Question

10．Na₂CO₃和NaHCO₃是兩種常見(jiàn)的化工原料．
（1）取少量碳酸鈉固體溶于水，滴加酚酞試液后溶液呈紅色，加熱后溶液紅色變深，請(qǐng)結(jié)合有關(guān)方程式用平衡移動(dòng)原理進(jìn)行解釋CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解為吸熱過(guò)程，加熱促進(jìn)水解平衡正向移動(dòng)．若將CuSO₄溶液投入到NaHCO₃飽和溶液中，立即產(chǎn)生大量氣體生成，同時(shí)得到藍(lán)綠色的沉淀Cu₂（OH）₂CO₃，反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O．

（2）用0.1000mol•L^-1的鹽酸滴定10.00mL 0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液，溶液pH值與加入鹽酸的體積的關(guān)系如圖1所示．已知室溫時(shí)飽和CO₂溶液的pH約為3.9，0.05mol•L^-1 NaHCO₃的pH約為8.3．
①準(zhǔn)確量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液所用的儀器為（堿式）滴定管或移液管，用甲基橙為指示劑滴定到C點(diǎn)時(shí)，滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為最后一滴鹽酸加入時(shí)，溶液由黃色變成橙色（半分鐘不變色）．
②當(dāng)鹽酸用量為5mL時(shí)，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的電離程度比較：A點(diǎn)＞C點(diǎn)（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知25℃時(shí)CaCO₃的K_sp=2.8×10^-9．若將濃度為2×10^-4 mol•L^-1Na₂CO₃溶液與CaCl₂溶液等體積混合生成CaCO₃沉淀，則混合前CaCl₂溶液的最小濃度為5.6×10^-5mol•L^-1．已知CaCO₃溶解是吸熱過(guò)程，p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-），若b點(diǎn)溫度為25℃，則圖2中a點(diǎn)溫度＜25℃（填“＞”、“＜”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）加熱后溶液紅色變深，說(shuō)明加熱促進(jìn)水解，水解平衡正向移動(dòng)；CuSO₄溶液投入到NaHCO₃飽和溶液中，銅離子與碳酸氫根離子水解相互促進(jìn)；
（2）①準(zhǔn)確量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液，因碳酸鈉溶液水解呈堿性，所用的儀器為 堿式滴定管或移液管，用甲基橙為指示劑滴定到C點(diǎn)時(shí)，因未滴定時(shí)溶液呈堿性，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為溶液由黃色變成橙色；
②當(dāng)鹽酸用量為5mL時(shí)，得到等物質(zhì)量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的電離程度比較：A點(diǎn)是恰好完全反應(yīng)生成碳酸氫鈉，而C點(diǎn)是酸過(guò)量；
（3）CaCl₂溶液的最小濃度時(shí)即鈣離子與碳酸根離子達(dá)溶解平衡狀態(tài)，設(shè)CaCl₂溶液的最小濃度為x，則2×10^-4×$\frac{1}{2}$×x×$\frac{1}{2}$=2.8×10^-9，解之得x=5.6×10^-5mol•L^-1，由p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-）可知，p越大對(duì)就離子濃度越小，而a的p值大于b所以a點(diǎn)的Ksp較小，電離平衡逆向移動(dòng)，溫度降低．

解答 解：（1）碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，碳酸根離子水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-：加熱后溶液紅色變深，說(shuō)明加熱促進(jìn)水解，水解平衡正向移動(dòng)；CuSO₄溶液投入到NaHCO₃飽和溶液中，銅離子與碳酸氫根離子水解相互促進(jìn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解為吸熱過(guò)程，加熱促進(jìn)水解平衡正向移動(dòng)；2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；
（2））①準(zhǔn)確量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液，因碳酸鈉溶液水解呈堿性，所用的儀器為 堿式滴定管或移液管，用甲基橙為指示劑滴定到C點(diǎn)時(shí)，因未滴定時(shí)溶液呈堿性，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為溶液由黃色變成橙色；，故答案為：（堿式）滴定管或移液管；最后一滴鹽酸加入時(shí)，溶液由黃色變成橙色（半分鐘不變色）；
②當(dāng)鹽酸用量為5mL時(shí)，得到等物質(zhì)量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的電離程度比較：A點(diǎn)是恰好完全反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的水解對(duì)水的電離起促進(jìn)作用，而C點(diǎn)是酸過(guò)量，酸對(duì)水的電離起抑制作用，所以水的電離程度比較：A點(diǎn)＞C點(diǎn)；故答案為：＜；＞；
（3）CaCl₂溶液的最小濃度時(shí)即鈣離子與碳酸根離子達(dá)溶解平衡狀態(tài)，設(shè)CaCl₂溶液的最小濃度為x，則2×10^-4×$\frac{1}{2}$×x×$\frac{1}{2}$=2.8×10^-9，解之得x=5.6×10^-5mol•L^-1，由p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-）可知，p越大對(duì)就離子濃度越小，而a的p值大于b所以a點(diǎn)的Ksp較小，電離平衡逆向移動(dòng)，溫度降低，故答案為：5.6×10^-5；＜．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了沉淀溶解平衡曲線，掌握?qǐng)D線中pc（CO₃^2-）、pM數(shù)值越大，實(shí)際濃度越小是解題的關(guān)鍵，難度中等．