Question

工業(yè)上通常把溶液中存在的CO

2- 3

和HCO

- 3

的總濃度稱為總堿度．水中堿度的控制成為碳酸鈉軟化水處理法的關(guān)鍵．從理論上分析，碳酸在水中一般以3種形態(tài)存在，即H₂CO₃（CO₂）、CO

2- 3

 和HCO

- 3

．根據(jù)碳酸的平衡理論，不同pH值時(shí)水中的碳酸存在形態(tài)及含量見(jiàn)圖．

（1）從圖中推斷NaHCO₃溶液呈

 

性（填“酸”、“堿”、或“中”），其原因是

 

．
（2）根據(jù)上圖，下列敘述中正確的是：

 

A、HCO

- 3

既與強(qiáng)酸反應(yīng)又與強(qiáng)堿反應(yīng)．
B、1.0mol/L鹽酸滴定1.0mol/L的碳酸鈉溶液恰好反應(yīng)時(shí)呈中性
C、二氧化碳在血液中多以HCO

- 3

的形式存在
D、在pH值為6.37及10.25時(shí)，溶液中的c（H₂CO₃）=c（HCO

- 3

）=c（CO

2- 3

）
（3）為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)不產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，要求體系中的c（CO₃^2-）≤0.3mmol/L，已知在該溫度下K_sp（CaCO₃）=3.03×10^-9，則體系中的c（CO

2- 3

）的取值范圍為

 

．
（4）轉(zhuǎn)爐煙氣洗滌水的pH通常在11左右，當(dāng)某水樣中總堿度為10mmol/L時(shí)，該水樣能否保證不結(jié)垢？

 

理由是

 

，此時(shí)水溶液存在的陰離子濃度從大到小的順序?yàn)?div id="tigcgru" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鹽類水解的原理,影響鹽類水解程度的主要因素

專題：鹽類的水解專題

分析：（1）根據(jù)圖中溶液中碳酸氫根離子濃度最大時(shí)，溶液的pH情況來(lái)分析；
（2）A、HCO₃^-既與強(qiáng)酸反應(yīng)又與強(qiáng)堿反應(yīng)；
B、1.0mol/L鹽酸滴定1.0mol/L的碳酸鈉溶液恰好反應(yīng)得到的溶液是碳酸氫鈉和氯化鈉；
C、正常人體血液pH保持在7.35～7.45，據(jù)此回答；
D、根據(jù)圖示內(nèi)容，在pH值為6.37及10.25時(shí)，溶液中的c（H₂CO₃）、c（HCO₃^-）、c（CO₃^2-）的濃度關(guān)系來(lái)回答；
（3）保證生產(chǎn)系統(tǒng)不產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，即Qc≤Ksp即可；
（4）根據(jù)圖中內(nèi)容，離子的存在和溶液pH之間的關(guān)系結(jié)合沉淀的形成條件來(lái)回答．

解答： 解：（1）根據(jù)圖中所示，PH約等于8時(shí)，c （HCO₃^-）最大，c （CO₃^2-）最少，碳酸氫根離子幾乎不電離，溶液顯示堿性，
故答案為：堿；PH約等于8時(shí)，c （HCO₃^-）最大，c （CO₃^2-）最少，說(shuō)明HCO₃^-極少電離；
（2）A、HCO₃^-既與強(qiáng)酸反應(yīng)生成二氧化碳和水，又與強(qiáng)堿反應(yīng)生成碳酸鹽和水，故A正確；
B、1.0mol/L鹽酸滴定1.0mol/L的碳酸鈉溶液恰好反應(yīng)得到的溶液是碳酸氫鈉和氯化鈉，溶液不一定是中性的，故B錯(cuò)誤；
C、正常人體血液pH保持在7.35～7.45，在此pH范圍內(nèi)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，二氧化碳在血液中多以碳酸氫根離子的形式存在，故C正確；
D、根據(jù)圖示內(nèi)容，在pH值為6.37及10.25時(shí)，溶液中的c（H₂CO₃）、c（HCO₃^-）、c（CO₃^2-）的濃度是不相等的，故D錯(cuò)誤；
故選AC；
（3）根據(jù)沉淀形成條件，為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)不產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，即Qc≤Ksp，Ksp=c（Ca²⁺）?c（CO₃^2-），則c（CO₃^2-）≥1.01×10^-5，
故答案為：c （CO₃^2-）≥1.01×10^-5；
（4）根據(jù)表中信息知道，PH═11時(shí)，溶液中主要存在的是碳酸根離子和碳酸氫根離子，并且碳酸根離子大于碳酸氫根離子的濃度，即c （CO₃^2-）＞c （HCO₃^-）＞c （OH^-），根據(jù)C原子守恒，PH═11時(shí)，CO₃^2-占總碳元素含量的50%以上，并且濃度為CO₃^2-最低濃度的500倍以上，這樣的環(huán)境足以保證CaCO₃沉淀，
故答案為：能；因?yàn)镻H═11時(shí)，CO₃^2-占總碳元素含量的50%以上，濃度為CO₃^2-最低濃度的500倍以上，足以保證CaCO₃沉淀，即Ca²⁺有效去除；
c （CO₃^2-）＞c （HCO₃^-）＞c （OH^-）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生鹽的水解原理以及鹽的水解的影響因素知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和整理是關(guān)鍵，結(jié)合圖象考查，增加了難度．