题目
0.1000mol/L NaOH溶液滴定0.1000mol/L H₃PO₄溶液(已知pKa₁~pKa₃分别为22 2.12,7.20,12.36)选用酚酞做指示剂,达到终点终点时,对应的选项是( )A. NaH₂PO₄B. Na₃PO₄C. NaH₂PO₄和Na₂HPO₄D. Na₂HPO₄
0.1000mol/L NaOH溶液滴定0.1000mol/L H₃PO₄溶液(已知pKa₁~pKa₃分别为22 2.12,7.20,12.36)选用酚酞做指示剂,达到终点终点时,对应的选项是( )
A. NaH₂PO₄
B. Na₃PO₄
C. NaH₂PO₄和Na₂HPO₄
D. Na₂HPO₄
题目解答
答案
D. Na₂HPO₄
解析
本题考查酸碱滴定过程中化学计量点产物的判断,解题的关键在于根据酸碱的物质的量关系以及酸的各级解离常数来确定滴定终点时的产物。
- 首先明确酸碱滴定的反应原理:
- $NaOH$与$H_{3}PO_{4}$发生中和反应,反应式为$NaOH + H_{3}PO_{4}=NaH_{2}PO_{4}+H_{2}O$(第一步反应),$2NaOH + H_{3}PO_{4}=Na_{2}HPO_{4}+2H_{2}O$(第二步反应),$3NaOH + H_{3}PO_{4}=Na_{3}PO_{4}+3H_{2}O$(第三步反应)。
- 酚酞的变色范围是$pH = 8.2 - 10.0$。
- 然后分析各级解离常数与滴定阶段的关系:
- $H_{3}PO_{4}$的$pK_{a1}=2.12$,$pK_{a2}=7.20$,$pK_{a3}=12.36$。
- 当$NaOH$与$H_{3}PO_{4}$按$1:1$反应时,生成$NaH_{2}PO_{4}$,此时溶液的$pH$可根据$NaH_{2}PO_{4}$的两性物质溶液$pH$计算公式$pH=\frac{pK_{a1} + pK_{a2}}{2}$计算,$pH=\frac{2.12 + 7.20}{2}=4.66$,此阶段不能用酚酞作指示剂。
- 当$NaOH$与$H_{3}PO_{4}$按$2:1$反应时,生成$Na_{2}HPO_{4}$,此时溶液的$pH$可根据$Na_{2}HPO_{4}$的两性物质溶液$pH$计算公式$pH=\frac{pK_{a2}+pK_{a3}}{2}$计算,$pH=\frac{7.20 + 12.36}{2}=9.78$,该$pH$值在酚酞的变色范围内。
- 当$NaOH$与$H_{3}PO_{4}$按$3:1$反应时,生成$Na_{3}PO_{4}$,$Na_{3}PO_{4}$是强碱弱酸盐,溶液呈较强的碱性,$pH$远大于$10$,也不符合酚酞的变色范围。