Question

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1L 0．l mol/L^-1 CH₃ COOH溶液中加入0.1molCH₃COONa固体，溶液中

[c（CH₃COO^-）·c（H⁺）]/c（CH₃COOH）            （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，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）常温下在20ml 0.1mo l·L^-1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol·L^-1 HC1溶液40mL，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变化的情况如图所示。

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为         ，溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系

为            ；

③已知在25℃时，CO₃^2-水解反应的平衡常数即水解常数K_h=2×10^-4mol·L^-1，当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，溶液的pH=            ；

Answer

（1）不变 c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（Na＋）

（2）CO32-＋H2OHCO3-＋OH－

Na2CO3＋CaSO4·2H2O=CaCO3 ↓＋Na2SO4＋2H2O

（3）①不能 ②HCO3-、H2CO3 c（Na＋）>c（Cl－）>c（HCO3-）>c（H＋）＝c（OH－） ③10

【解析】

试题分析：（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，则醋酸根离子浓度增大，醋酸的电离平衡逆向移动，氢离子浓度减小，但[c（CH3COO-）·c（H+）]/c（CH3COOH）＝K,K为电离常数，温度不变，常数不变；该溶液中存在的离子只有钠离子、氢离子、氢氧根离子、醋酸根离子，符合电荷守恒，所以该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式为c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（Na＋）；

（2）碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根水解，溶液显碱性，方程式为CO32-＋H2OHCO3-＋OH－。加入石膏（CaSO4 2H2O）转化为难溶的碳酸钙，因此可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为Na2CO3＋CaSO4·2H2O=CaCO3 ↓＋Na2SO4＋2H2O；

（3）①由图可知，在同一溶液中，三种H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存，碳酸根离子离子减少时碳酸氢根离子的浓度逐渐增大，碳酸氢根离子逐渐减少时，碳酸分子的浓度增大；

②由图可知，当pH＝7时，部分碳酸氢根离子转化为碳酸，溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3-、H2CO3，此时溶液中的溶质为碳酸氢钠、碳酸、氯化钠，且氯化钠的物质的量大于碳酸氢钠的物质的量，因为溶液呈中性，则c（H＋）＝c（OH－），所以溶液中各离子的浓度关系为c（Na＋）>c（Cl－）>c（HCO3-）>c（H＋）＝c（OH－）；

③当溶液中c（HCO3-）∶c（CO32-）＝2∶1时，根据Kh＝ ＝2×10－4mol·L－1可得c（OH－）= 1×10－4mol·L－1，则c（H＋）＝1×10－10mol·L－1，所以溶液pH=10。

考点：考查弱电解质的电离平衡的移动的判断，溶液中离子浓度的大小比较，溶液pH的计算