Question

【题目】在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。

（1）一定温度下，向1L0.1molL﹣1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体，平衡后则溶液中___（填“增大”、“减小”或“不变”）；写出表示该混合溶液中所有离子浓度间的一个等式：______

（2）常温下向20mL 0.1molL﹣1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1molL﹣1HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO2因逸出未画出）物质的量分数随溶液pH变化的情况如下：

回答下列问题：

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3﹣、CO32﹣___（填“能”或“不能”）大量共存；

②当pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒有_____、___，溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为____；

③已知在25℃时，CO32﹣水解反应的平衡常数即水解常数Kh═2×10﹣4 molL﹣1，当溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）＝2：1时，溶液的pH＝_____。

Answer 1

【答案】不变 c（CH3COO﹣）+c（OH﹣）＝c（Na+）+c（H+） 不能 HCO3﹣ H2CO3 c（Na+）＞c（Cl﹣）＞c（HCO3﹣） 10

【解析】

(1)Ka=只与温度有关；溶液中存在电荷守恒；

(2)常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水；

①根据图像可知，pH=8时溶液中主要为碳酸氢根离子，pH大于8时存在碳酸根离子和碳酸氢根离子离子，pH小于8时存在碳酸和碳酸氢根离子，在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存；

②根据图像pH=7时，溶液中存在的离子主要为：H2CO3、HCO3-，溶液显示中性，c(H+)=c(OH-)，此时加入盐酸的体积大于20mL小于40mL，溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸，由此判断溶液中主要微粒浓度大小关系；

③水解常数Kh=，当溶c(HCO3-)：c(CO32-)=2：1时，根据水解常数计算c(OH-)，由水的离子积Kw计算c(H+)，根据pH=-lgc(H+)计算。

(1)一定温度下，向1L 0.1molL﹣1CH3COOH溶液中加入0.1mol CH3COONa固体，由于温度不变，Ka＝只与温度有关，所以不变；溶液中存在电荷守恒为：c(CH3COO﹣)+c(OH﹣)＝c(Na+)+c(H+)；

(2)常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成碳酸（部分碳酸分解成二氧化碳）、水；

①由反应及图象可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO3﹣、CO32﹣不能大量共存；

②由图象可知，pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3﹣、H2CO3，溶液显示中性，溶液中c(H+)=c(OH-)，此时加入盐酸的体积大于20mL小于40mL，发生的反应有Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl（Na2CO3完全反应）、NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3（NaHCO3部分反应），溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠（NaCl浓度大于碳酸氢钠浓度）及碳酸，则溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为c(Na+)＞c(Cl﹣)＞c(HCO3﹣)；

③CO32﹣的水解常数Kh＝＝2×10﹣4，当溶液中c(HCO3﹣)：c(CO32﹣)＝2：1时，c(OH﹣)＝10﹣4mol/L，由Kw可知，c(H+)＝10﹣10mol/L，所以pH＝10。