《2025年赢在微点化学》

1.(2023·浙江卷1月)甲酸(HCOOH)是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐通过离子交换树脂(含固体活性成分R₃N，R为烷基)因静电作用被吸附回收，其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始pH关系如图(已知甲酸Kₐ = 1.8×10⁻⁴)，下列说法不正确的是( )
　　　　　　　　
A.活性成分R₃N在水中存在平衡：R₃N + H₂O ⇌ R₃NH⁺ + OH⁻
B.pH = 5的废水中c(HCOO⁻)：c(HCOOH) = 18
C.废水初始pH＜2.4，随着pH下降，甲酸的电离被抑制，与R₃NH⁺作用的HCOO⁻数目减少
D.废水初始pH＞5，离子交换树脂活性成分主要以R₃NH⁺形态存在

答案： D 解析 活性成分R₃N中N原子能与水电离出的H⁺形成配位键，因此在水中存在平衡R₃N + H₂O⇌R₃NH⁺ + OH⁻，A项正确；pH = 5的废水中，$c(H^{+})=10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}$，根据甲酸$K_{a}=\frac{c(H^{+})\cdot c(HCOO^{-})}{c(HCOOH)}=1.8×10^{-4}$，得$\frac{c(HCOO^{-})}{c(HCOOH)}=\frac{K_{a}}{c(H^{+})}=\frac{1.8×10^{-4}}{10^{-5}} = 18$，B项正确；废水初始pH＜2.4，随着pH下降，$c(H^{+})$增大，电离平衡HCOOH⇌HCOO⁻ + H⁺逆向移动，甲酸的电离被抑制，$c(HCOO^{-})$减小，与R₃NH⁺作用的HCOO⁻数目减少，C项正确；废水初始pH＞5时回收率小于10%，说明吸附在树脂上的甲酸根较少，活性成分主要以R₃N形态存在，D项错误。

2.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论，给出质子(H⁺)的物质是酸，给出质子的能力越强，酸性越强。已知：N₂H₅⁺ + NH₃ == NH₄⁺ + N₂H₄，N₂H₄ + CH₃COOH == N₂H₅⁺ + CH₃COO⁻。下列酸性强弱顺序正确的是( )
A.N₂H₅⁺＞N₂H₄＞NH₄⁺
B.N₂H₅⁺＞CH₃COOH＞NH₄⁺
C.NH₃＞N₂H₄＞CH₃COO⁻
D.CH₃COOH＞N₂H₅⁺＞NH₄⁺

答案： D 解析 根据复分解反应的规律，强酸能制得弱酸，根据酸碱质子理论，给出质子(H⁺)的物质是酸，则反应N₂H₄ + CH₃COOH⇌N₂H₅⁺ + CH₃COO⁻中，酸性CH₃COOH＞N₂H₅⁺，反应N₂H₅⁺ + NH₃⇌NH₄⁺ + N₂H₄中，酸性N₂H₅⁺＞NH₄⁺，故酸性CH₃COOH＞N₂H₅⁺＞NH₄⁺。

3.(2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时，HAc的Kₐ = 1.75×10⁻⁵ = 10⁻⁴.⁷⁶。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L⁻¹的HAc溶液，需5 mol·L⁻¹ HAc溶液的体积为________mL。
(2)某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac⁻浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L⁻¹的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，测定pH，记录数据。
　　　　　　　　
①根据表中信息，补充数据：a = ________，b = ________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动；结合表中数据，给出判断理由：________________________。
③由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac⁻浓度，HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(3)小组分析上表数据发现：随着$\frac{n(NaAc)}{n(HAc)}$的增大，c(H⁺)的值逐渐接近HAc的Kₐ。
查阅资料获悉：一定条件下，按$\frac{n(NaAc)}{n(HAc)}$ = 1配制的溶液中，c(H⁺)的值等于HAc的Kₐ。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH = 4.65与资料数据Kₐ = 10⁻⁴.⁷⁶存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L⁻¹ NaOH溶液滴定至终点，消耗溶液体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为________mol·L⁻¹。
画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
②用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L⁻¹ NaOH溶液配制等物质的量的HAc与NaAc的混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(4)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 mol·L⁻¹的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Kₐ？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。

实验总结 得到的结果与资料数据相符，方案可行。
(5)根据Kₐ可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途：______________________________。

答案：

(1)5.0
(2)①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(3)①0.1104

(4)向滴定后的混合液中加入20.00 mL HAc溶液
(5)HClO；作漂白剂和消毒液(或其他合理答案)
解析
(1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250 mL×0.1 mol·L⁻¹ = V×5 mol·L⁻¹，解得V = 5.0 mL。
(2)①实验Ⅵ的溶液中$n(NaAc):n(HAc)=3:4$，$V(HAc)=4.00\ mL$，因此$V(NaAc)=3.00\ mL$，即a = 3.00，由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，因此$V(H_{2}O)=40.00\ mL - 4.00\ mL - 3.00\ mL = 33.00\ mL$，即b = 33.00。②实验Ⅰ所得溶液的pH = 2.86，实验Ⅱ的溶液中$c(HAc)$为实验Ⅰ的$\frac{1}{10}$，稀释过程中，若不考虑电离平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH = 2.86 + 1 = 3.86，但实际溶液的pH = 3.36＜3.86，说明稀释过程中，溶液中$n(H^{+})$增大，即电离平衡正向移动。实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1。
(3)①滴定过程中发生反应HAc + NaOH⇌NaAc + H₂O，由反应方程式可知，滴定至终点时，$n(HAc)=n(NaOH)$，因此22.08 mL×0.100 0 mol·L⁻¹ = 20.00 mL×$c(HAc)$，解得$c(HAc)=0.110 4\ mol\cdot L^{-1}$。滴定过程中，当$V(NaOH)=0$时，溶液的pH = 2.86，当$V(NaOH)=11.04\ mL$时，$n(NaAc)=n(HAc)$，溶液的pH = 4.76，当$V(NaOH)=22.08\ mL$时，达到滴定终点，溶液中溶质为NaAc溶液，$Ac^{-}$发生水解，溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，$c(NaOH)$无限接近0.1 mol·L⁻¹，溶液pH接近13，因此可画出滴定曲线。
(4)向20.00 mL的HAc溶液中加入$V_{1}\ mL\ NaOH$溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当$\frac{n(NaAc)}{n(HAc)} = 1$时，溶液中$c(H^{+})$的值等于HAc的$K_{a}$，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中$n(NaAc)=n(HAc)$。
(5)不同的无机弱酸在生活中应用广泛，如HClO具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消毒，H₂SO₃具有还原性，可用作还原剂，葡萄酒中添加适量H₂SO₃可用作防腐剂，H₃PO₄具有中强酸性，可用作食品添加剂，同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途。