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1L0.1molL﹣1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固體，平衡后則溶液中___（填“增大”、“減小”或“不變”）；寫出表示該混合溶液中所有離子濃度間的一個等式：______

（2）常溫下向20mL 0.1molL﹣1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1molL﹣1HCl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變化的情況如下：

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有_____、___，溶液中含量最多的三種微粒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═2×10﹣4 molL﹣1，當溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）＝2：1時，溶液的pH＝_____。

Answer 1

【答案】不變 c（CH3COO﹣）+c（OH﹣）＝c（Na+）+c（H+） 不能 HCO3﹣ H2CO3 c（Na+）＞c（Cl﹣）＞c（HCO3﹣） 10

【解析】

(1)Ka=只與溫度有關；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，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成二氧化碳、水；

①根據圖像可知，pH=8時溶液中主要為碳酸氫根離子，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-、CO32-不能大量共存；

②根據圖像pH=7時，溶液中存在的離子主要為：H2CO3、HCO3-，溶液顯示中性，c(H+)=c(OH-)，此時加入鹽酸的體積大于20mL小于40mL，溶液中溶質為碳酸氫鈉、氯化鈉及碳酸，由此判斷溶液中主要微粒濃度大小關系；

③水解常數Kh=，當溶c(HCO3-)：c(CO32-)=2：1時，根據水解常數計算c(OH-)，由水的離子積Kw計算c(H+)，根據pH=-lgc(H+)計算。

(1)一定溫度下，向1L 0.1molL﹣1CH3COOH溶液中加入0.1mol CH3COONa固體，由于溫度不變，Ka＝只與溫度有關，所以不變；溶液中存在電荷守恒為：c(CH3COO﹣)+c(OH﹣)＝c(Na+)+c(H+)；

(2)常溫下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成碳酸（部分碳酸分解成二氧化碳）、水；

①由反應及圖象可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO3﹣、CO32﹣不能大量共存；

②由圖象可知，pH＝7時，溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3﹣、H2CO3，溶液顯示中性，溶液中c(H+)=c(OH-)，此時加入鹽酸的體積大于20mL小于40mL，發生的反應有Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl（Na2CO3完全反應）、NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3（NaHCO3部分反應），溶液中溶質為碳酸氫鈉、氯化鈉（NaCl濃度大于碳酸氫鈉濃度）及碳酸，則溶液中含量最多的三種微粒的物質的量濃度的大小關系為c(Na+)＞c(Cl﹣)＞c(HCO3﹣)；

③CO32﹣的水解常數Kh＝＝2×10﹣4，當溶液中c(HCO3﹣)：c(CO32﹣)＝2：1時，c(OH﹣)＝10﹣4mol/L，由Kw可知，c(H+)＝10﹣10mol/L，所以pH＝10。