Question

【題目】在含有弱電解質的溶液中，往往有多個化學平衡共存。

（1）一定溫度下，向 1L 0.1mol·L－1 CH3COOH 溶液中加入 0.1molCH3COONa 固體，則溶液中 _____（填“增大”、“不變”或“減小”）；寫出該溶液中的電荷守恒關系_____。

（2）土壤的 pH 一般在 4~9 之間。土壤中 Na2CO3 含量較高時，pH 可達 10.5，試用離子方程式解釋土壤呈堿性的原因：_____。加入石膏（CaSO4·2H2O）可以使土壤堿性降低，有關反應的化學方程式為_____。

（3）水垢的主要成分 CaCO3 可以用過量食醋溶解，請結合化學用語，從沉淀溶解平衡的角度進行解釋______________。

（4）常溫下在 20mL0.1mol·L－1Na2CO3 溶液中逐滴加入 0.1mol·L－1HCl 溶液 40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO2 因逸出未畫出）物質的量分數(shù)（縱軸）隨溶液 pH 變化的部分情況如圖所示。回答下列問題：

①在同一溶液中 H2CO3 和CO____________________（填“能”或“不能”）大量共存。

②當 pH＝7 時，溶液中含碳元素的最主要微粒為_____，溶液中各種離子的物質的量濃度的大小關系為_________。

③已知在 25℃時，CO 水解反應的平衡常數(shù)=2.0×10－4，當溶液中c(HCO):c(CO)＝2:1 時，溶液的 pH＝_____。

Answer 1

【答案】不變 c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+） CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH- CaSO42H2O+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4+2H2O CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入過量食醋，食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應，CO32-濃度降低，水解平衡向右移動，使CaCO3溶解 不能 HCO3-、H2CO3 c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）> c（OH-）=c（H+） 10

【解析】

（1）CH3COOH的電離平衡常數(shù)K=，溫度不變，電離平衡常數(shù)不變；混合溶液中存在電荷守恒關系c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+）；

（2）Na2CO3為強堿弱酸鹽，CO32-在溶液中分步水解使土壤呈堿性，加入石膏后，CaSO4與Na2CO3反應生成CaCO3沉淀，CO32-濃度降低，水解平衡向左移動，OH-濃度降低，使土壤堿性降低；

（3）水垢的主要成分CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入過量食醋，食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應，CO32-濃度降低，水解平衡向右移動，使CaCO3溶解；

（4）①由圖象可以看出，H2CO3存在于PH＜8的溶液中，CO32-存在于pH＞8的溶液中；

②由圖可知，H=7時溶液中c（OH-）=c（H+），溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-和H2CO3，此時溶液中溶質為NaCl、NaHCO3和H2CO3，由電荷守恒可知溶液中c（Na+）>c（Cl-），由碳酸鈉與鹽酸的反應可知溶液中c（Cl-）>c（HCO3-）；

③CO32-的水解常數(shù)Kh==2.0×10－4可知，當溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=2：1時，溶液中c（OH-）=1.0×10-4mol/L。

（1）CH3COOH的電離平衡常數(shù)K=，溫度不變，電離平衡常數(shù)不變；混合溶液中存在電荷守恒關系c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+），故答案為：不變；c（CH3COO-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+）；

（2）Na2CO3為強堿弱酸鹽，CO32-在溶液中分步水解使土壤呈堿性，水解的離子方程式為CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-，加入石膏后，CaSO4與Na2CO3反應生成CaCO3沉淀，CO32-濃度降低，水解平衡向左移動，OH-濃度降低，使土壤堿性降低，使土壤堿性降低，反應方程式為CaSO42H2O+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4+2H2O，故答案為：CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-；CaSO42H2O+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4+2H2O；

（3）醋酸的酸性強于碳酸，水垢的主要成分CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入過量食醋，食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應，CO32-濃度降低，水解平衡向右移動，使CaCO3溶解，故答案為：CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入過量食醋，食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應，CO32-濃度降低，水解平衡向右移動，使CaCO3溶解；

（4）①由圖象可以看出，H2CO3存在于PH＜8的溶液中，CO32-存在于pH＞8的溶液中，二者不能大量共存于同一溶液中，故答案為：不能；

②由圖可知，pH=7時溶液中c（OH-）=c（H+），溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-和H2CO3，此時溶液中溶質為NaCl、NaHCO3和H2CO3，由電荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（Cl-）+c（HCO3-）+c（OH-）可知，溶液中c（Na+）>c（Cl-），由反應Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3和NaHCO3+HCl=NaCl+ H2CO3可知，溶液中c（Cl-）>c（HCO3-），則溶液中各種離子的物質的量濃度的大小關系為c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）> c（OH-）=c（H+），故答案為：HCO3-、H2CO3；c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）> c（OH-）=c（H+）；

③CO32-的水解常數(shù)Kh==2.0×10－4可知，當溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=2：1時，溶液中c（OH-）=1.0×10-4mol/L，則溶液中c（H+）==10-10mol/L，溶液pH=10，故答案為：10。