Question

在含有弱電解質(zhì)的溶液中，往往有多個化學(xué)平衡共存．
（1）一定溫度下，向1L 0.1mol?L^-1 CH₃COOH溶液中加入0.1mol CH₃COONa固體，則溶液中

c(CH3COO-)?c(H+)

c(CH3COOH)

 

（填“增大”“不變”或“減小”），寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式

 

；
（2）土壤的pH一般在4～9之間．土壤中Na₂CO₃含量較高時，pH可以高達(dá)10.5，試用離子方程式解釋土壤呈堿性的原因

 

，
加入石膏（CaSO₄?2H₂O）可以使土壤堿性降低，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（3）常溫下向20mL 0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol?L^-1 HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO₂因逸出未畫出）物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（縱軸）隨溶液pH變化的部分情況如圖所示．
回答下列問題：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-

 

（填“能”或“不能”）大量共存；
②當(dāng)pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為

 

，溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為

 

；
③已知在25℃時，CO₃^2-水解反應(yīng)的平衡常數(shù)即水解常數(shù)K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 2- 3 )

=2×10^-4 mol?L^-1，當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,鹽類水解的應(yīng)用

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）

c(CH3COO-)?c(H+)

c(CH3COOH)

為CH₃COOH的電離平衡常數(shù)，只受溫度的影響；結(jié)合電荷守恒解答；
（2）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，加入石膏（CaSO₄?2H₂O）生成碳酸鈣沉淀；
（3）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(yīng)生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水，以此分析解答．

解答： 解：（1）

c(CH3COO-)?c(H+)

c(CH3COOH)

為CH₃COOH的電離平衡常數(shù)，只受溫度的影響，加入0.1mol CH₃COONa固體，因溫度不變，則平衡常數(shù)不變，溶液中存在電荷守恒，為c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺），
故答案為：不變；c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺）；
（2）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，水解方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，加入石膏（CaSO₄?2H₂O）生成碳酸鈣沉淀，反應(yīng)的方程式為Na₂CO₃+CaSO₄?2H₂O=CaCO₃+Na₂SO₄+2H₂O，故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Na₂CO₃+CaSO₄?2H₂O=CaCO₃+Na₂SO₄+2H₂O；
（3）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(yīng)生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水，
①由反應(yīng)及圖象可知，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能大量共存，故答案為：不能；
②由圖象可知，pH=7時，溶液中含碳元素的主要微粒為HCO₃^-、H₂CO₃，電荷守恒可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），則c（Na⁺）＞c（Cl^-），因HCO₃^-水解，則c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-），溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案為：HCO₃^-、H₂CO₃；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
③水解常數(shù)K_h=

c(HC O - 3 )?c(OH-)

c(C O 3- 3 )

=2×10^-4，當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，c（OH^-）=10^-4mol/L，由Kw可知，c（H⁺）=10^-10mol/L，所以pH=10，
故答案為：10．

點評：本題考查較綜合，涉及鹽類的水解、弱電解質(zhì)的電離及溶液中酸堿之間的反應(yīng)，題目難度較大，綜合考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，注重能力的考查，（3）為解答的難點．