Question

【題目】在含有弱電解質的溶液中，往往有多個化學平衡共存。

（1）一定溫度下，向1L 0．l mol/L-1 CH3 COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固體，溶液中

[c（CH3COO-）·c（H+）]/c（CH3COOH） （填“增大”、“減小”或“不變”）；寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式 。

（2）土壤的pH一般在4-9之間。土壤中Na2CO3含量較高，pH可以高達10.5，試用離子方程式解釋土壤呈堿性的原因 ，加入石膏（CaSO4 2H2O）可以使土壤堿性降低，有關反應的化學方程式為

（3）常溫下在20ml 0.1mo l·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol·L-1 HC1溶液40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO2）因逸出未畫出）物質的量分數隨溶液pH變化的情況如圖所示。

回答下列問題：

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32- （填“能”或“不能”）大量共存；

②當pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為 ，溶液中各種離子的物質的量濃度的大小關系

為 ；

③已知在25℃時，CO32-水解反應的平衡常數即水解常數Kh=2×10-4mol·L-1，當溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=2：1時，溶液的pH= ；

Answer 1

【答案】（1）不變 c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（Na＋）

（2）CO32-＋H2OHCO3-＋OH－

Na2CO3＋CaSO4·2H2O=CaCO3 ↓＋Na2SO4＋2H2O

（3）①不能 ②HCO3-、H2CO3 c（Na＋）>c（Cl－）>c（HCO3-）>c（H＋）＝c（OH－） ③10

【解析】

試題分析：（1）一定溫度下，向1 L 0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固體，則醋酸根離子濃度增大，醋酸的電離平衡逆向移動，氫離子濃度減小，但[c（CH3COO-）·c（H+）]/c（CH3COOH）＝K,K為電離常數，溫度不變，常數不變；該溶液中存在的離子只有鈉離子、氫離子、氫氧根離子、醋酸根離子，符合電荷守恒，所以該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式為c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（Na＋）；

（2）碳酸鈉是強堿弱酸鹽，碳酸根水解，溶液顯堿性，方程式為CO32-＋H2OHCO3-＋OH－。加入石膏（CaSO4 2H2O）轉化為難溶的碳酸鈣，因此可以使土壤堿性降低，有關反應的化學方程式為Na2CO3＋CaSO4·2H2O=CaCO3 ↓＋Na2SO4＋2H2O；

（3）①由圖可知，在同一溶液中，三種H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存，碳酸根離子離子減少時碳酸氫根離子的濃度逐漸增大，碳酸氫根離子逐漸減少時，碳酸分子的濃度增大；

②由圖可知，當pH＝7時，部分碳酸氫根離子轉化為碳酸，溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-、H2CO3，此時溶液中的溶質為碳酸氫鈉、碳酸、氯化鈉，且氯化鈉的物質的量大于碳酸氫鈉的物質的量，因為溶液呈中性，則c（H＋）＝c（OH－），所以溶液中各離子的濃度關系為c（Na＋）>c（Cl－）>c（HCO3-）>c（H＋）＝c（OH－）；

③當溶液中c（HCO3-）∶c（CO32-）＝2∶1時，根據Kh＝ ＝2×10－4mol·L－1可得c（OH－）= 1×10－4mol·L－1，則c（H＋）＝1×10－10mol·L－1，所以溶液pH=10。