Question

【題目】Ⅰ．室溫下，將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合（忽略混合后溶液的體積變化），實驗數據如下表：

實驗序號	起始濃度／（mol·L－1）		反應后溶液的pH
	c（HA）	c（KOH）
①	0.1	0.1	9
②	x	0.2	7

請回答：

（1）HA溶液和KOH溶液反應的離子方程式為________。

（2）實驗①反應后的溶液中由水電離出的c（OH－）＝________mol·L－1；x________0.2mol·L－1（填“＞”“＜”或“＝”）。

（3）下列關于實驗②反應后的溶液說法不正確的是________（填字母）。

a．溶液中只存在著兩個平衡

b．溶液中：c（A－）＋c（HA）＞0.1mol·L－1

c．溶液中：c（K＋）＝c（A－）＞c（OH－）＝c（H＋）

Ⅱ．已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（1） ΔH＝－572kJ·mol－1。某氫氧燃料電池以疏松多孔石墨棒為電極，KOH溶液為電解質溶液。

（4）寫出該電池工作時負極的電極反應式________。

（5）若該氫氧燃料電池每釋放228.8kJ電能時，會生成1mol液態水，則該電池的能量轉化率為________。

Answer 1

【答案】HA＋OH－＝A－＋H2O 1×10－5 ＞ a H2＋2OH－－2e－＝2H2O 80％

【解析】

Ⅰ．(1)等濃度和等體積的HA溶液和KOH溶液混合后溶液顯堿性，說明HA為弱酸，則HA溶液和KOH溶液反應的離子方程式為HA+OH－＝A－＋H2O；

(2)實驗①反應后的溶液的pH=9，溶液中OH-來源于水，由水電離出的c(OH－)＝mol·L－1=1×10-5mol·L－1；若該酸為強酸，等體積等濃度混合時pH=7，而HA為弱酸，等體積等濃度混合溶液的pH大于7，則為保證pH=7，應使酸濃度應該大于0.2mol/L；

(3)a．實驗②反應后溶液中只存在HA的電離、水的電離及A-的水解平衡，故a錯誤；

b．酸濃度大于0.2mol/L，根據物料守恒c(A－)＋c(HA)＞0.1mol·L－1，故b正確；

c．溶液的pH=7，結合電荷守恒可得c(K＋)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)，故c正確；

答案為a。

Ⅱ．(4)在氫氧燃料電池的負極上發生失電子的氧化反應，即H2＋2OH－－2e－＝2H2O；

(5)H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-286kJmoL-1，氫氧燃料電池釋放228.8kJ電能時，生成1mol液態水，該電池的能量轉化率為×100%=80%；