Question

3．侯氏制堿法曾廣泛用于工業制純堿（Na₂CO₃），是我國科學家為人類做出的重大貢獻．現有25℃時，濃度為0.10mol/LNa₂CO₃溶液．請回答：
（1）該溶液中c（H⁺）＜c（OH^-） （填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）用離子方程式解釋（1）的原因：CO₃^2-+H₂O?OH^-+HCO₃^-．
（3）下列說法正確的是（填字母）abc．
a．Na₂CO₃在水中完全電離
b．c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L
c．c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）
（4）用石墨作電極電解Na₂CO₃水溶液時，陰極反應式是2H⁺+2e^-=H₂↑．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈉是強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性；
（2）碳酸根離子水解導致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度；
（3）a．完全電離的電解質是強電解質；
b．根據碳酸鈉溶液中的物料守恒分析；
c．鈉離子不水解，碳酸根離子水解導致溶液呈堿性，但水解程度較小；
（4）用石墨作電極電解Na₂CO₃溶液時，陰極上氫離子放電生成氫氣．

解答 解：（1）碳酸鈉是強堿弱酸鹽，碳酸根離子水解導致其溶液呈堿性，pH＞7，
故答案為：＜；
（2）碳酸根離子水解導致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，水解方程式為：CO₃^2-+H₂O?OH^-+HCO₃^-，故答案為：CO₃^2-+H₂O?OH^-+HCO₃^-；
（3）a．Na₂CO₃在水溶液完全電離，屬于強電解質，故a正確；
b．根據碳酸鈉溶液中的物料守恒可得：c（Na⁺）=c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L，故b正確；
c．鈉離子不水解，碳酸根離子水解生成氫氧根離子和碳酸氫根離子，碳酸氫根離子水解生成碳酸和氫氧根離子，所以該溶液中離子濃度大小關系為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故c正確；
故答案為：abc；
（4）用石墨作電極電解Na₂CO₃溶液時，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑．

點評 本題考查了離子濃度大小比較，題目難度中等，涉及鹽類水解、電解池原理及離子濃度大小比較，根據鹽的性質確定弱離子的水解，根據溶液酸堿性結合電荷守恒確定離子濃度大小，試題培養了學生的靈活應用能力．