Question

10．Na₂CO₃和NaHCO₃是兩種常見的化工原料．
（1）取少量碳酸鈉固體溶于水，滴加酚酞試液后溶液呈紅色，加熱后溶液紅色變深，請結合有關方程式用平衡移動原理進行解釋CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解為吸熱過程，加熱促進水解平衡正向移動．若將CuSO₄溶液投入到NaHCO₃飽和溶液中，立即產生大量氣體生成，同時得到藍綠色的沉淀Cu₂（OH）₂CO₃，反應的離子方程式為2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O．

（2）用0.1000mol•L^-1的鹽酸滴定10.00mL 0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液，溶液pH值與加入鹽酸的體積的關系如圖1所示．已知室溫時飽和CO₂溶液的pH約為3.9，0.05mol•L^-1 NaHCO₃的pH約為8.3．
①準確量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液所用的儀器為（堿式）滴定管或移液管，用甲基橙為指示劑滴定到C點時，滴定終點現象為最后一滴鹽酸加入時，溶液由黃色變成橙色（半分鐘不變色）．
②當鹽酸用量為5mL時，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的電離程度比較：A點＞C點（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）已知25℃時CaCO₃的K_sp=2.8×10^-9．若將濃度為2×10^-4 mol•L^-1Na₂CO₃溶液與CaCl₂溶液等體積混合生成CaCO₃沉淀，則混合前CaCl₂溶液的最小濃度為5.6×10^-5mol•L^-1．已知CaCO₃溶解是吸熱過程，p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-），若b點溫度為25℃，則圖2中a點溫度＜25℃（填“＞”、“＜”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）加熱后溶液紅色變深，說明加熱促進水解，水解平衡正向移動；CuSO₄溶液投入到NaHCO₃飽和溶液中，銅離子與碳酸氫根離子水解相互促進；
（2）①準確量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液，因碳酸鈉溶液水解呈堿性，所用的儀器為 堿式滴定管或移液管，用甲基橙為指示劑滴定到C點時，因未滴定時溶液呈堿性，所以滴定終點現象為溶液由黃色變成橙色；
②當鹽酸用量為5mL時，得到等物質量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的電離程度比較：A點是恰好完全反應生成碳酸氫鈉，而C點是酸過量；
（3）CaCl₂溶液的最小濃度時即鈣離子與碳酸根離子達溶解平衡狀態(tài)，設CaCl₂溶液的最小濃度為x，則2×10^-4×$\frac{1}{2}$×x×$\frac{1}{2}$=2.8×10^-9，解之得x=5.6×10^-5mol•L^-1，由p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-）可知，p越大對就離子濃度越小，而a的p值大于b所以a點的Ksp較小，電離平衡逆向移動，溫度降低．

解答 解：（1）碳酸鈉是強堿弱酸鹽，碳酸根離子水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-：加熱后溶液紅色變深，說明加熱促進水解，水解平衡正向移動；CuSO₄溶液投入到NaHCO₃飽和溶液中，銅離子與碳酸氫根離子水解相互促進，反應的化學方程式為：2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解為吸熱過程，加熱促進水解平衡正向移動；2Cu²⁺+4HCO₃^-═Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；
（2））①準確量取10.00mL0.1000mol•L^-1的碳酸鈉溶液，因碳酸鈉溶液水解呈堿性，所用的儀器為 堿式滴定管或移液管，用甲基橙為指示劑滴定到C點時，因未滴定時溶液呈堿性，所以滴定終點現象為溶液由黃色變成橙色；，故答案為：（堿式）滴定管或移液管；最后一滴鹽酸加入時，溶液由黃色變成橙色（半分鐘不變色）；
②當鹽酸用量為5mL時，得到等物質量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子，溶液中c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-）；水的電離程度比較：A點是恰好完全反應生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的水解對水的電離起促進作用，而C點是酸過量，酸對水的電離起抑制作用，所以水的電離程度比較：A點＞C點；故答案為：＜；＞；
（3）CaCl₂溶液的最小濃度時即鈣離子與碳酸根離子達溶解平衡狀態(tài)，設CaCl₂溶液的最小濃度為x，則2×10^-4×$\frac{1}{2}$×x×$\frac{1}{2}$=2.8×10^-9，解之得x=5.6×10^-5mol•L^-1，由p（Ca²⁺）=-lgc（Ca²⁺），p（CO₃^2-）=-lgc（CO₃^2-）可知，p越大對就離子濃度越小，而a的p值大于b所以a點的Ksp較小，電離平衡逆向移動，溫度降低，故答案為：5.6×10^-5；＜．

點評 本題主要考查了沉淀溶解平衡曲線，掌握圖線中pc（CO₃^2-）、pM數值越大，實際濃度越小是解題的關鍵，難度中等．