Question

現(xiàn)有常溫下的0.1mol/L純堿溶液．
（1）該溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）

 

；
為了說明上述觀點，請設計一個簡單的實驗，簡述實驗過程：

 

；
（2）同學甲認為該溶液中Na₂CO₃的水解是微弱的，發(fā)生水解的CO₃ ^2-不超過其總量的10%．請設計實驗證明該同學的觀點是否正確：

 

；
（3）同學乙就該溶液中粒子之間的關系寫出了下列四個關系式，其中正確的是

 

；
A．c（Na⁺）=2c（CO₃ ^2-）
B．c（CO₃ ^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃ ^-）＞c（H₂CO₃）
C．c（CO₃ ^2-）+c（HCO₃ ^-）=0.1mol/L
D．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃ ^-）+2c（H₂CO₃）
（4）水解反應是典型的可逆反應，水解反應的化學平衡常數(shù)稱為水解常數(shù)（用Kh表示），請寫出Na₂CO₃第一步水解反應的水解常數(shù)的表示式：

 

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Answer 1

考點：鹽類水解的原理,離子濃度大小的比較,物質(zhì)檢驗實驗方案的設計

專題：

分析：（1）碳酸根離子水解生成氫氧根離子溶液顯堿性，設計實驗有碳酸根離子時溶液顯堿性，除去碳酸根離子后溶液不顯堿性；
（2）用pH試紙測pH值計算水解產(chǎn)生的氫氧根離子的濃度；
（3）根據(jù)電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒分析；
（4）水解平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應物濃度系數(shù)次冪之積的比．

解答： 解：（1）碳酸根離子水解生成氫氧根離子溶液顯堿性，其水解方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，設計實驗有碳酸根離子時溶液顯堿性，除去碳酸根離子后溶液不顯堿性，其操作為：取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解；
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解；
（2）用pH試紙測pH值計算水解產(chǎn)生的氫氧根離子的濃度，其操作為：用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%，故答案為：用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%；
（3）A．根據(jù)物料守恒，碳元素在溶液中的形式有：CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃、所以c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故A錯誤；
B．溶液中存在兩步水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，以第一步水解為主，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃），故B正確；
C．根據(jù)物料守恒：c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol?L^-1，故C錯誤；
D．根據(jù)質(zhì)子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故D正確；
故答案為：BD；
（4）純堿溶液中CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，則K_h=

c(HCO3-)．c(OH-)

c(CO32-)

，
故答案為：K_h=

c(HCO3-)．c(OH-)

c(CO32-)

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點評：本題考查了鹽類水解的原理，溶液酸堿性的實驗測定方法，溶液中的守恒關系的應用，題目難度中等，側重于對學生基礎知識的綜合應用能力的考查．