Question

（11分）pC類似pH，是指極稀溶液中,溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度的常用對(duì)數(shù)負(fù)值。如某溶液溶質(zhì)的濃度為：1×10^-3mol/L，則該溶液中溶質(zhì)的pC=-lg1×10^-3=3。下圖為，H₂CO₃在加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液后，平衡時(shí)溶液中三種成分的pC—pH圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在人體血液中，HCO₃^-能起到穩(wěn)定人體PH的作用,請(qǐng)用電解質(zhì)溶液中的平衡解釋：

                                                      （用方程式表示）。

（2）H₂CO₃一級(jí)電離平衡常數(shù)的數(shù)值K_a1               

（3）某同學(xué)認(rèn)為該溶液中Na₂CO₃的水解是微弱的，發(fā)生水解的CO₃^2-離子不超過(guò)其總量的10％。請(qǐng)你設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確                    。

（4）已知某溫度下Li₂CO₃的K_sp為1.68×10^-3，將適量Li₂CO₃固體溶于100 mL水中至剛好飽和，飽和Li₂CO₃溶液中c(Li⁺)＝0.15 mol·L^-1。c(CO₃^2-)＝0.075 mol·L^-1，若t₁時(shí)刻在上述體系中加入100 mL0.125 mol·L^-1 Na₂CO₃ 溶液，列式計(jì)算說(shuō)明是否有沉淀產(chǎn)生。

（5）請(qǐng)畫出t₁時(shí)刻后Li⁺和CO₃^2－濃度隨時(shí)間變化關(guān)系圖（用虛線表示Li⁺ ,實(shí)線表示CO₃^2－）。

 

Answer 1

【答案】

（1）HCO₃^-  CO₃^2-+H⁺     HCO₃^-  H₂CO₃ + OH^-    （2分）

(2) 10^-6              （2分）

(3) 用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)常溫下0.1mol·L^－1 Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)正確；若pH＞12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)不正確。   （2分）

 (4) C(Li⁺)=0.075mol/l；C(CO₃^2-)=0.1mol/l；Qc=C(CO₃^2-) C²(Li⁺)=5.6x10^-4< Ksp

     無(wú)沉淀。（準(zhǔn)確表達(dá)過(guò)程3分。只提無(wú)沉淀1分）

 (5)（2分）

【解析】（1）HCO₃^-既存在電離平衡，又存在水解平衡，所以能起到穩(wěn)定人體PH的作用，方程式為HCO₃^-  CO₃^2-+H⁺、HCO₃^-  H₂CO₃ + OH^- 。

（2）根據(jù)圖像可知，當(dāng)碳酸的濃度是10^－3mol/L時(shí)，氫離子和HCO₃^－的濃度分別是10^－3mol/L、10^－6mol/L，所以K_a1

（3）如果0.1mol·L^－1 碳酸鈉的水解程度時(shí)10％，則溶液的pH＝12，所以可以通過(guò)pH試紙測(cè)量起pH即可，即用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)常溫下0.1mol·L^－1 Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)正確；若pH＞12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)不正確。

（4）加入100 mL0.125 mol·L^-1 Na₂CO₃ 溶液后，溶液中c(Li⁺)＝0.075 mol·L^-1，c(CO₃^2-)＝0.1mol·L^-1，此時(shí)c(Li⁺)²×c(CO₃^2-)＝5.6x10^-4< Ksp，所以無(wú)沉淀生成。

（5）根據(jù)（4）可知 t₁時(shí)刻后c(Li⁺)＝0.075 mol·L^-1，c(CO₃^2-)＝0.1mol·L^-1，所以圖像為（見(jiàn)答案）。