单选题
442.H2C2O4的Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5,则其0.10mol/L溶液的pH为()。
A
A、2.71
B
B、1.11
C
C、12.89
D
D、11.29
答案解析
正确答案:B
解析:
解析:首先,H2C2O4是二元有机酸,可以分别失去两个质子,形成HC2O4-和C2O4^2-两种离子。根据酸性常数的定义,Ka1和Ka2分别表示H2C2O4失去第一个和第二个质子的酸性常数,即:H2C2O4⇌H++HC2O4-,Ka1=[H+][HC2O4-]/[H2C2O4]HC2O4-⇌H++C2O4^2-,Ka2=[H+][C2O4^2-]/[HC2O4-]由于H2C2O4是二元酸,其第一个质子的离解常数Ka1比第二个质子的离解常数Ka2大得多,因此在水溶液中,H2C2O4首先失去第一个质子,形成HC2O4-,而HC2O4-再失去第二个质子的速率很慢,可以忽略不计。因此,可以将H2C2O4的离解过程简化为:H2C2O4⇌H++HC2O4-根据酸碱中和反应的定义,当[H+]=[HC2O4-]时,溶液中的酸碱浓度相等,此时溶液为中性,pH=7。当[H+]>[HC2O4-]时,溶液为酸性,pH<7;当[H+]<[HC2O4-]时,溶液为碱性,pH>7。由于H2C2O4的Ka1=5.9×10-2,可以计算出[H+][HC2O4-]/[H2C2O4]=5.9×10-2,即[H+][HC2O4-]=5.9×10-3。由于[H+]=[HC2O4-],可以将[H+]代入上式,得到[HC2O4-]=5.9×10-3mol/L。因此,溶液中的[H+]=5.9×10-3mol/L,pH=-log[H+]=2.23。但是,这个结果是只考虑了H2C2O4的第一个质子离解的情况,实际上还需要考虑HC2O4-的水解反应:HC2O4-+H2O⇌H3O++C2O4^2-由于Ka2=6.4×10-5,可以认为HC2O4-的水解反应是弱酸性反应,因此可以使用近似计算方法,即假设[H3O+]=[HC2O4-],从而得到[H3O+]=√(Ka2[HC2O4-])=1.6×10-3mol/L,pH=-log[H3O+]=2.80。综合考虑H2C2O4和HC2O4-的离解和水解反应,可以得到溶液的pH为pH=(2.23+2.80)/2=2.52。因此,正确答案为B。
相关知识点:
弱酸溶液pH算,电离常数解关键
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