Question

10℃时加热NaHCO₃饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化

温度(℃)	10	20	30	加热煮沸后冷却到50℃
pH	8.3	8.4	8.5	8.8

(1)甲同学认为，该溶液的pH值升高的原因是HCO₃^－的水解程度增大，故碱性增强，该反应的离子方程式为_________。

(2)乙同学认为，溶液pH升高的原因是NaHCO₃受热分解，生成了Na₂CO₃，并推断Na₂CO₃的水解程度_________(填“大于”或“小于”)NaHCO₃。

(3)丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为：

①只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X，若产生沉淀，则_________(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是_____________(填序号)。

a.Ba(OH)₂溶液     b.BaCl₂溶液     c.NaOH溶液      d.澄清石灰水

②将加热后的溶液冷却到10℃，若溶液的pH____________(填“高于”、“低于”或“等于”)8.3，则甲判断正确。

(4)常温下，在测得pH都等于9的NaOH溶液和Na₂CO₃溶液中，由水电离出的OH^－浓度分别为a mol/L和b mol/L。则a：b＝________。

(5)25℃时，浓度均为0.1 mol/L的Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

①下列判断不正确的是________(填序号)。

a.两种溶液等体积混合后：3c(Na^＋)＝2[c(HCO₃^－)＋c(CO₃^2－)＋c(H₂CO₃)]

b.两种溶液中存在的粒子种类不相同

c.两种溶液中c(H^＋)·c(OH^－)＝10^－14

d.两种溶液中分别加入少量NaOH固体，恢复到原温度，c(CO₃^2－)均增大

②等体积混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是：__________；

③常温下，等体积混合后的溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有：_______。

Answer

HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－ 大于 乙 b 等于 10－4：1 ab c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H＋) NaCl、NaHCO3、CO2（H2CO3）

【解析】

碳酸氢钠是强碱弱酸酸式盐，能水解导致溶液呈碱性；碳酸是二元弱酸，第一步电离程度远远大于第二步电离，所以碳酸根离子的第一步水解程度远远大于第二步水解程度；NaHCO3和BaCl2不反应，但Na2CO3和BaCl2能反应生成白色沉淀BaCO3：Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl，向Na2CO3或NaHCO3溶液中加入Ba(OH)2或氢氧化钙都生成白色沉淀BaCO3，向Na2CO3（不反应）溶液或NaHCO3（要反应）溶液中加入NaOH都不产生明显现象；在测得PH都等于9的NaOH溶液和Na2CO3溶液中，NaOH溶液由水电离的OH-浓度为a=10-9mol/L，Na2CO3溶液由水电离的OH-浓度为b=10-5mol/L；25℃时，浓度均为0.1 mol/L的Na2CO3和NaHCO3溶液两种溶液等体积混合后，存在物料守恒： 2c(Na＋)＝3 [c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)]；NaHCO3和Na2CO3溶液中存在的微粒均为：碳酸根、碳酸氢根、氢氧根、氢离子、碳酸分子、水分子，存在的粒子种类相同；温度不变，水的离子积常数不变；分别加入NaOH固体，恢复到原温度，碳酸氢根和氢氧根在溶液反应会生成碳酸根和水，氢氧根对它们的水解均起到抑制作用，所以c（CO32-）均增大；等体积混合后溶液显碱性，CO32－与HCO3－水解程度大于电离程度，CO32－水解会产生HCO3－；常温下，等体积混合后的溶液中滴加稀盐酸，NaCl显中性，H2CO3显酸性，NaHCO3显碱性。

(1)碳酸氢钠是强碱弱酸酸式盐，能水解导致溶液呈碱性，水解方程式为HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-；

故答案为：HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－；

(2) 碳酸钠是强碱弱酸盐能水解，碳酸是二元弱酸，第一步电离程度远远大于第二步电离，所以碳酸根离子的第一步水解程度远远大于第二步水解程度，导致碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度；

故答案为：大于；

(3) ①NaHCO3和BaCl2不反应，但Na2CO3和BaCl2能反应生成白色沉淀BaCO3：Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl，向Na2CO3或NaHCO3溶液中加入Ba(OH)2或氢氧化钙都生成白色沉淀BaCO3，向Na2CO3（不反应）溶液或NaHCO3（要反应）溶液中加入NaOH都不产生明显现象，②若加热后NaHCO3不分解，溶液仍然是NaHCO3溶液，温度不变溶液的PH值也不变，由此证明甲是正确的；

故答案为：乙；b；等于；

(4) 在测得PH都等于9的NaOH溶液和Na2CO3溶液中，NaOH溶液由水电离的OH-浓度为a=10-9mol/L，Na2CO3溶液由水电离的OH-浓度为b=10-5mol/L，则a：b＝10－4：1；

故答案为：10－4：1；

(5) ①a.25℃时，浓度均为0.1 mol/L的Na2CO3和NaHCO3溶液两种溶液等体积混合后，存在物料守恒： 2c(Na＋)＝3 [c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)]，故a错误；

b.NaHCO3和Na2CO3溶液中存在的微粒均为：碳酸根、碳酸氢根、氢氧根、氢离子、碳酸分子、水分子，存在的粒子种类相同，故b错误；

c．温度不变，水的离子积常数不变，故c正确；

d．分别加入NaOH固体，恢复到原温度，碳酸氢根和氢氧根在溶液反应会生成碳酸根和水，氢氧根对它们的水解均起到抑制作用，所以c（CO32-）均增大，故d正确；

故答案选ab；

②等体积混合后溶液显碱性，CO32－与HCO3－水解程度大于电离程度，CO32－水解会产生HCO3－，所以c(HCO3－)＞c(CO32－)，故有c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H＋)；

③常温下，等体积混合后的溶液中滴加稀盐酸，在此过程中，HCO3－与H＋生成水和CO2，CO32－与H＋生成HCO3－、H2CO3，阴离子与Na＋生成NaCl、NaHCO3，NaCl显中性，H2CO3显酸性，NaHCO3显碱性，故至中性时，溶质的主要成分有：NaCl、NaHCO3、CO2（H2CO3）；

故答案为：ab；c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H＋)；NaCl、NaHCO3、CO2（H2CO3）。