Question

3．侯氏制碱法曾广泛用于工业制纯碱（Na₂CO₃），是我国科学家为人类做出的重大贡献．现有25℃时，浓度为0.10mol/LNa₂CO₃溶液．请回答：
（1）该溶液中c（H⁺）＜c（OH^-） （填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）用离子方程式解释（1）的原因：CO₃^2-+H₂O?OH^-+HCO₃^-．
（3）下列说法正确的是（填字母）abc．
a．Na₂CO₃在水中完全电离
b．c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L
c．c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）
（4）用石墨作电极电解Na₂CO₃水溶液时，阴极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．

Answer 1

分析 （1）碳酸钠是强碱弱酸盐，其溶液呈碱性；
（2）碳酸根离子水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度；
（3）a．完全电离的电解质是强电解质；
b．根据碳酸钠溶液中的物料守恒分析；
c．钠离子不水解，碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，但水解程度较小；
（4）用石墨作电极电解Na₂CO₃溶液时，阴极上氢离子放电生成氢气．

解答 解：（1）碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子水解导致其溶液呈碱性，pH＞7，
故答案为：＜；
（2）碳酸根离子水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，水解方程式为：CO₃^2-+H₂O?OH^-+HCO₃^-，故答案为：CO₃^2-+H₂O?OH^-+HCO₃^-；
（3）a．Na₂CO₃在水溶液完全电离，属于强电解质，故a正确；
b．根据碳酸钠溶液中的物料守恒可得：c（Na⁺）=c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L，故b正确；
c．钠离子不水解，碳酸根离子水解生成氢氧根离子和碳酸氢根离子，碳酸氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子，所以该溶液中离子浓度大小关系为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故c正确；
故答案为：abc；
（4）用石墨作电极电解Na₂CO₃溶液时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目难度中等，涉及盐类水解、电解池原理及离子浓度大小比较，根据盐的性质确定弱离子的水解，根据溶液酸碱性结合电荷守恒确定离子浓度大小，试题培养了学生的灵活应用能力．