Question

10．Na₂CO₃和NaHCO₃是两种常见的化工原料．
（1）取少量碳酸钠固体溶于水，滴加酚酞试液后溶液呈红色，加热后溶液红色变深，请结合有关方程式用平衡移动原理进行解释CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解为吸热过程，加热促进水解平衡正向移动．若将CuSO₄溶液投入到NaHCO₃饱和溶液中，立即产生大量气体生成，同时得到蓝绿色的沉淀Cu₂（OH）₂CO₃，反应的离子方程式为2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O．

（2）用0.1000mol•L^-1的盐酸滴定10.00mL 0.1000mol•L^-1的碳酸钠溶液，溶液pH值与加入盐酸的体积的关系如图1所示．已知室温时饱和CO₂溶液的pH约为3.9，0.05mol•L^-1 NaHCO₃的pH约为8.3．
①准确量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸钠溶液所用的仪器为（碱式）滴定管或移液管，用甲基橙为指示剂滴定到C点时，滴定终点现象为最后一滴盐酸加入时，溶液由黄色变成橙色（半分钟不变色）．
②当盐酸用量为5mL时，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的电离程度比较：A点＞C点（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知25℃时CaCO₃的K_sp=2.8×10^-9．若将浓度为2×10^-4 mol•L^-1Na₂CO₃溶液与CaCl₂溶液等体积混合生成CaCO₃沉淀，则混合前CaCl₂溶液的最小浓度为5.6×10^-5mol•L^-1．已知CaCO₃溶解是吸热过程，p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-），若b点温度为25℃，则图2中a点温度＜25℃（填“＞”、“＜”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）加热后溶液红色变深，说明加热促进水解，水解平衡正向移动；CuSO₄溶液投入到NaHCO₃饱和溶液中，铜离子与碳酸氢根离子水解相互促进；
（2）①准确量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸钠溶液，因碳酸钠溶液水解呈碱性，所用的仪器为 碱式滴定管或移液管，用甲基橙为指示剂滴定到C点时，因未滴定时溶液呈碱性，所以滴定终点现象为溶液由黄色变成橙色；
②当盐酸用量为5mL时，得到等物质量浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液，碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的电离程度比较：A点是恰好完全反应生成碳酸氢钠，而C点是酸过量；
（3）CaCl₂溶液的最小浓度时即钙离子与碳酸根离子达溶解平衡状态，设CaCl₂溶液的最小浓度为x，则2×10^-4×$\frac{1}{2}$×x×$\frac{1}{2}$=2.8×10^-9，解之得x=5.6×10^-5mol•L^-1，由p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-）可知，p越大对就离子浓度越小，而a的p值大于b所以a点的Ksp较小，电离平衡逆向移动，温度降低．

解答 解：（1）碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-：加热后溶液红色变深，说明加热促进水解，水解平衡正向移动；CuSO₄溶液投入到NaHCO₃饱和溶液中，铜离子与碳酸氢根离子水解相互促进，反应的化学方程式为：2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解为吸热过程，加热促进水解平衡正向移动；2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；
（2））①准确量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸钠溶液，因碳酸钠溶液水解呈碱性，所用的仪器为 碱式滴定管或移液管，用甲基橙为指示剂滴定到C点时，因未滴定时溶液呈碱性，所以滴定终点现象为溶液由黄色变成橙色；，故答案为：（碱式）滴定管或移液管；最后一滴盐酸加入时，溶液由黄色变成橙色（半分钟不变色）；
②当盐酸用量为5mL时，得到等物质量浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液，碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的电离程度比较：A点是恰好完全反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠的水解对水的电离起促进作用，而C点是酸过量，酸对水的电离起抑制作用，所以水的电离程度比较：A点＞C点；故答案为：＜；＞；
（3）CaCl₂溶液的最小浓度时即钙离子与碳酸根离子达溶解平衡状态，设CaCl₂溶液的最小浓度为x，则2×10^-4×$\frac{1}{2}$×x×$\frac{1}{2}$=2.8×10^-9，解之得x=5.6×10^-5mol•L^-1，由p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-）可知，p越大对就离子浓度越小，而a的p值大于b所以a点的Ksp较小，电离平衡逆向移动，温度降低，故答案为：5.6×10^-5；＜．

点评 本题主要考查了沉淀溶解平衡曲线，掌握图线中pc（CO₃^2-）、pM数值越大，实际浓度越小是解题的关键，难度中等．