Question

8．25℃时，已知：
H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-  K₁=4.3×10^-7
HCO₃^-?H⁺+CO₃^2- K₂=5.6×10^-11
H₂O?H⁺+OH^- K_W=1.0×10^-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．在25℃时，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，阴离子漏掉了氯离子；
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=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}×\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{{K}_{2}}$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═$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}×\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{{K}_{2}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{5.6×1{0}^{-11}}$≈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，侧重对学生分析能力的培养，题目难度中等，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．