Question

【題目】碳酸鉀主要用作食品膨松劑，也用于彩色電視機工業。

(1)K2CO3溶液呈________(填“酸”或“堿”)性，其原因是_________(用離子方程式表示)；請設計一個簡單的實驗方案證明上述觀點：__________。

(2)下列有關0.1 mol·L－1的K2CO3溶液的敘述錯誤的是________(填標號)。

A．c(K＋)＝2c(CO32－) B．c(CO32－)>c(OH－)>c(HCO3－)>c(H2CO3)

C．c(CO32－)＋c(HCO3－)＝0.1 mol·L－1 D．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)

(3)室溫下將0.1 mol·L－1的K2CO3溶液與0.1 mol·L－1的鹽酸等體積混合，所得溶液中各離子的濃度由大到小的順序為_________________。

(4)將CO2通入0.1 mol·L－1的K2CO3溶液中至溶液呈中性，則溶液中2c(CO32－)＋c(HCO3－)＝_________mol·L－1(忽略溶液體積變化)。

Answer 1

【答案】堿 CO32-＋H2OHCO3-＋OH- 向純堿溶液中滴加幾滴酚酞試液后，溶液呈紅色，然后滴加氯化鈣溶液至過量，溶液紅色逐漸變淺，最后消失 AC c(K＋)>c(Cl－)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋) >c(CO32－) 0.2

【解析】

(1)K2CO3為強堿弱酸鹽，其水溶液會發生水解反應，證明其水解的事實時，一方面要證明水解產物的存在，另一方面要證明反應的可逆性。

(2)A．c(K＋)＝2c(CO32－)，利用化學式與水解進行分析；

B．c(CO32－)>c(OH－)>c(HCO3－)>c(H2CO3)，利用水解方程式進行分析；

C．c(CO32－)＋c(HCO3－)＝0.1 mol·L－1，利用物料守恒進行分析；

D．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)，利用質子守恒進行分析。

(3)室溫下將0.1 mol·L－1的K2CO3溶液與0.1 mol·L－1的鹽酸等體積混合，所得溶液中溶質為KHCO3和KCl，利用電離與水解方程式及難易程度進行分析。

(4)將CO2通入0.1 mol·L－1的K2CO3溶液中至溶液呈中性，則利用電荷守恒原理計算溶液中2c(CO32－)＋c(HCO3－)。

(1)K2CO3為強堿弱酸鹽，其水溶液會發生水解反應而使溶液呈堿性，其原因是CO32-＋H2OHCO3-＋OH-；設計實驗方案時，可測定溶液中存在OH-(顯堿性)、可逆性，平衡會發生移動，于是設計方案為：向純堿溶液中滴加幾滴酚酞試液后，溶液呈紅色，然后滴加氯化鈣溶液至過量，溶液紅色逐漸變淺，最后消失。答案為：堿；CO32-＋H2OHCO3-＋OH-；向純堿溶液中滴加幾滴酚酞試液后，溶液呈紅色，然后滴加氯化鈣溶液至過量，溶液紅色逐漸變淺，最后消失；

(2) A．起初K2CO3發生電離，c(K＋)＝2c(CO32－)，在水溶液中CO32-發生水解，所以最后溶液中c(K＋)>2c(CO32－)，A錯誤；

B．K2CO3溶液中存在如下平衡：CO32-＋H2OHCO3-＋OH-、HCO3-＋H2OH2CO3+OH-、H2OH++OH-，且程度依次減弱，所以c(CO32－)>c(OH－)>c(HCO3－)>c(H2CO3)，B正確；

C．利用物料守恒，K2CO3溶液中，c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(H2CO3)＝0.1 mol·L－1，則c(CO32－)＋c(HCO3－)<0.1 mol·L－1，C錯誤；

D．利用質子守恒，c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3－)＋2c(H2CO3)，D正確；

由以上分析可知，AC錯誤，故答案為AC；

(3)室溫下將0.1 mol·L－1的K2CO3溶液與0.1 mol·L－1的鹽酸等體積混合，所得溶液中溶質為KHCO3和KCl，溶液中HCO3-以水解為主，電離為次，則各離子的濃度由大到小的順序為c(K＋)>c(Cl－)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋) >c(CO32－)。答案為：c(K＋)>c(Cl－)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋) >c(CO32－)；

(4)將CO2通入0.1 mol·L－1的K2CO3溶液中至溶液呈中性，則利用電荷守恒原理，溶液中2c(CO32－)＋c(HCO3－)＝c(K＋)=2×0.1 mol·L－1=0.2mol·L－1。答案為：0.2。