Question

（1）25°C時，NaOH和Na₂CO₃兩溶液的pH均為11．
①兩溶液中，由水電離出的c（OH^-）依次為：

 

、

 

．
②Na₂CO₃溶液呈堿性，其原因是（用離子方程式表示）

 

．
（2）如圖是用已知濃度的鹽酸滴定某未知濃度的NaOH溶液的示意圖和某次滴定前、后的盛放鹽酸的滴定管中液面的位置．請回答：
①儀器A的名稱是

 

；②鹽酸的體積讀數：滴定前為

 

mL，所用鹽酸的實際體積為

 

mL．
（3）為探究純堿溶液呈堿性是由C0₃^2-引起的，請你設計一個簡單的實驗方案：

 

（4）在Na₂CO₃溶液中離子濃度之間的關系正確的是

 

．
A．[H⁺]+[Na⁺]=[OH^-]+[HCO₃^-]+2[CO₃^2-]
B．[OH^-]=[H⁺]+[HCO₃^-]+[H₂CO₃]
C．[Na⁺]=2{[CO₃^2-]+[HCO₃^-]+[H₂CO₃]}
D．[CO₃^2-]=[HCO₃^-]+[H₂CO₃]．

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,鹽類水解的應用,中和滴定

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①氫氧化鈉為強堿溶液，氫氧根離子抑制了水的電離，溶液中氫離子是水電離的；碳酸鈉溶液中，碳酸根離子水解促進了水的電離，溶液中氫氧根離子為水電離的，據此進行計算；
②碳酸鈉溶液中，碳酸根離子水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子，導致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，溶液顯示堿性；
（2）根據儀器的結構來分析；根據滴定管的結構與精確度為0.01mL進行解答；
（3）設計實驗使溶液中的CO₃^2-由有到無，再根據酚酞的顏色變化起作用的是否是碳酸根離子；
（4）A．碳酸鈉溶液中一定滿足電荷守恒，根據電荷守恒進行判斷；
B．水電離出的氫離子與氫氧根離子的濃度一定相等，根據質子守恒進行判斷，碳酸分子中結合了2個H離子；
C．根據碳酸鈉溶液中物料守恒進行判斷；
D．碳酸鈉溶液中，碳酸根離子只是部分水解，碳酸根離子濃度遠遠大于[HCO₃^-]+[H₂CO₃]．

解答： 解：（1）①25℃時，pH值都等于11的NaOH溶液中，氫氧根離子抑制了水的電離，溶液中氫離子是水電離的，水電離的氫離子為：1×10^-11mol/L；
pH=11的碳酸鈉溶液中，碳酸根離子水解促進了水的電離，溶液中氫氧根離子是水電離的，水電離的氫離子濃度為：

1×10-14

1×10-11

=0.001mol/L，
故答案為：1×10^-11mol/L；0.001mol/L；
②碳酸鈉溶液中，碳酸根離子結合水電離的氫離子生成碳酸氫根離子和氫氧根離子，反應的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子，溶液顯示堿性，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）該滴定管的下端是玻璃活塞，所以儀器的名稱為酸式滴定管；
滴定前，滴定管中的液面讀數為0.80mL，滴定后，滴定管中的液面讀數為22.80mL，實際上所用的鹽酸體積為：22.80mL-0.80mL=22.00mL，
故答案為：酸式滴定管；0.80mL；22.00mL；
（3）為證明純堿溶液呈堿性是由CO₃^2-引起的，就設計一個使溶液中的碳酸根離子由有到無的實驗，根據溶液中酚酞顏色的變化判斷，方法為：向純堿溶液中滴入酚酞溶液，溶液顯紅色；若再向該溶液中滴入過量氯化鈣溶液，產生白色沉淀，且溶液的紅色褪去．說明純堿溶液呈堿性是由CO₃^2-引起的，
故答案為：向純堿溶液中滴入酚酞溶液，溶液顯紅色；若再向該溶液中滴入過量氯化鈣溶液，產生白色沉淀，且溶液的紅色褪去．說明純堿溶液呈堿性是由CO₃^2-引起的；
（4）A．碳酸鈉溶液中遵循電荷守恒，根據電荷守恒可知：[H⁺]+[Na⁺]=[OH^-]+[HCO₃^-]+2[CO₃^2-]，故A正確；
B．碳酸鈉溶液中，水電離的氫離子與氫氧根離子一定相等，根據質子守恒可知：[OH^-]=[H⁺]+[HCO₃^-]+2H₂CO₃]，故B錯誤；
C．碳酸鈉溶液中遵循物料守恒，根據物料守恒可知：[Na⁺]=2{[CO₃^2-]+[HCO₃^-]+[H₂CO₃]}，故C正確；
D．碳酸鈉溶液中，碳酸根離子部分水解，溶液中碳酸氫根離子和碳酸的濃度很小，所以[CO₃^2-]＞[HCO₃^-]+[H₂CO₃]，故D錯誤；
故選AC．

點評：本題考查了溶液中離子濃度大小比較、鹽的水解原理及其應用、化學實驗方案的設計等知識，題目難度中等，注意掌握中和滴定存在方法，明確鹽的水解原理，能夠根據電荷守恒、物料守恒、質子守恒判斷溶液中各離子濃度大小．