Question

6．常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl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、HCO₃^-、CO₃^2-（填：“能”或“不能”）不能大量共存．
（2）已知在25℃時，CO₃^2-水解反應的平衡常數(shù)（即水解常數(shù)用K_h表示）
K_n=$\frac{C（HC{O}_{3}^{-}）•C（O{H}^{-}）}{C（C{O}_{3}^{2-}）}$=2×10^-4，當溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，溶液的pH=10．
（3）當混合液的pH=6時，開始放出CO₂氣體．

Answer 1

分析 （1）酸性條件下，能存在大量碳酸，堿性條件下，能存在大量碳酸根離子；
（2）常溫下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成二氧化碳、水，以此分析解答；
（3）OAB段碳酸氫根離子濃度增大，碳酸根離子濃度減小，說明碳酸根離子和氫離子反應生成碳酸氫根離子；當溶液中H₂CO₃達到飽和后，開始放出CO₂氣體．

解答 解：（1）H₂CO₃是二元弱酸，分步電離，電離方程式為：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-分別與H₂CO₃、CO₃^2-都能共存，酸性條件下，能存在大量碳酸，堿性條件下，存在大量碳酸根離子，因為二者存在環(huán)境不同，所以H₂CO₃和CO₃^2-在溶液中不能大量共存，
故答案為：不能；
（2）CO₃^2-水解反應的平衡常數(shù)（即水解常數(shù)用K_h表示）K_n=$\frac{C（HC{O}_{3}^{-}）•C（O{H}^{-}）}{C（C{O}_{3}^{2-}）}$=2×10^-4，當溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時，c（OH^-）=10^-4mol/L，由Kw可知，c（H⁺）=10^-10mol/L，所以pH=10，
故答案為：10；
（3）Na₂CO₃溶液中加入少量鹽酸生成HCO₃^-，反應的離子方程式為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，當溶液中H₂CO₃達到飽和后，開始放出CO₂氣體，由圖象可以看出，當pH=6時，H₂CO₃達到飽和，開始放出CO₂氣體，
故答案為：6．

點評 本題考查溶液離子共存以及化學平衡常數(shù)的計算等問題，題目難度中等，注意分析圖象曲線變化趨勢，把握物質的性質，綜合考查學生分析問題、解決問題的能力．