Question

8．常温下，体积为1ml、浓度均为0.10mol/L的XOH和X₂CO₃溶液分别加水稀释至体积为V，pH随lgV的变化情况如图所示，下列叙述中正确的是（　　）

• A． XOH是弱碱
• B． pH=10的两种溶液中的c（X⁺）：XOH大于X₂CO₃
• C． 已知H₂CO₃的电离平衡常数K_a1远远大于K_a2，则K_a2约为1.0×10^-10.2
• D． 当lgV=2时，若X₂CO₃溶液升高温度，溶液碱性增强，则$\frac{c（HC{O}_{3}^{-}）}{c（C{O}_{3}^{2-}）}$减小

Answer 1

分析 A．根据图知，0.1mol/L的XOH的pH=13，说明XOH溶液中c（OH^-）=c（XOH）；
B．XOH是强碱溶液、X₂CO₃是强碱弱酸盐溶液，要使两种溶液的pH相等，则c（XOH）＜c（X₂CO₃），再结合物料守恒判断；
C.0.10mol/LX₂CO₃溶液的pH=11.6，则该溶液中c（OH^-）=c（HCO₃^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11.6}}$mol/L=10^-2.4 mol/L，c（CO₃^2-）=0.1mol/L，Kh1=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）．c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$，则K_a2=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{h1}}$=$\frac{{K}_{w}c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）．c（O{H}^{-}）}$；
D．当lgV=2时，则溶液的体积变为原来的100倍，升高温度，促进水解，第一步水解程度远远大于第二步，所以溶液中c（CO₃^2-）减小，c（HCO₃^-）增大．

解答 解：A．根据图知，0.1mol/L的XOH的pH=13，说明XOH溶液中c（OH^-）=c（XOH），XOH完全电离，为强电解质，故A错误；
B．XOH是强碱溶液、X₂CO₃是强碱弱酸盐溶液，要使两种溶液的pH相等，则c（XOH）＜c（X₂CO₃），再结合物料守恒得c（X⁺）：XOH小于X₂CO₃，故B错误；
C.0.10mol/LX₂CO₃溶液的pH=11.6，则该溶液中c（OH^-）=c（HCO₃^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11.6}}$mol/L=10^-2.4 mol/L，c（CO₃^2-）=0.1mol/L，Kh1=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）．c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$，则K_a2=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{h1}}$=$\frac{{K}_{w}c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）．c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}×0.1}{1{0}^{-2.4}×1{0}^{-2.4}}$=1.0×10^-10.2，故C正确；
D．当lgV=2时，则溶液的体积变为原来的100倍，升高温度，促进水解，第一步水解程度远远大于第二步，所以溶液中c（CO₃^2-）减小，c（HCO₃^-）增大，所以$\frac{c（HC{O}_{3}^{-}）}{c（C{O}_{3}^{2-}）}$增大，故D错误；
故选C．

点评 本题考查离子浓度大小比较，侧重考查学生分析判断及计算能力，为高频考点，明确电离平衡常数与水解平衡常数的关系是解本题关键，注意：二元弱酸中存在Kh1．K_a2=Kw，为易错点．