【答案】CD
【解析】本题考察了溶液中的各离子含量,及反应的随PH变化的图像问题。A选项:随着pH增大,溶液碱性增强, $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ 会逐渐失去 $H ^ { + }$ 。在酸性较强时,首先出现的含碳物种应该是 $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ ,随着 pH增大, $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ 电离出 $H ^ { + } 4$ 成 $H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - }$ ,所以甲线所示物种为 $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ ,A错误。B 选项:当 $p H = a$ 时, $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ 和 $C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - }$ 的摩尔分数均为0.08,则 $H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - }$ 的摩尔分数为$1 - 0 . 0 8 - 0 . 0 8 = 0 . 8 4$ $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ 的二级电离方程式为 $H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } = H ^ { + } + C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - }$ $K _ { a 2 } = { \frac { c ( H ^ { + } ) \cdot c ( C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } ) } { c ( H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } ) } }$ 。由图可知此时 $p H = a , c ( H ^ { + } ) = 1 0 ^ { - a }$ ,根据摩尔分数与浓度的关系(在同一体系中,物质的量浓度之比等于摩尔分数之比),$K _ { a 2 } = \frac { c ( H ^ { + } ) \cdot c ( C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } ) } { c ( H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } ) } = c ( H ^ { + } ) \times \frac { 0 . 0 8 } { 0 . 8 4 }$ 。因为 $p H = \pmb { a } _ { \mathbb { H } } \dag$ $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ 和 $C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - }$ 的摩尔分数相等,根据 $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 }$ 的电离 $H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 } = H ^ { + } + H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } \quad , H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } = H ^ { + } + C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - }$ $K _ { a 1 } \cdot K _ { a 2 } = { \frac { c ( H ^ { + } ) \cdot c ( C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } ) } { c ( H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } ) } }$ ,此时 $. c ( C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } ) = c ( H _ { 2 } C _ { 2 } O _ { 4 } )$ ,所以
$K _ { a 1 } \cdot K _ { a 2 } = c ^ { 2 } ( H ^ { + } )$ 。又因为 $K _ { a 2 } = { \frac { c ( H ^ { + } ) \cdot c ( C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } ) } { c ( H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - } ) } }$ ,当 $p H = a _ { \mathbb { H } } ,$
$K _ { a 2 } = 1 0 ^ { - a } \times \frac { 0 . 0 8 } { 0 . 8 4 } \neq 1 0 ^ { - 8 }$ ,B错误。
C 选项:当 $p H = a$ 时,溶液中存在 $C o C _ { 2 } O _ { 4 } ( \vartheta ) C o ^ { 2 + } ( a q ) + C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } ( a q )$
$$
\mathbf { K } _ { s \mathrm { p } } ( \mathbf { C o C } _ { 2 } \mathbf { 0 } _ { 4 } ) = \mathbf { c } ( \mathbf { C o } ^ { 2 + } ) \cdot \mathbf { c } ( \mathbf { C } _ { 2 } \mathbf { 0 } _ { 4 } ^ { 2 - } ) = 6 . 0 \times 1 0 ^ { - 8 }
$$
由前面分析可知 $| p H = a$ 时, $C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - }$ 的摩尔分数为0.08,初始 $C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - }$ 浓度为 $\phantom { } _ { j } 0 . 0 1 m o l / L$ ,则此$\mathbf { \boldsymbol { \mathbf { \mathit { H } } } } \mathbf { \boldsymbol { \mathbf { \mathit { C } } } } [ \mathbf { \boldsymbol { C } } _ { 2 } \mathbf { \boldsymbol { \mathbf { \mathit { 0 } } } } _ { 4 } ^ { 2 - } ] = 0 . 0 1 \mathbf { \bmod { \boldsymbol { \mathbf { \mathit { I } } } } } \mathbf { \boldsymbol { L } } \times 0 . 0 8 = \mathbf { \boldsymbol { \& } } \times 1 0 ^ { - 4 } \mathbf { \bmod { \boldsymbol { \mathbf { \mathit { I } } } } } \mathbf { \boldsymbol { L } }$ 0
所以 $\mathbf { c } \big ( \mathbf { C 0 } ^ { 2 + } \big ) = \frac { \mathbf { K } _ { \mathrm { s p } } \big ( \mathbf { C 0 C } _ { 2 } \mathbf { 0 } _ { 4 } \big ) } { \mathbf { c } \big ( \mathbf { C } _ { 2 } \mathbf { 0 } _ { 4 } ^ { 2 - } \big ) } = \frac { 6 . 0 \times 1 0 ^ { - 8 } } { 8 \times 1 0 ^ { - 4 } } = 1 . 6 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathbf { m o l } / \mathbf { L }$ ,C 正确
D 选项:当 $P ^ { \large H } = b _ { \large \Pi \cdot } .$ $C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } \chi _ { \parallel } H C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { - }$ 的摩尔分数相等,均为0.5,则 $\mathbf { c } ( \mathbf { C } _ { 2 } \mathbf { 0 } _ { 4 } ^ { 2 - } ) = \mathbf { \ } 0 . 0 1 \mathbf { m o l / L } \times 0 . 5 = 5 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathbf { m o l / L }$
此时 $p H = b , c ( H ^ { + } ) = 1 0 ^ { - b } , c ( O H ^ { - } ) = \frac { K _ { w } } { c ( H ^ { + } ) }$ ,因为b值不确定,但从图中可知对应的溶液仍为酸性(pH小于7), $c ( O H ^ { - } ) < 1 0 ^ { - 7 } m o l / L$ ,所以 $c ( O H ^ { - } ) < c ( C _ { 2 } O _ { 4 } ^ { 2 - } )$ ,D正确。
【分值】4分
三、非选择题:本题共5小题,共60分。