Question

（16分）Na₂CO₃俗称纯碱、苏打，NaHCO₃俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。

（1）甲同学测定两者的酸碱性：各取一定量的固体溶于水，配成相同浓度的溶液，测定其pH值，测定结果为Na₂CO₃、NaHCO₃的pH分别为a和b（a、b均大于7），则a       b（填“大于”“等于”或“小于”），测定溶液的pH值所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、         和标准比色卡。

（2）有关①100mL0.1 mol·L^-1NaHCO₃、  ②100mL0.1 mol·L^-1Na₂CO₃，两种溶液的叙述不正确是  

A. NaHCO₃溶液中：c (H⁺)+c (Na⁺)= c (HCO₃^-)+2c(CO₃^2-)+c(OH^-)

B. Na₂CO₃溶液中：2c (Na⁺)= c (HCO₃^-)+c(CO₃^2-)+ c(H­₂CO₃)

C. ①溶液中：c(CO₃^2-)>c(H­₂CO₃)

D. ②溶液中：c(HCO₃^-)>c(H­₂CO₃)

（3）乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，发现溶液变红，继续滴加BaCl₂溶液，预计可观察到                 ，请你结合必要的离子方程式，应用平衡的观点解释有关现象的产生：                                         。

（4）丙同学往10mL0.10 mol·L^－1的Na₂CO₃溶液中逐滴滴加0.10 mol·L^－1的HCl，当溶液中的：

c(Na⁺)=c(Cl^-)+c(HCO₃^-)+2c(CO₃^2-)，此时溶液呈          （填“酸性”、“中性”或“碱性”），所用HCl的体积          10mL。（填“大于”“等于”或“小于”）

（5）已知：K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9，不考虑其它因素影响，现将0.40 mol·L^－1的Na₂CO₃溶液和0.20 mol·L^－1的CaCl₂溶液等体积混合，则混合后溶液中Ca²⁺浓度为       mol·L^－1。

Answer

21．(16分) （每空2分）

（1）大于 玻璃棒 （2）B C

（3）红色褪去，产生白色沉淀 ；由于Ba2+ +CO32-=BaCO3↓，使得溶液中CO32-浓度减少，水解平衡CO32- + H2OHCO3-+OH-向左移动，OH-浓度减少，红色褪去。

（4）中性 大于 （5）4.96×10-8

【解析】

试题分析：（1）组成盐的酸根对应的酸越弱，该盐的水解程度越大，等浓度、等体积的Na2CO3和NaHCO3混合液中，碳酸根的水解程度大于碳酸氢根的水解程度，水解程度越大，碱性越强，PH越大，Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b，则a大于b，测定溶液的pH值基本操作为用镊子撕一块试纸放在干净的表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液，滴在试纸的中央，变色后与标准比色卡对比，读出PH值，则所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、玻璃棒和标准比色卡。

（2）A. NaHCO3溶液中存在电荷守恒，为c (H+)+c (Na+)= c (HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)，正确；B. Na2CO3溶液中存在物料守恒为c (Na+)= 2c (HCO3-)+2c(CO32-)+2 c(H­2CO3)，错误；C.NaHCO3溶液显碱性，HCO3-水解程度大于其电离程度，水解产生H­2CO3，电离产生CO32-，所以c(CO32-)c(H­2CO3),正确；选BC。

（3）由于CO32- + H2O HCO3-+OH－,CO32-水解导致碳酸钠溶液显碱性，滴加酚酞试液，溶液变红色，继续滴加BaCl2溶液，发生Ba2+ +CO32-=BaCO3↓（白色沉淀），水解平衡逆向移动，碱性减弱，OH-浓度减少，红色褪去。

（4）任何溶液均呈电中性，根据电荷守恒，c(Na+)+c(H＋)= c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH－)，已知溶液中存在c(Na+)= c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)，所以c(H＋)= c(OH－)，此时溶液呈中性，往10mL0.10 mol·L－1的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.10 mol·L－1的HCl10mL，溶液恰好反应生成NaHCO3 ，碳酸氢钠溶液显碱性，若要使溶液呈中性，需多加盐酸，所以所用HCl的体积大于10mL。

（5）将0.40 mol·L－1的Na2CO3溶液和0.20 mol·L－1的CaCl2溶液等体积混合，设体积为1L，发生反应Na2CO3 +CaCl2=CaCO3↓+2NaCl

0.2 0.2

剩余碳酸钠的物质的浓度为(0.4-0.2)/2=0.1mol/L,已知Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，则0.1×c(Ca2＋)= 4.96×10-9,解得c(Ca2＋)= 4.96×10-8，则混合后溶液中Ca2+浓度为4.96×10-8mol·L－1。

考点：考查盐类水解PH值的判断，电解质溶液中的离子平衡，沉淀溶解平衡的应用等知识。