Question

10．等物質的量濃度、等體積的下列溶液中：①H₂CO₃，②Na₂CO₃，③NaHCO₃，④NH₄HCO₃，⑤（NH₄）₂CO₃，c（CO${\;}_{3}^{2-}$）的大小關系為②Na₂CO₃＞⑤（NH₄）₂CO₃＞③NaHCO₃＞④NH₄HCO₃＞①H₂CO₃．

Answer 1

分析 ①H₂CO₃是弱酸部分電離；
②Na₂CO₃是強堿弱酸鹽，水解時碳酸根離子與水電離出的氫離子結合；
③NaHCO₃是強堿弱酸鹽的酸式鹽，水解時碳酸氫根離子與水電離出的氫離子結合；
④NH₄HCO₃溶液中是弱酸弱堿的酸式鹽，發生相互促進的水解；
⑤（NH₄）₂CO₃是弱酸弱堿鹽，發生相互促進的水解；據此即可解答．

解答 解：物質的量濃度相同的Na₂CO₃、NaHCO₃、H₂CO₃、（NH₄）₂CO₃、NH₄HCO₃溶液中，根據鹽類水解的規律，無弱不水解，有弱才水解，越弱越水解，誰強顯誰性，令其物質的量濃度為0.1mol/L，則：
①H₂CO₃溶液是二元弱酸，且酸性很弱，電離時分兩步電離，電離出的碳酸根離子濃度較小，但它是酸，溶液顯酸性，所以，碳酸根濃度小于0.1mol/L，NH₄HCO₃溶液中電離出碳酸根離子只需碳酸氫根離子一步電離，而H₂CO₃溶液是二元弱酸，需兩步電離，且第二步極其微弱，其碳酸根離子的濃度比NH₄HCO₃溶液中碳酸根離子濃度小；
②Na₂CO₃是易溶于水的鹽，在水中完全電離，電離出的碳酸根離子部分水解，但水解微弱，所以，碳酸根離子濃度降低，碳酸根濃度接近0.1mol/L；
③NaHCO₃是易溶于水的鹽，在水中完全電離，電離出的碳酸氫根離子水解建立水解平衡，因碳酸氫鈉溶液顯堿性，所以，部分碳酸氫根離子的電離小于其水解，所以碳酸根濃度遠遠小于碳酸氫根濃度，及遠遠小于0.1mol/L；
④NH₄HCO₃是易溶于水的鹽，在水中完全電離在水中完全電離，電離出的銨根離子和碳酸氫根離子分別和水電離出的氫氧根離子和氫離子結合，水解相互促進，所以，碳酸氫根離子電離出來的碳酸根離子的濃度非常小，比NaHCO₃溶液中碳酸根離子濃度小；
⑤（NH₄）₂CO₃是易溶于水的鹽，在水中完全電離，電離出的銨根離子和碳酸根離子分別和水電離出的氫氧根離子和氫離子結合，水解相互促進，所以，碳酸根離子濃度比Na₂CO₃中碳酸根離子離子濃度小一些，碳酸根離子略小于0.1mol/L；
綜上碳酸根離子濃度為：②Na₂CO₃＞⑤（NH₄）₂CO₃＞③NaHCO₃＞④NH₄HCO₃＞①H₂CO₃；
故答案為：②Na₂CO₃＞⑤（NH₄）₂CO₃＞③NaHCO₃＞④NH₄HCO₃＞①H₂CO₃．

點評 本題主要考查了鹽類水解的應用，解答須掌握鹽類水解的規律影響因素及應用，難度中等．