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7.侯氏制碱法曾广泛用于工业制纯碱(Na2CO3),是我国科学家为人类做出的重大贡献.现有25℃时,浓度为0.10mol/LNa2CO3溶液.请回答:
(1)该溶液中c(H+)<c(OH-) (填“>”、“=”或“<”).
(2)用离子方程式解释(1)的原因:CO32-+H2O?OH-+HCO3-
(3)下列说法正确的是(填字母)abc.
a.Na2CO3在水中完全电离
b.c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol/L
c.c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+
(4)用石墨作电极电解Na2CO3水溶液时,阴极反应式是2H++2e-=H2↑.
(5)Na2CO3溶液中的电荷守恒关系式为:2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+).

分析 (1)碳酸钠是强碱弱酸盐,其溶液呈碱性;
(2)碳酸根离子水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度;
(3)a.完全电离的电解质是强电解质;
b.根据碳酸钠溶液中的物料守恒分析;
c.钠离子不水解,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,但水解程度较小;
(4)用石墨作电极电解Na2CO3溶液时,阴极上氢离子放电生成氢气;
(5)电荷守恒阳离子所带的正电荷数等于阴离子所以带负电荷总数,由此分析解答.

解答 解:(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致其溶液呈碱性,pH>7,
故答案为:<;
(2)碳酸根离子水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,水解方程式为:CO32-+H2O?OH-+HCO3-,故答案为:CO32-+H2O?OH-+HCO3-
(3)a.Na2CO3在水溶液完全电离,属于强电解质,故a正确;
b.根据碳酸钠溶液中的物料守恒可得:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol/L,故b正确;
c.钠离子不水解,碳酸根离子水解生成氢氧根离子和碳酸氢根离子,碳酸氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子,所以该溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故c正确;
故答案为:abc;
(4)用石墨作电极电解Na2CO3溶液时,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;
(5)电荷守恒阳离子所带的正电荷数等于阴离子所以带负电荷总数,关系式为:2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故答案为:2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+).

点评 本题考查了离子浓度大小比较,题目难度中等,涉及盐类水解、电解池原理及离子浓度大小比较,根据盐的性质确定弱离子的水解,根据溶液酸碱性结合电荷守恒确定离子浓度大小,试题培养了学生的灵活应用能力.

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