Question

（11分）pC類似pH，是指極稀溶液中,溶質物質的量濃度的常用對數(shù)負值。如某溶液溶質的濃度為：1×10^-3mol/L，則該溶液中溶質的pC=-lg1×10^-3=3。下圖為，H₂CO₃在加入強酸或強堿溶液后，平衡時溶液中三種成分的pC—pH圖。請回答下列問題：

（1）在人體血液中，HCO₃^-能起到穩(wěn)定人體PH的作用,請用電解質溶液中的平衡解釋：

                                                      （用方程式表示）。

（2）H₂CO₃一級電離平衡常數(shù)的數(shù)值K_a1               

（3）某同學認為該溶液中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％。請你設計簡單實驗證明該同學的觀點是否正確                    。

（4）已知某溫度下Li₂CO₃的K_sp為1.68×10^-3，將適量Li₂CO₃固體溶于100 mL水中至剛好飽和，飽和Li₂CO₃溶液中c(Li⁺)＝0.15 mol·L^-1。c(CO₃^2-)＝0.075 mol·L^-1，若t₁時刻在上述體系中加入100 mL0.125 mol·L^-1 Na₂CO₃ 溶液，列式計算說明是否有沉淀產生。

（5）請畫出t₁時刻后Li⁺和CO₃^2－濃度隨時間變化關系圖（用虛線表示Li⁺ ,實線表示CO₃^2－）。

 

Answer 1

【答案】

（1）HCO₃^-  CO₃^2-+H⁺     HCO₃^-  H₂CO₃ + OH^-    （2分）

(2) 10^-6              （2分）

(3) 用pH試紙（或pH計）測常溫下0.1mol·L^－1 Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則該同學的觀點正確；若pH＞12，則該同學的觀點不正確。   （2分）

 (4) C(Li⁺)=0.075mol/l；C(CO₃^2-)=0.1mol/l；Qc=C(CO₃^2-) C²(Li⁺)=5.6x10^-4< Ksp

     無沉淀。（準確表達過程3分。只提無沉淀1分）

 (5)（2分）

【解析】（1）HCO₃^-既存在電離平衡，又存在水解平衡，所以能起到穩(wěn)定人體PH的作用，方程式為HCO₃^-  CO₃^2-+H⁺、HCO₃^-  H₂CO₃ + OH^- 。

（2）根據(jù)圖像可知，當碳酸的濃度是10^－3mol/L時，氫離子和HCO₃^－的濃度分別是10^－3mol/L、10^－6mol/L，所以K_a1

（3）如果0.1mol·L^－1 碳酸鈉的水解程度時10％，則溶液的pH＝12，所以可以通過pH試紙測量起pH即可，即用pH試紙（或pH計）測常溫下0.1mol·L^－1 Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則該同學的觀點正確；若pH＞12，則該同學的觀點不正確。

（4）加入100 mL0.125 mol·L^-1 Na₂CO₃ 溶液后，溶液中c(Li⁺)＝0.075 mol·L^-1，c(CO₃^2-)＝0.1mol·L^-1，此時c(Li⁺)²×c(CO₃^2-)＝5.6x10^-4< Ksp，所以無沉淀生成。

（5）根據(jù)（4）可知 t₁時刻后c(Li⁺)＝0.075 mol·L^-1，c(CO₃^2-)＝0.1mol·L^-1，所以圖像為（見答案）。