Question

在含有弱電解質(zhì)的溶液中，往往有多個化學(xué)平衡共存．
（1）一定溫度下，向1L 0.1mol?L^-1CH₃COOH溶液中加入0.1mol CH₃COONa固體，則溶液中

c(CH3COOH)

c(CH3COO-)

 

（填“增大”“不變”或“減小”），寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式

 

；
（2）常溫下向20mL 0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1 HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO₂因逸出未畫出）物質(zhì)的量分數(shù)（縱軸）隨溶液pH變化的部分情況如圖所示．回答下列問題：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-

 

（填“能”或“不能”）大量共存；
②當(dāng)pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為

 

，溶液中各種離子（CO₃^2-除外）的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為

 

；
③已知在25℃時，CO₃^2-水解反應(yīng)的平衡常數(shù)即水解常數(shù)K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

=2×10^-4mol?L^-1，當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,pH的簡單計算

專題：

分析：（1）根據(jù)稀釋后溶液中存在的電離平衡的移動來回答，溶液中存在電荷守恒；
（2）常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應(yīng)生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水，
①根據(jù)圖2可知，pH=8時只有碳酸氫根離子，pH大于8時存在碳酸根離子和碳酸氫根離子離子，pH小于8時存在碳酸和碳酸氫根離子，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能共存；
②pH=7時，溶液中溶質(zhì)為碳酸氫鈉、氯化鈉及碳酸，存在的離子主要為：H₂CO₃、HCO₃^-，溶液顯示中性，c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大小關(guān)系；
③根據(jù)水解常數(shù)計算c（OH^-），由根據(jù)水的離子積Kw計算c（H⁺），根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計算．

解答： 解：（1）向1L 0.1mol?L^-1CH₃COOH溶液中加入0.1mol CH₃COONa固體，則溶液中醋酸濃度，醋酸根離子濃度均增大，但是醋酸根離子濃度增加的程度大，所以醋酸濃度和醋酸根離子濃度的比值是減小的，此時溶液中存在電荷守恒：c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺），故答案為：減��；c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺）；
（2）常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應(yīng)生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水，
①由反應(yīng)及圖象可知，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能大量共存，
故答案為：不能；
②由圖象可知，pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為HCO₃^-、H₂CO₃，電荷守恒可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），則c（Na⁺）＞c（Cl^-），因HCO₃^-水解，則c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-），
故答案為：HCO₃^-、H₂CO₃；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）；
③CO₃^2-的水解常數(shù)K_h=

c(HCO3-)?c(OH-)

c(CO32-)

=2×10^-4，當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，c（OH^-）=10^-4mol/L，由Kw可知，c（H⁺）=10^-10mol/L，所以pH=10，
故答案為：10．

點評：本題考查較綜合，涉及鹽類的水解、弱電解質(zhì)的電離及溶液中酸堿之間的反應(yīng)，題目難度較大，綜合考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，注重能力的考查．