Question

3．現(xiàn)對0.1mol/L的純堿溶液進(jìn)行相關(guān)研究．
（1）用pH試紙測定該溶液的pH，其正確的操作把小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH．
（2）純堿溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（3）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-離子不超過其總量的10%．請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確．用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%．
（4）某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識對Na₂CO₃溶液進(jìn)行分析，寫出了以下四個(gè)關(guān)系式．請你判斷：在正確的關(guān)系式后面打“√”，在錯誤的后面寫出正確的關(guān)系式．
①c（Na+）=2[c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）]：錯誤；c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）；
②c（Na+）+c（H⁺）=2  c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）：√；
③c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+c（H2CO3）：錯誤；c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）；
④c（Na+）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）：√．

Answer 1

分析 （1）pH試紙的正確使用方法是：把小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH；
（2）根據(jù)鹽的類型分析呈堿性，純堿是強(qiáng)堿弱酸鹽水解呈堿性；
（3）用pH試紙測pH值計(jì)算水解產(chǎn)生的氫氧根離子的濃度；
（4）根據(jù)電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒分析．

解答 解：（1）測定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，讀出相同顏色的pH值，
故答案為：把小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH；
（2）純堿是強(qiáng)堿弱酸鹽，碳酸根離子能發(fā)生水解使溶液中的氫氧根離子的濃度大于氫離子的濃度，導(dǎo)致溶液呈堿性，離子方程式為 CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，故答案為； CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（3）用pH試紙測pH值計(jì)算水解產(chǎn)生的氫氧根離子的濃度，其操作為：用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%，故答案為：用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%；
（4）①根據(jù)物料守恒，碳元素在溶液中的形式有：CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃、所以c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故答案為：錯誤；c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）；
②根據(jù)電荷守恒分析解答，c（Na+）+c（H⁺）=2 c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），故答案為：√；
③根據(jù)質(zhì)子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故答案為：錯誤；c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）；
④碳酸鈉溶液水解呈堿性，所以離子濃度大小為：c（Na+）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-），故答案為：√．

點(diǎn)評 本題考查了鹽類水解的原理，溶液酸堿性的實(shí)驗(yàn)測定方法，溶液中的守恒關(guān)系的應(yīng)用，題目難度中等．