Question

pC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，類似pH．如某溶液溶質(zhì)的濃度為1×10^-3 mol?L^-1，則該溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg10^-3=3．已知H₂CO₃溶液中存在下列平衡：CO₂+H₂O?H₂CO₃　H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-　HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-
如圖為H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-在加入強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液后，達(dá)到平衡時(shí)溶液中三種成分的pC、pH圖．請(qǐng)回答下列問題：
（1）在pH=9時(shí)，H₂CO₃溶液中濃度最大的含碳元素的離子為

 

．
（2）pH＜4時(shí)，溶液中H₂CO₃的pC總是約等于3的原因是

 

．
（3）已知M₂CO₃為難溶物，則其K_sp的表達(dá)式為

 

；現(xiàn)欲將某溶液中的M⁺以碳酸鹽（K_sp=1×10^-12）的形式沉淀完全，則最后溶液中的CO₃^2-的pC最大值為

 

（溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時(shí)，沉淀完全）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)pC概念知，pC值越大，該溶質(zhì)濃度越小，反之，pC值越小，其微粒濃度越大，根據(jù)圖象分析判斷；  
（2）氫離子濃度越大，越抑制碳酸電離；導(dǎo)致有二氧化碳生成；
（3）K_sp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；根據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算溶液中c（CO₃^2-），再根據(jù)pC概念計(jì)算pC值．

解答：解：（1）根據(jù)pC概念知，pC值越大，該溶質(zhì)濃度越小，反之，pC值越小，其微粒濃度越大，根據(jù)圖象知，pH=9時(shí)，pC最小的是HCO₃^-，所以HCO₃^-濃度最大，故答案為：HCO₃^-；  
（2）pH＜4時(shí)，溶液中，c（H⁺）增大后，H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-平衡向左移動(dòng)放出CO₂，導(dǎo)致碳酸濃度不變，碳酸為飽和溶液，所以溶液中H₂CO₃的pC總是約等于3，故答案為：c（H⁺）增大后，H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-平衡向左移動(dòng)放出CO₂，碳酸濃度保持不變；
（3）K_sp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；溶液中c（CO₃^2-）=

Ksp

c2(M+)

=

1.0×10-12

(1×10-5)2

mol/L=0.01mol/L，則pC=-l_g0.01=2，
故答案為：K_sp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了弱電解質(zhì)的電離、pC的計(jì)算，明確pC的概念是解本題關(guān)鍵，可以采用知識(shí)遷移的方法分析pC概念，再利用溶度積常數(shù)等知識(shí)點(diǎn)來分析解答，題目難度中等．