Question

2．CO₂是溫室氣體，可用NaOH溶液吸收得到Na₂CO₃或NaHCO₃
①Na₂CO₃俗稱純堿，因CO₃^2-水解而使其水溶液呈堿性，試寫出CO₃^2-水解的離子方程式（忽略第二步水解）CO₃^2-+H₂O=HCO₃^-+OH^-，其水解反應(yīng)的平衡常數(shù)（即水解常數(shù)）的表達(dá)式為K_h=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$
②已知25℃時(shí)，K_h=2×10^-4mol/L，則當(dāng)溶液中c（HCO₃-）：c（CO₃^2-）=2：1時(shí)，試求溶液的pH=10．
③0.1mol/L Na₂CO₃溶液中c（OH-）-c（H⁺）=c（HCO₃^- ）+2c（H₂CO₃）（用含c（HCO₃^-）、c（H₂CO₃）的關(guān)系式表示）
④向 Na₂CO₃溶液中加入明礬會(huì)產(chǎn)生沉淀和氣體，請(qǐng)寫出相關(guān)的離子方程式．

Answer 1

分析 ①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，能發(fā)生水解生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉而使溶液呈堿性；水解平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比；
②根據(jù)水解平衡常數(shù)計(jì)算氫氧根離子的濃度，再根據(jù)水的離子積常數(shù)計(jì)算氫離子的濃度，從而計(jì)算其溶液的pH值；
③根據(jù)原子守恒和電荷守恒計(jì)算c（OH^-）-c（H⁺）的值；
④向 Na₂CO₃溶液中加入明礬后，碳酸根會(huì)和鋁離子發(fā)生雙水解，從而生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w．

解答 解：①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，能發(fā)生兩步水解，第一步水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子，水解方程式為：CO₃^2-+H₂O=HCO₃^-+OH^-；Kh=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，
故答案為：CO₃^2-+H₂O=HCO₃^-+OH^-；Kh=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，；
②K_h=2×10^-4mol/L，則當(dāng)溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1時(shí)，Kh=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（O{H}^{-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，=2×10^-4mol/L，C（OH^- ）=1×10^-4 mol/L，C（H⁺ ）=1×10^-10mol/L，所以溶液的pH=10，故答案為：10；
③根據(jù)原子守恒和電荷守恒計(jì)算c（OH^-）-c（H⁺）的值，根據(jù)碳原子守恒得，c（CO₃^2-）+c（HCO₃^- ）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L，根據(jù)溶液中電荷守恒得：2×c（CO₃^2-）+c（HCO₃^- ）+c（OH^-）=c（Na⁺ ）+c（H⁺ ），c（Na⁺ ）=0.2mol/L，所以c（OH^-）-c（H⁺）=c（HCO₃^- ）+2c（H₂CO₃），
故答案為：c（HCO₃^- ）+2c（H₂CO₃）；
④向 Na₂CO₃溶液中加入明礬后，碳酸根會(huì)和鋁離子發(fā)生雙水解，從而生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w，離子方程式為：3CO₃^2-+2Al³⁺+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，答：反應(yīng)的離子方程式為3CO₃^2-+2Al³⁺+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)問題，難度較大，難點(diǎn)是根據(jù)溶液中電荷守恒和原子守恒計(jì)算c（OH^-）-c（H⁺）的值．