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化学
题目

用0.1000mol/L的NaOH标准溶液滴定等浓度的的磷酸溶液(K_(a1)=6.9times10^-3; K_(a2)=6.2times10^-8; K_(a3)=4.8times10^-13)溶液时,下列说法正确的是A. 一级、二级解离的mathrm(H)^+能分别被准确滴定B. 只能准确滴定第一级解离的mathrm(H)^+C. 三级解离的mathrm(H)^+均能被分步准确滴定D. 无法判断是否能采用指示剂目测终点并被准确滴定(误差为pm0.1%)E. 一步滴定两级解离mathrm(H)^+,出现二个滴定突跃

用0.1000mol/L的NaOH标准溶液滴定等浓度的的磷酸溶液($K_{a1}=6.9\times10^{-3}$; $K_{a2}=6.2\times10^{-8}$; $K_{a3}=4.8\times10^{-13}$)溶液时,下列说法正确的是

A. 一级、二级解离的$\mathrm{H}^+$能分别被准确滴定

B. 只能准确滴定第一级解离的$\mathrm{H}^+$

C. 三级解离的$\mathrm{H}^+$均能被分步准确滴定

D. 无法判断是否能采用指示剂目测终点并被准确滴定(误差为$\pm0.1\%$)

E. 一步滴定两级解离$\mathrm{H}^+$,出现二个滴定突跃

题目解答

答案

B. 只能准确滴定第一级解离的$\mathrm{H}^+$

解析

本题考查多元弱酸能否被准确滴定以及能否分步准确滴定的判断,解题思路是根据多元弱酸能被准确滴定和分步准确滴定的条件来逐一分析磷酸各级解离的$\mathrm{H}^+$的滴定情况。

1. 多元弱酸能被准确滴定的条件

对于浓度为$c$的一元弱酸,当$cK_{a}\geq10^{-8}$时,该弱酸能被强碱准确滴定(误差为$\pm0.1\%$)。

2. 多元弱酸能分步准确滴定的条件

当$\frac{K_{a_{i}}}{K_{a_{i + 1}}}\geq10^{4}$时,第$i$级解离的$\mathrm{H}^+$能与第$i + 1$级解离的$\mathrm{H}^+$分步准确滴定。

3. 分析磷酸各级解离的$\mathrm{H}^+$能否被准确滴定

已知$c = 0.1000mol/L$,$K_{a1}=6.9\times10^{-3}$,$K_{a2}=6.2\times10^{-8}$,$K_{a3}=4.8\times10^{-13}$。

  • 一级解离的$\mathrm{H}^+$:
    计算$cK_{a1}=0.1000\times6.9\times10^{-3}=6.9\times10^{-4}\gt10^{-8}$,所以一级解离的$\mathrm{H}^+$能被准确滴定。
  • 二级解离的$\mathrm{H}^+$:
    计算$cK_{a2}=0.1000\times6.2\times10^{-8}=6.2\times10^{-9}\approx10^{-8}$,在实际中,由于$K_{a2}$较小,滴定突跃不明显,一般认为二级解离的$\mathrm{H}^+$不能被准确滴定。
  • 三级解离的$\mathrm{H}^+$:
    计算$cK_{a3}=0.1000\times4.8\times10^{-13}=4.8\times10^{-14}\lt10^{-8}$,所以三级解离的$\mathrm{H}^+$不能被准确滴定。

4. 分析磷酸各级解离的$\mathrm{H}^+$能否分步准确滴定

  • 一级与二级解离的$\mathrm{H}^+$:
    计算$\frac{K_{a1}}{K_{a2}}=\frac{6.9\times10^{-3}}{6.2\times10^{-8}}\approx1.11\times10^{5}\gt10^{4}$,虽然从分步滴定条件上看一级和二级解离的$\mathrm{H}^+$能分步滴定,但由于二级解离的$\mathrm{H}^+$不能被准确滴定,所以实际上不能实现一级和二级解离的$\mathrm{H}^+$的分步准确滴定。
  • 二级与三级解离的$\mathrm{H}^+$:
    计算$\frac{K_{a2}}{K_{a3}}=\frac{6.2\times10^{-8}}{4.8\times10^{-13}}\approx1.29\times10^{5}\gt10^{4}$,但二级和三级解离的$\mathrm{H}^+$都不能被准确滴定,所以也不存在分步准确滴定的情况。

综上,只能准确滴定第一级解离的$\mathrm{H}^+$。

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