Question

18．25℃时，已知H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-K₁=4.3×l0^-7；
HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-K₂=5.6×l0^-11；
H₂O?H⁺+OH^-K_w=1.0×l0^-14
现取10.6g Na₂CO₃与盐酸混合所得的一组体积为1L的溶液，溶液中部分微粒与pH 的关系如图所示．下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是（　　）

• A． W点所示的溶液中：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（OH^-）+c（HCO₃^-）
• B． pH=4的溶液中：c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）=0.1 mol•L^-1
• C． pH=8的溶液中：c（H⁺）+c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）=c（OH^-）+c（Cl^-）
• D． pH=11的溶液中：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-K=1.8×l0^-4

Answer 1

分析 10.6g碳酸钠的物质的量为：n（Na₂CO₃）=$\frac{10.6g}{106g/mol}$=0.1mol，
A．根据电荷守恒判断，阴离子漏掉了碳酸氢根离子；
B．pH=4时有二氧化碳气体生成，根据物料守恒判断；
C．先判断溶液中的溶质，再根据物料守恒判断；
D．CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-的平衡常数K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$及水的离子积、碳酸氢根离子的电离平衡常数计算．

解答 解：10.6g碳酸钠的物质的量为：n（Na₂CO₃）=$\frac{10.6g}{106g/mol}$=0.1mol，
A．根据电荷守恒可知，溶液中离子浓度应该满足：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（OH^-）+c（Cl^-）+c（HCO₃^-），故A错误；
B．根据图象可知，pH=4时有CO₂生成，根据物料守恒可知：c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）＜0.1 mol•L^-1，故B错误；
C．根据图象可知pH=8时，溶液中碳酸氢钠的浓度远远大于碳酸钠的浓度，这说明反应中恰好是生成碳酸氢钠，则根据物料守恒可知：c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）=c（Cl^-）=$\frac{1}{2}$c（Na⁺），再结合电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（OH^-）+c（Cl^-）+c（HCO₃^-）可得：c（H⁺）+2c（H₂CO₃）+2c（HCO₃^-）=c（OH^-）+c（Cl^-），故C错误；
D．CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-的平衡常数K=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{5.6×1{0}^{-11}}$≈1.8×l0^-4，故D正确；
故选D．

点评 本题考查离子浓度大小比较，该题是高考中的常见题型，属于综合性试题的考查，对学生的思维能力提出了较高的要求，本题贴近高考，综合性强，侧重对学生能力的培养，意在培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力；该题的关键是在明确反应原理的基础上利用好几种守恒关系，即电荷守恒、物料守恒以及质子守恒，然后结合图象和题意灵活运用即可．