是-|||-A、 (O)_(4)^2-gt (P{O)_(4)}^3-gt (H)^+gt (OH)^- B、-|||-^+gt (H)_(2)P(O)_(4)gt (P{O)_(4)}^3gt (OH)^--|||-C、 _(2)P(O)_(4)gt HP(O)_(4)^2-gt (P{O)_(4)}^3-gt (OH)^- D、-|||-_(2)P(O)_(4)gt HP(O)_(4)^2-gt OHgt (P{O)_(4)}^3-

题目解答

答案

解析

本题考查多元弱酸的电离平衡以及离子浓度大小比较的知识点。解题的关键在于理解多元弱酸分步电离的特点，即每一步电离程度不同，电离常数越大，该步电离产生的离子浓度相对越大，同时要考虑水的电离程度相对较弱。

  1. 分析磷酸的电离情况：
    • 磷酸$H_3PO_4$是三元弱酸，存在三级电离平衡，其电离方程式分别为：
      • 第一步电离：$H_3PO_4\rightleftharpoons H_2PO_4^- + H^+$，电离常数$K_{a1}=6.92\times 10^{-3}$。
      • 第二步电离：$H_2PO_4^-\rightleftharpoons HPO_4^{2 - } + H^+$，电离常数$K_{a2}=6.23\times 10^{-8}$。
      • 第三步电离：$HPO_4^{2 - }\rightleftharpoons PO_4^{3 - } + H^+$，电离常数$K_{a3}=4.79\times 10^{-13}$。
    • 水也会发生微弱电离：$H_2O\rightleftharpoons OH^- + H^+$。
  2. 比较各离子浓度大小：
    • 由于$K_{a1}\gt K_{a2}\gt K_{a3}$，说明第一步电离程度最大，产生的$H_2PO_4^-$浓度最大；第二步电离程度次之，产生的$HPO_4^{2 - }$浓度次之；第三步电离程度最小，产生的$PO_4^{3 - }$浓度最小。
    • 同时，水的电离程度非常微弱，所以$OH^-$浓度是最小的。
    • 因此，离子浓度大小顺序为$[H_2PO_4^-]\gt [HPO_4^{2 - }]\gt [PO_4^{3 - }]\gt [OH^-]$。