下列多元酸能被NaOH准确滴定且产生两个突跃范围的是( )(设浓度均为0.1(mol)cdot(l)^-1)A. (H)_2(C)_2(O)_4(K_(a1)=5.6times10^-2, K_(a2)=5.1times10^-5)B. (H)_2(SO)_4 (K_(a2)=1.0times10^-2)C. (H)_2(CO)_3 (K_(a1)=4.2times10^-7, K_(a2)=5.6times10^-11)D. (H)_2(SO)_3 (K_(a1)=1.3times10^-2, K_(a2)=6.3times10^-7)E. 以上均不对
A. $\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$($K_{a1}=5.6\times10^{-2}$, $K_{a2}=5.1\times10^{-5}$)
B. $\text{H}_2\text{SO}_4$ ($K_{a2}=1.0\times10^{-2}$)
C. $\text{H}_2\text{CO}_3$ ($K_{a1}=4.2\times10^{-7}$, $K_{a2}=5.6\times10^{-11}$)
D. $\text{H}_2\text{SO}_3$ ($K_{a1}=1.3\times10^{-2}$, $K_{a2}=6.3\times10^{-7}$)
E. 以上均不对
题目解答
答案
解析
本题考查多元酸能否被强碱准确滴定以及能否产生多个突跃范围的判断,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逐一分析各选项。
多元酸能被强碱准确滴定的条件是:$cK_{a} \geq 10^{-8}$;多元酸能分步滴定产生两个突跃范围的条件是:$\frac{K_{a1}}{K_{a2}} \geq 10^{4}$。
选项A:$\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$($K_{a1}=5.6\times10^{-2}$,$K_{a2}=5.1\times10^{-5}$)
- 对于第一步电离:$cK_{a1}=0.1\times5.6\times10^{-2}=5.6\times10^{-3} \gt 10^{-8}$,满足准确滴定条件。
- 对于第二步电离:$cK_{a2}=0.1\times5.1\times10^{-5}=5.1\times10^{-6} \gt 10^{-8}$,满足准确滴定条件。
- 但$\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{5.6\times10^{-2}}{5.1\times10^{-5}}\approx1.1\times10^{3} \lt 10^{4}$,不满足分步滴定产生两个突跃范围的条件。
选项B:$\text{H}_2\text{SO}_4$($K_{a2}=1.0\times10^{-2}$)
硫酸的第一步完全电离,第二步$cK_{a2}=0.1\times1.0\times10^{-2}=1.0\times10^{-3} \gt 10^{-8}$,能准确滴定,但硫酸只有两步电离,且第一步完全电离,不存在分步滴定产生两个突跃范围的情况。
选项C:$\text{H}_2\text{CO}_3$($K_{a1}=4.2\times10^{-7}$,$K_{a2}=5.6\times10^{-11}$)
- 对于第一步电离:$cK_{a1}=0.1\times4.2\times10^{-7}=4.2\times10^{-8} \approx 10^{-8}$,勉强满足准确滴定条件。
- 对于第二步电离:$cK_{a2}=0.1\times5.6\times10^{-11}=5.6\times10^{-12} \lt 10^{-8}$,不满足准确滴定条件,所以不能产生两个突跃范围。
选项D:$\text{H}_2\text{SO}_3$($K_{a1}=1.3\times10^{-2}$,$K_{a2}=6.3\times10^{-7}$)
- 对于第一步电离:$cK_{a1}=0.1\times1.3\times10^{-2}=1.3\times10^{-3} \gt 10^{-8}$,满足准确滴定条件。
- 对于第二步电离:$cK_{a2}=0.1\times6.3\times10^{-7}=6.3\times10^{-8} \approx 10^{-8}$,勉强满足准确滴定条件。
- 但$\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{1.3\times10^{-2}}{6.3\times10^{-7}}\approx2.1\times10^{4} \approx 10^{4}$,由于$K_{a2}$对应的$cK_{a2}$只是勉强满足准确滴定条件,实际滴定中难以清晰地产生两个突跃范围。
综上,以上选项均不符合能被$\text{NaOH}$准确滴定且产生两个突跃范围的要求。