Question

（1）25°C时，NaOH和Na₂CO₃两溶液的pH均为11．
①两溶液中，由水电离出的c（OH^-）依次为：

 

、

 

．
②Na₂CO₃溶液呈碱性，其原因是（用离子方程式表示）

 

．
（2）如图是用已知浓度的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后的盛放盐酸的滴定管中液面的位置．请回答：
①仪器A的名称是

 

；②盐酸的体积读数：滴定前为

 

mL，所用盐酸的实际体积为

 

mL．
（3）为探究纯碱溶液呈碱性是由C0₃^2-引起的，请你设计一个简单的实验方案：

 

（4）在Na₂CO₃溶液中离子浓度之间的关系正确的是

 

．
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

考点：离子浓度大小的比较,盐类水解的应用,中和滴定

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①氢氧化钠为强碱溶液，氢氧根离子抑制了水的电离，溶液中氢离子是水电离的；碳酸钠溶液中，碳酸根离子水解促进了水的电离，溶液中氢氧根离子为水电离的，据此进行计算；
②碳酸钠溶液中，碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液显示碱性；
（2）根据仪器的结构来分析；根据滴定管的结构与精确度为0.01mL进行解答；
（3）设计实验使溶液中的CO₃^2-由有到无，再根据酚酞的颜色变化起作用的是否是碳酸根离子；
（4）A．碳酸钠溶液中一定满足电荷守恒，根据电荷守恒进行判断；
B．水电离出的氢离子与氢氧根离子的浓度一定相等，根据质子守恒进行判断，碳酸分子中结合了2个H离子；
C．根据碳酸钠溶液中物料守恒进行判断；
D．碳酸钠溶液中，碳酸根离子只是部分水解，碳酸根离子浓度远远大于[HCO₃^-]+[H₂CO₃]．

解答： 解：（1）①25℃时，pH值都等于11的NaOH溶液中，氢氧根离子抑制了水的电离，溶液中氢离子是水电离的，水电离的氢离子为：1×10^-11mol/L；
pH=11的碳酸钠溶液中，碳酸根离子水解促进了水的电离，溶液中氢氧根离子是水电离的，水电离的氢离子浓度为：

1×10-14

1×10-11

=0.001mol/L，
故答案为：1×10^-11mol/L；0.001mol/L；
②碳酸钠溶液中，碳酸根离子结合水电离的氢离子生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，反应的离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子，溶液显示碱性，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）该滴定管的下端是玻璃活塞，所以仪器的名称为酸式滴定管；
滴定前，滴定管中的液面读数为0.80mL，滴定后，滴定管中的液面读数为22.80mL，实际上所用的盐酸体积为：22.80mL-0.80mL=22.00mL，
故答案为：酸式滴定管；0.80mL；22.00mL；
（3）为证明纯碱溶液呈碱性是由CO₃^2-引起的，就设计一个使溶液中的碳酸根离子由有到无的实验，根据溶液中酚酞颜色的变化判断，方法为：向纯碱溶液中滴入酚酞溶液，溶液显红色；若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液，产生白色沉淀，且溶液的红色褪去．说明纯碱溶液呈碱性是由CO₃^2-引起的，
故答案为：向纯碱溶液中滴入酚酞溶液，溶液显红色；若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液，产生白色沉淀，且溶液的红色褪去．说明纯碱溶液呈碱性是由CO₃^2-引起的；
（4）A．碳酸钠溶液中遵循电荷守恒，根据电荷守恒可知：[H⁺]+[Na⁺]=[OH^-]+[HCO₃^-]+2[CO₃^2-]，故A正确；
B．碳酸钠溶液中，水电离的氢离子与氢氧根离子一定相等，根据质子守恒可知：[OH^-]=[H⁺]+[HCO₃^-]+2H₂CO₃]，故B错误；
C．碳酸钠溶液中遵循物料守恒，根据物料守恒可知：[Na⁺]=2{[CO₃^2-]+[HCO₃^-]+[H₂CO₃]}，故C正确；
D．碳酸钠溶液中，碳酸根离子部分水解，溶液中碳酸氢根离子和碳酸的浓度很小，所以[CO₃^2-]＞[HCO₃^-]+[H₂CO₃]，故D错误；
故选AC．

点评：本题考查了溶液中离子浓度大小比较、盐的水解原理及其应用、化学实验方案的设计等知识，题目难度中等，注意掌握中和滴定存在方法，明确盐的水解原理，能够根据电荷守恒、物料守恒、质子守恒判断溶液中各离子浓度大小．