Question

现有常温下的0.1 mol/l纯碱溶液。

（1）该溶液呈碱性是因为存在水解平衡，相关离子方程式是：________________。为证明存在上述平衡，进行如下实验：在0.1 mol·l－1纯碱溶液中滴加酚酞，溶液显红色，再往溶液中滴加 （填化学式）溶液，红色逐渐退为无色，说明上述观点成立。

（2）同学甲查阅资料得知0.1 mol/LNa2CO3中，发生水解的CO32—不超过其总量的10%。请设计实验加以证明（写出实验方案及预期观察到的现象）。答： 。

（3）同学乙就该溶液中粒子浓度关系写出五个关系式，其中不正确的是 。

A．c(Na＋)＞2c(CO32—)

B．c(CO32—)＞c(OH－)＞c(HCO3—)＞c(H2CO3)

C．c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3—)＋2c(H2CO3)

D．c(CO32—)＋c(HCO3—)=0.1 mol·L－1

E．c(H＋)+ c(Na＋)＝ c(OH－)＋c(HCO3—)＋c(CO32—)

（4）室温下pH均为a的Na2CO3和NaOH溶液中，水电离产生的c(OH—)之比= 。

 

Answer 1

（1）CO32- + H2OHCO3- + OH- BaCl2或CaCl2

（2）测0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液pH，pH≤12 （3）D、E （4）10(2a-14)

【解析】

试题分析：(1) 纯碱碳酸钠是强碱弱酸盐。在溶液中存在的水解平衡主要是CO32- + H2OHCO3- + OH-，还有HCO3- + H2OH2CO3-+ OH-。由于消耗了水电离产生的H+，所以最终使溶液中的c(OH-)＞c(H+)。因此溶液显碱性。再往溶液中滴加与CO32-形成沉淀的物质如BaCl2或CaCl2，此时会放出沉淀反应，消耗了CO32-，c(CO32-)减小，尽管水解程度增大，但是单位体积中的OH-的物质的量减少，所以溶液的碱性减弱，红色逐渐退为无色。(2)在Na2CO3溶液中主要存在水解平衡CO32- + H2OHCO3- + OH-。c(CO32-)(始)= 0.1 mol/L，若其水解程度等于10%，根据水解方程式可知：c(OH-)=0.01mol/L．c(H＋)=10-12mol/L.pH=12.水解程度越大，水解产生的c(OH-)就越高，溶液的pH就越大。若水解程度小于10%，则c(H＋)＞10-12mol/L.pH<12．因此，测0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液pH，若pH≤12就证明0.1 mol/LNa2CO3中，发生水解的CO32—不超过其总量的10%。（3）A根据物料守恒可得c(Na＋)=2c(CO32—)+2 c(HCO3—)+2c(H2CO3).所以c(Na＋)＞2c(CO32—) 。正确。B．在Na2CO3中存在水解平衡：CO32- + H2OHCO3- + OH-， HCO3- + H2OH2CO3-+ OH-。主要是第一步水解，所以c(HCO3—)＞ c(H2CO3)；但是盐水解的程度是很微弱的，盐的电离作用大于水解作用，所以c(CO32—)＞ ＞c(HCO3—)。由于两步水解都产生OH－，HCO3—第一步水解产生，而在第二步水解中由消耗。所以c(OH－)＞c(HCO3—)。因此在溶液中离子间的关系为： c(CO32—)＞c(OH－)＞c(HCO3—)＞c(H2CO3)。正确。C．溶液显碱性。根据质子守恒可得：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO3—)＋2c(H2CO3)。正确。D．根据物料守恒可得c(CO32—)＋c(HCO3—)+ c(H2CO3)=0.1 mol/L.错误。E．根据电荷守恒可得c(H＋)+ c(Na＋)＝ c(OH－)＋c(HCO3—)＋2c(CO32—).错误。（4）室温下pH均为a的Na2CO3溶液，c(H＋)=10-a, c(OH－)(水)=10-14÷10-a =10a-14mol/L.对于pH=a的NaOH溶液c(H＋)(水)= c(OH－)(水)=10-amol/L.所以水电离产生的c(OH—)之比=10a-14：10-a=10(2a-14)。

考点：考查盐的水解平衡、盐水解程度的测定、离子浓度的大小比较、相同pH的碱与盐的水的电离的知识。