Question

14．碳酸钠，俗名纯碱，又称苏打，是一种重要的化工基本原料，用途很广，一般都是利用它的碱性．
（1）碳酸钠溶液呈碱性的原因是（用离子方程表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（2）欲使0.1mol•L^-1Na₂CO₃溶液中c（Na⁺）=2c（CO₃^2-），应采取的措施是B．
A．加少量盐酸   B．加适量的KOH   C．加适量的水    D．加适量的NaOH
（3）为证明盐的水解是吸热的，四位同学分别设计了如下方案，其中正确的是A．
A．甲同学：在醋酸钠溶液中滴加2滴酚酞试剂，加热后红色加深，说明盐类水解是吸热的．
B．乙同学：在盐酸中加入氨水，混合液温度上升，说明盐类水解是吸热的．
C．丙同学：将硝酸铵晶体溶于水，水温降低，说明盐类水解是吸热的．
D．丁同学：在氨水加入氯化铵固体，溶液的pH变小，说明盐类水解是吸热的．
（4）为探究纯碱溶液呈碱性是由CO₃^2-引起的，请你用纯碱溶液、酚酞、氯化钙溶液做试剂设计一个简单的实验方案用试管取少量碳酸钠溶液，滴入酚酞呈红色，再向溶液中滴入氯化钙溶液，产生白色沉淀，红色变浅并褪去，此时Na⁺仍存在于溶液中，说明溶液的碱性由CO₃^2-引起．
（5）有资料记载：常温下，0.1mol•L^-1的纯碱溶液，发生水解的CO₃^2-离子不超过其总量的10%．请你用pH试纸设计实验验证之用pH试纸测常温下0.1mol•L-1纯碱溶液的pH，若pH＜12，即得证．

Answer 1

分析 （1）碳酸根离子水解显碱性，以第一步为主；
（2）Na₂CO₃溶液中，由于CO₃^2-的水解，使得c（Na⁺）＞2c（CO₃^2-），如果要使c（Na⁺）接近2c（CO₃^2-），则需要抑制碳酸根离子水解，根据水解平衡的移动影响因素来回答；
（3）A．醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深，则升高温度促进水解；
B．中和反应为放热反应，测定温度应注意隔热；
C．硝酸铵晶体溶于水吸收热量；
D．氨水溶液中加入氯化铵晶体，铵根离子浓度增大，引起化学平衡的移动；
（4）碳酸根离子水解使碱性，而加氯化钙，生成白色沉淀，红色变浅，以此说明水解呈碱性；
（5）碳酸钠属于强碱弱酸盐，碳酸根离子水解而使溶液呈碱性，根据其水解程度确定溶液pH，用pH试纸测量其pH即可．

解答 解：（1）碳酸钠为强碱弱酸盐，碳酸根离子水解而使其溶液呈碱性，水解方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）Na₂CO₃溶液中，由于CO₃^2-的水解，使得c（Na⁺）＞2c（CO₃^2-），如果要使c（Na⁺）接近2c（CO₃^2-），则需要抑制碳酸根离子水解，
A、加入盐酸会和碳酸根反应生成水和二氧化碳，碳酸根离子浓度减小，故A错误；
B、加入氢氧化钾固体，会抑制碳酸根水解，使得c（Na⁺）接近2c（CO₃^2-），故B正确；
C、加水会将溶液的体积增大，导致CO₃^2-离子浓度减小，故C错误；
D、加入氢氧化钠固体，会抑制碳酸根水解，但同时钠离子的浓度增加，所以c（Na⁺）＞2c（CO₃^2-），故D错误；
故选：B；
（3）A．醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若红色加深，则升高温度促进水解，即水解反应为吸热反应，故A正确；
B．在盐酸中加入氨水，中和反应为放热反应，混合液温度上升，不能说明盐类水解是吸热的，故B错误；
C．因硝酸铵晶体溶于水吸收热量，则不能说明盐水解为吸热反应，故C错误；
D．氨水溶液中加入氯化铵晶体，铵根离子浓度增大，抑制氨水的电离，过程伴随热效应，则不能说明盐类水解是吸热的，故D错误；
故选A；
（4）碳酸根离子水解使碱性，而加氯化钙，生成白色沉淀，红色变浅，以此说明水解呈碱性，所以实验步骤及实验现象为用试管取少量碳酸钠溶液，滴入酚酞呈红色，再向溶液中滴入氯化钙溶液，产生白色沉淀，红色变浅并褪去，此时Na⁺仍存在于溶液中，说明溶液的碱性由CO₃^2-引起，
故答案为：用试管取少量碳酸钠溶液，滴入酚酞呈红色，再向溶液中滴入氯化钙溶液，产生白色沉淀，红色变浅并褪去，此时Na⁺仍存在于溶液中，说明溶液的碱性由CO₃^2-引起；
（5）常温下，0.1mol•L^-1的纯碱溶液，发生水解的CO₃^2-离子不超过其总量的10%，则溶液中c（OH^-）＞0.1mol/L×10%=0.01mol/L，则c（H⁺）＜$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$mol/L=10^-12mol/L，所以溶液的pH＜12，用pH试纸测量常温下0.1mol/L碳酸钠溶液的pH，如果溶液的pH＜12，则证明发生水解的CO₃^2-离子不超过其总量的10%，
故答案为：用pH试纸测常温下0.1mol•L^-1纯碱溶液的pH，若pH＜12，即得证．

点评 本题考查学生盐的水解平衡的影响因素知识，侧重于基础知识的考查，注意知识的梳理和归纳，题目难度不大