Question

（10分）在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。

（1）一定温度下，向1 L 0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液中加入0.1 mol CH₃COONa固体，溶液中        (填“增大”、“减小”或“不变”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式                                。

（2）土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na₂CO₃含量较高时，pH可以高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因                        。加入石膏(CaSO₄·2H₂O)可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为                                 。

（3）常温下向20 mL 0.1 mol·L^－1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1 mol·L^－1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO₂因逸出未画出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如下：

回答下列问题：

①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2-         (填“能”或“不能”)大量共存；

②当pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒有           、          ，溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为                             ；

Answer

(1)不变（1分） c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)（2分）

(2) CO32-＋H2O HCO3－＋OH－（2分）

Na2CO3＋CaSO4·2H2O===CaCO3＋Na2SO4＋2H2O或

Na2CO3＋CaSO4===CaCO3＋Na2SO4（2分）

(3)①不能（1分）

②HCO3－、H2CO3（2分）c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO3－)（2分）

【解析】

试题分析：

(1)电离平衡常数Ka＝，只受温度的影响,温度不变Ka不变；电解质溶液中电荷守恒式c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(Na＋)中含有溶液中的所有离子。(2)Na2CO3为强碱弱酸盐水解呈碱性，加入石膏（CaSO4•2H2O）生成碳酸钙沉淀，使CO32－浓度降低，水解平衡左移，c(OH－)减小，土壤碱性降低。(3).常温下向Na2CO3溶液中逐滴加入HCl溶液反应顺序为：

Na2CO3+HCl＝NaHCO3+ NaCl

NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O

在同一溶液中，因CO2+H2O +CO32-＝2 HCO3-，所以H2CO3 、HCO3-、CO32-不能大量共存；

由图象可知，当pH=7时，碳元素存在于HCO3-、H2CO3中，且c（HCO3-）>c(H2CO3)，根据c（Na+）+c（H+）=c（Cl-）+c（HCO3-）+c（OH-）及c（H+）=c（OH-）可得c（Na+）＞c（Cl-），又由于HCO3-水解c（Cl-）＞c（HCO3-），所以主要的三种离子大小顺序为c（Na+）＞c（Cl-）＞c（HCO3-）。

考点：了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。