Question

現(xiàn)有常溫下的0.1mol?L^-1純堿溶液．
（1）你認(rèn)為該溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）：

CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-

．為證明你的上述觀點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解

．
（2）同學(xué)甲認(rèn)為該溶液中Na₂CO₃的水解是微弱的，發(fā)生水解的CO₃^2-不超過(guò)其總量的10%．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確：

用pH試紙測(cè)0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過(guò)其總量的10%

．
（3）同學(xué)乙就該溶液中粒子之間的關(guān)系寫出了下列四個(gè)關(guān)系式，你認(rèn)為其中正確的是

BD

．
A．c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）
B．c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃）
C．c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）=0.1mol?L^-1
D．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）

Answer 1

分析：（1）碳酸根離子水解生成氫氧根離子溶液顯堿性，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有碳酸根離子時(shí)溶液顯堿性，除去碳酸根離子后溶液不顯堿性；
（2）用pH試紙測(cè)pH值計(jì)算水解產(chǎn)生的氫氧根離子的濃度；
（3）根據(jù)電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒分析．

解答：解：（1）碳酸根離子水解生成氫氧根離子溶液顯堿性，其水解方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有碳酸根離子時(shí)溶液顯堿性，除去碳酸根離子后溶液不顯堿性，其操作為：取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解；
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解；
（2）用pH試紙測(cè)pH值計(jì)算水解產(chǎn)生的氫氧根離子的濃度，其操作為：用pH試紙測(cè)0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過(guò)其總量的10%，故答案為：用pH試紙測(cè)0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過(guò)其總量的10%；
（3）A．根據(jù)物料守恒，碳元素在溶液中的形式有：CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃、所以c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故A錯(cuò)誤；
B．溶液中存在兩步水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，以第一步水解為主，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃），故B正確；
C．根據(jù)物料守恒：c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol?L^-1，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)質(zhì)子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故D正確；
故答案為：BD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鹽類水解的原理，溶液酸堿性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法，溶液中的守恒關(guān)系的應(yīng)用，題目難度中等．