Question

10．①纯碱为工业和生活中常用的原料，其水溶液呈弱碱性，原因为存在化学平衡：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，（用离子方程式表达）其平衡常数K的表达式为：K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）×c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$．
②已知室温下，碳酸的电离常数K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11．NaHCO₃水溶液显碱性，原因：碳酸氢钠溶液中的水解平衡常数K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-7}}$mol/L=2.5×10^-8 mol/L，大于碳酸的电离常数K₂=4.7×10^-11（用K 定量解释）．
③在NaHCO₃溶液中继续逐渐通入二氧化碳，至溶液中n（HCO₃^-）：n（H₂CO₃）=4.4时溶液可以达中性．

Answer 1

分析 ①碳酸钠在溶液中水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子；根据方程式书写平衡常数，水不写入平衡常数中；
②计算碳酸氢钠溶液中的水解平衡常数与电离常数，比较二者的大小；
③溶液为中性，则c（H⁺）=10^-7mol/L，根据K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）×c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$计算．

解答 解：①碳酸钠在溶液中水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，其水解方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；其平衡常数K的表达式为：K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）×c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）×c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；
②碳酸氢钠溶液中，水解方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；则水解平衡常数K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-7}}$mol/L=2.5×10^-8 mol/L，HCO₃^-的电离常数K₂=4.7×10^-11，水解常数大于电离常数，所以溶液中以水解为主，因此溶液显碱性；
故答案为：碳酸氢钠溶液中的水解平衡常数K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-7}}$mol/L=2.5×10^-8 mol/L，大于碳酸的电离常数K₂=4.7×10^-11；
③溶液为中性，则c（H⁺）=10^-7mol/L，K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）×c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=4.4×10^-7，则$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=4.4；
故答案为：4.4．

点评 本题考查了盐的水解、水解常数的计算、电离常数的计算等，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的应用能力和计算能力，注意把握电离常数与水解常数的计算方法．