下列两溶液等体积混合后,具有缓冲能力的是:()A. 0.5mol•L-1HCl和0.5mol•L-1NaAcB. 0.1mol•L-1HCl和 0.2mol•L-1NaAcC. 0.2mol•L-1HCl和0.1mol•L-1NaAcD. HCl和NaAc无论浓度体积怎么样变化都不能组成缓冲溶液
A. 0.5mol•L-1HCl和0.5mol•L-1NaAc
B. 0.1mol•L-1HCl和 0.2mol•L-1NaAc
C. 0.2mol•L-1HCl和0.1mol•L-1NaAc
D. HCl和NaAc无论浓度体积怎么样变化都不能组成缓冲溶液
题目解答
答案
解析
本题考查缓冲溶液的组成及判断,解题的关键在于理解缓冲溶液是由弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸组成,然后分析各选项中$HCl$与$NaAc$混合后的反应情况,判断是否能形成缓冲溶液。
选项A
$HCl$是强酸,$NaAc$是强碱弱酸盐,二者会发生反应:$HCl + NaAc = HAc + NaCl$。
已知$HCl$和$NaAc$的浓度均为$0.5mol\cdot L^{-1}$,等体积混合时,二者物质的量相等,恰好完全反应生成$HAc$和$NaCl$,溶液中不存在弱酸及其共轭碱的组合,所以不具有缓冲能力。
选项B
$HCl$与$NaAc$发生反应$HCl + NaAc = HAc + NaCl$。
设两溶液体积均为$V$,$HCl$的物质的量$n(HCl)=0.1mol\cdot L^{-1}\times V = 0.1Vmol$,$NaAc$的物质的量$n(NaAc)=0.2mol\cdot L^{-1}\times V = 0.2Vmol$。
$HCl$与$NaAc$按$1:1$反应,$0.1VmolHCl$与$0.1VmolNaAc$反应生成$0.1VmolHAc$和$0.1VmolNaCl$,反应后$NaAc$剩余的物质的量为$0.2Vmol - 0.1Vmol = 0.1Vmol$。
此时溶液中存在$HAc$(弱酸)和$Ac^-$($HAc$的共轭碱),符合缓冲溶液的组成,所以具有缓冲能力。
选项C
同样发生反应$HCl + NaAc = HAc + NaCl$。
设两溶液体积均为$V$,$HCl$的物质的量$n(HCl)=0.2mol\cdot L^{-1}\times V = 0.2Vmol$,$NaAc$的物质的量$n(NaAc)=0.1mol\cdot L^{-1}\times V = 0.1Vmol$。
$0.1VmolNaAc$与$0.1VmolHCl$反应生成$0.1VmolHAc$和$0.1VmolNaCl$,$HCl$剩余的物质的量为$0.2Vmol - 0.1Vmol = 0.1Vmol$。
反应后溶液中不存在弱酸及其共轭碱的组合,所以不具有缓冲能力。
选项D
由选项B的分析可知,当$HCl$和$NaAc$按一定比例混合时可以组成缓冲溶液,所以该选项错误。