Question

10．等物质的量浓度、等体积的下列溶液中：①H₂CO₃，②Na₂CO₃，③NaHCO₃，④NH₄HCO₃，⑤（NH₄）₂CO₃，c（CO${\;}_{3}^{2-}$）的大小关系为②Na₂CO₃＞⑤（NH₄）₂CO₃＞③NaHCO₃＞④NH₄HCO₃＞①H₂CO₃．

Answer 1

分析 ①H₂CO₃是弱酸部分电离；
②Na₂CO₃是强碱弱酸盐，水解时碳酸根离子与水电离出的氢离子结合；
③NaHCO₃是强碱弱酸盐的酸式盐，水解时碳酸氢根离子与水电离出的氢离子结合；
④NH₄HCO₃溶液中是弱酸弱碱的酸式盐，发生相互促进的水解；
⑤（NH₄）₂CO₃是弱酸弱碱盐，发生相互促进的水解；据此即可解答．

解答 解：物质的量浓度相同的Na₂CO₃、NaHCO₃、H₂CO₃、（NH₄）₂CO₃、NH₄HCO₃溶液中，根据盐类水解的规律，无弱不水解，有弱才水解，越弱越水解，谁强显谁性，令其物质的量浓度为0.1mol/L，则：
①H₂CO₃溶液是二元弱酸，且酸性很弱，电离时分两步电离，电离出的碳酸根离子浓度较小，但它是酸，溶液显酸性，所以，碳酸根浓度小于0.1mol/L，NH₄HCO₃溶液中电离出碳酸根离子只需碳酸氢根离子一步电离，而H₂CO₃溶液是二元弱酸，需两步电离，且第二步极其微弱，其碳酸根离子的浓度比NH₄HCO₃溶液中碳酸根离子浓度小；
②Na₂CO₃是易溶于水的盐，在水中完全电离，电离出的碳酸根离子部分水解，但水解微弱，所以，碳酸根离子浓度降低，碳酸根浓度接近0.1mol/L；
③NaHCO₃是易溶于水的盐，在水中完全电离，电离出的碳酸氢根离子水解建立水解平衡，因碳酸氢钠溶液显碱性，所以，部分碳酸氢根离子的电离小于其水解，所以碳酸根浓度远远小于碳酸氢根浓度，及远远小于0.1mol/L；
④NH₄HCO₃是易溶于水的盐，在水中完全电离在水中完全电离，电离出的铵根离子和碳酸氢根离子分别和水电离出的氢氧根离子和氢离子结合，水解相互促进，所以，碳酸氢根离子电离出来的碳酸根离子的浓度非常小，比NaHCO₃溶液中碳酸根离子浓度小；
⑤（NH₄）₂CO₃是易溶于水的盐，在水中完全电离，电离出的铵根离子和碳酸根离子分别和水电离出的氢氧根离子和氢离子结合，水解相互促进，所以，碳酸根离子浓度比Na₂CO₃中碳酸根离子离子浓度小一些，碳酸根离子略小于0.1mol/L；
综上碳酸根离子浓度为：②Na₂CO₃＞⑤（NH₄）₂CO₃＞③NaHCO₃＞④NH₄HCO₃＞①H₂CO₃；
故答案为：②Na₂CO₃＞⑤（NH₄）₂CO₃＞③NaHCO₃＞④NH₄HCO₃＞①H₂CO₃．

点评 本题主要考查了盐类水解的应用，解答须掌握盐类水解的规律影响因素及应用，难度中等．