Question

20．现有常温下的0.1mol/L小苏打溶液，回答下列问题：
（1）该溶液呈碱性的原因是（离子方程式表示）：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-
（2）该溶液中，除了水的电离平衡外，还存在的电离平衡是：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-（离子方程式）
（3）常温下pH均为a的小苏打溶液和NaOH溶液中，水电离产生的c（OH^-）之比为：10^2a-14：1
（4）关于该溶液中离子浓度的表述正确的是A（填序号）
A．c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）
B．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（OH^-）
C．c（OH^-）=c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺）
D．c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H₂CO₃）
（5）加热该溶液，温度刚刚升高时，溶液的pH值增大（填“增大”“减小”“不变”），将溶液蒸干后，再灼烧至质量不再改变，得到固体的成分是Na₂CO₃（填化学式）

Answer 1

分析 （1）小苏打为NaHCO₃，为强碱弱酸盐，水解显碱性；
（2）HCO₃^-为酸式弱酸根，既能水解又能电离；
（3）小苏打由于能水解，对水的电离有促进作用；NaOH是碱，对水的电离有抑制作用；
（4）A、根据小苏打溶液中的物料守恒来分析；
B、根据溶液中的电荷守恒来分析；
C、根据溶液中的质子守恒来分析；
D、根据NaHCO₃溶液显碱性，HCO₃^-的水解大于其电离来分析；
（5）盐类水解吸热；将溶液蒸干、灼烧后，NaHCO₃会受热分解．

解答 解：（1）小苏打为NaHCO₃，为强碱弱酸盐，HCO₃^-能结合水电离出的氢离子而水解显碱性：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故答案为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）HCO₃^-为酸式弱酸根，既能水解又能电离，故该溶液中，除了水的电离平衡外，还存在的电离平衡是HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，故答案为：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-；
（3）小苏打由于能水解，对水的电离有促进作用在pH=a的NaHCO₃溶液中，OH^-全部来自于水的电离出，而溶液中的C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-a}}$mol/L=10^a-14mol/L；NaOH是碱，对水的电离有抑制作用，pH=a的氢氧化钠溶液中的H⁺全部来自于水的电离，故溶液中水电离出的C（H⁺）=10^-amol/L，由于水电离出的H⁺和OH^-的浓度相等，故溶液中水电离出的C（OH^-）=10^-amol/L．故两溶液中水电离产生的c（OH^-）之比为10^a-14：10^-a=10^2a-14：1，故答案为：10^2a-14；
（4）A、小苏打NaHCO₃中，钠原子和碳原子的比为1：1，由于HCO₃^-的水解，导致后来碳元素在溶液中的存在形式有3种：HCO₃^-、CO₃^2-、H₂CO₃，根据小苏打NaHCO₃溶液中的物料守恒可知：c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃），故A正确；
B、由于HCO₃^-的水解，溶液中的离子有：Na⁺、H⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、OH^-，根据溶液中的电荷守恒应有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），故B错误；
C、由于HCO₃^-能电离出H⁺，故溶液中的质子守恒为：c（OH^-）=c（H₂CO₃）+c（H⁺）-c（CO₃^2-），故C错误；
D、NaHCO₃溶液显碱性，说明HCO₃^-的水解大于其电离，故溶液中的离子浓度的大小关系为；c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H₂CO₃）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），故D错误．
故选A．
（5）盐类水解吸热，故温度刚刚升高时，水解平衡右移，溶液的pH值增大；将溶液蒸干、灼烧后，NaHCO₃会受热分解：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
故得到的固体成分为Na₂CO₃．故答案为：增大；Na₂CO₃．

点评 本题考查了盐类的水解以及离子浓度大小比较，难度不大，应注意的是HCO₃^-的水解大于其电离．