Question

常溫下在20mL 0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，溶液的pH逐漸降低，此時(shí)溶液中含碳元素的微粒物質(zhì)的量濃度的百分含量（縱軸）也發(fā)生變化（CO₂因逸出未畫出），如圖所示：回答下列問(wèn)題：
（1）20mL 0.1mol/LNa₂CO₃溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）

 

；其溶液中所有陽(yáng)離子和陰離子的濃度有何關(guān)系？（用等式表示）

 

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

 

．
（3）若向20mL 0.1mol/LNa₂CO₃溶液中加入BaCl₂粉末3.328×10^-7g時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生沉淀X，則K_sp（X）=

 

．
（4）請(qǐng)寫出OAB段的離子方程式

 

；當(dāng)混合液pH=

 

時(shí)，開(kāi)始放出CO₂氣體．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，碳酸根離子水解而使其溶液呈堿性；任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒；
（2）用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定常溫下0.1mol/L碳酸鈉溶液的pH來(lái)確定；
（3）根據(jù)K_SP（BaCO₃）=c（Ba²⁺）×c（CO₃^2-）計(jì)算；    
（4）OAB段碳酸氫根離子濃度增大，碳酸根離子濃度減小，說(shuō)明碳酸根離子和氫離子反應(yīng)生成碳酸氫根離子；當(dāng)溶液中H₂CO₃達(dá)到飽和后，開(kāi)始放出CO₂氣體．

解答：解：（1）碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，碳酸根離子水解而使其溶液呈堿性，水解方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=2c （CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c （OH^-），
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c（Na⁺）+c（H⁺）=2c （CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c （OH^-）；
（2）用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定常溫下0.1mol/L碳酸鈉溶液的pH來(lái)確定，若pH＜12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)正確；若pH＞12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)不正確，
故答案為：用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)常溫下0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)正確，若pH＞12，則該同學(xué)的觀點(diǎn)不正確；
（3）該溶液中鋇離子濃度=

3.328×10-7g 208g/mol

0.02L

=8.0×10^-8 mol/L，K=0.1×8.0×10^-8=8.0×10^-9，故答案為：8.0×10^-9；
  （4）Na₂CO₃溶液中加入少量鹽酸生成HCO₃^-，反應(yīng)的離子方程式為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，當(dāng)溶液中H₂CO₃達(dá)到飽和后，開(kāi)始放出CO₂氣體，由圖象可以看出，當(dāng)pH=6時(shí)，H₂CO₃達(dá)到飽和，開(kāi)始放出CO₂氣體，故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查溶液離子濃度大小比較以及難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化等問(wèn)題，題目難度中等，注意分析圖象曲線變化趨勢(shì)，把握物質(zhì)的性質(zhì)．