题目

用 mathrm(NaOH) 滴定 mathrm(H)_3mathrm(PO)_4 （mathrm(K)_a_1=7.6times10^-3 ，mathrm(K)_a_2=6.3times10^-8 ，mathrm(K)_a_3=4.4times10^-13）时，不能直接滴定的是（ ）。A. 第一级解离的 mathrm(H)^+B. 第二级解离的 mathrm(H)^+C. 第三级解离的 mathrm(H)^+D. 第一级和第二级解离的 mathrm(H)^+

用 $\mathrm{NaOH}$ 滴定 $\mathrm{H}_3\mathrm{PO}_4$ （$\mathrm{K}_a_1=7.6\times10^{-3}$ ，$\mathrm{K}_a_2=6.3\times10^{-8}$ ，$\mathrm{K}_a_3=4.4\times10^{-13}$）时，不能直接滴定的是（ ）。

A. 第一级解离的 $\mathrm{H}^+$

B. 第二级解离的 $\mathrm{H}^+$

C. 第三级解离的 $\mathrm{H}^+$

D. 第一级和第二级解离的 $\mathrm{H}^+$

题目解答

答案

C. 第三级解离的 $\mathrm{H}^+$

解析

本题考查多元弱酸能否被直接滴定的判断，解题思路是根据多元弱酸各级解离常数与直接滴定的条件来进行分析。

对于多元弱酸，能否用强碱直接滴定某一级解离的$H^+$，可根据以下条件判断：

  • 当$cK_{a}\geq10^{-8}$时，该级解离的$H^+$可以被直接滴定。
  • 当$\frac{K_{a_i}}{K_{a_{i + 1}}}\geq10^{4}$时，各级解离的$H^+$可以分步滴定。

已知$H_3PO_4$的各级解离常数$K_{a_1}=7.6\times10^{-3}$，$K_{a_2}=6.3\times10^{-8}$，$K_{a_3}=4.4\times10^{-13}$，一般情况下，在滴定分析中，酸的初始浓度$c$通常为$0.1mol/L$。

  1. 判断第一级解离的$H^+$能否直接滴定：
    计算$cK_{a_1}$的值，将$c = 0.1mol/L$，$K_{a_1}=7.6\times10^{-3}$代入可得：
    $cK_{a_1}=0.1\times7.6\times10^{-3}=7.6\times10^{-4}\gt10^{-8}$
    所以第一级解离的$H^+$可以被直接滴定。
  2. 判断第二级解离的$H^+$能否直接滴定：
    计算$cK_{a_2}$的值，将$c = 0.1mol/L$，$K_{a_2}=6.3\times10^{-8}$代入可得：
    $cK_{a_2}=0.1\times6.3\times10^{-8}=6.3\times10^{-9}\approx10^{-8}$
    所以第二级解离的$H^+$也可以被直接滴定。
  3. 判断第三级解离的$H^+$能否直接滴定：
    计算$cK_{a_3}$的值，将$c = 0.1mol/L$，$K_{a_3}=4.4\times10^{-13}$代入可得：
    $cK_{a_3}=0.1\times4.4\times10^{-13}=4.4\times10^{-14}\lt10^{-8}$
    所以第三级解离的$H^+$不能被直接滴定。