Question

高二化学一道题，麻烦大神看一下A选项，始终不理解？

E点溶质为NaOH和Na2X1水电离的氢氧根离子和氢离子浓度相等均为10^-7按照水的离子积不应该没有其他的氢离子和氢氧根了吗？所以为啥是碱性？

Answer 1

正确理解题意非常重要，你对y轴数据的理解有误。但我认为B选项是对的，A是错的。

题中对图形有说明，y轴表示的是：“由水电离出的OH⁻浓度的负对数”，而不是溶液的pH值。

如果将y轴理解为溶液的pH值，则曲线应该是一条单调递增的曲线（随着NaOH的加入，溶液碱性逐步上升），没有拐点。

但由水电离出的OH⁻却不同，不论酸（H⁺）还是碱（OH⁻），都会抑制水的电离，因此才会是一条存在拐点的曲线。

但我个人对选项A持否定态度，我认为：C、E两点时，溶液都是碱性的。

题中给出，二元酸H₂X的两级电离方程式均采用的是双向箭头“⇄”而不是等号“=”，证明该二元酸是弱酸，两级电离均不完全，存在电离平衡。

那么，在C点时，加入的NaOH与溶液中的H₂X摩尔比达到2:1，但由于H₂X电离不完全，或者说，X²⁻离子存在水解，会导致溶液显碱性（简单一句话：Na₂X是强碱弱酸盐，溶液显碱性）。

E点就更不用说了。NaOH过量，溶液肯定碱性了。

对于B选项，由于加入的NaOH与溶液中的H₂X摩尔比为1:1，可以认为此时溶液即为NaHX的水溶液。在该溶液中，Na⁺不存在水解，但HX⁻离子既存在电离又存在水解，两个方程分别为：

电离：HX⁻ ⇄ H⁺+X²⁻……①

水解：HX⁻+H₂O ⇄ H₂X+OH⁻……②

另外还存在水的电离平衡：H₂O ⇄H⁺+OH⁻……③

根据①和③可得：[X²⁻]=[H⁺]-[OH⁻]，但由于②的存在，导致[OH⁻]增加，所以毫无疑问：

[X²⁻] > [H⁺]-[OH⁻]

所以，我认为正确答案应该是【BC】，如果你图中的红色字迹是老师批改的或者参考答案，那么你可以拿我的观点跟老师探讨一下。

追问

可是水电离的氢氧根离子浓度是10^-7的话那氢离子浓度不应该也是10^-7吗？但是这样的话不就已经满足水的离子积了吗？所以不应该氢离子氢氧根离子浓度相等吗？

追答

不是的。
氢氧化钠的加入，中和的不只是酸电离的氢离子，也包括水电离的氢离子。
所以在C-E之间的时候，水的电离已经超过了10^-7。
当酸还存在电离的时候，我们认为碱的加入中和了氢离子（A-D阶段）；
当酸不存在电离了（一般分析化学中将浓度低于10^-5就认为是没有了），我们就认为碱的加入抑制了水的电离（D之后的阶段）。

追问

不好意思还是不太懂，可能我水平太低了...能不能再解释下那个，“水电离的氢氧根离子浓度应该相等，均为10^-7，根据水的离子积，可以得出此时水电离的氢氧根离子浓度为此时溶液的浓度”这个哪里有问题？谢谢！

追答

假设，按你所说，水电离10^-7，即氢离子和氢氧根离子浓度都是10^-7；
但其中有部分氢离子被氢氧化钠中和了，氢离子还剩下比如10^-10；
而加入的氢氧化钠有富裕，电离出的氢氧根离子10^-4，因此，溶液中的氢离子与氢氧根离子仍旧达到平衡。

这就是我上一个追答中所说：“水电离出来的氢离子也会被氢氧化钠中和”。
氢离子被中和了，而氢氧根离子留下了，所以水电离出来的氢氧根离子是可以超过10^-7的。

Answer 2

纵坐标是水的OH根的浓度，溶液中还有氢氧化钠的OH根的浓度

追问

但水电离的氢氧根和氢离子浓度不应该相等吗？