Question

17．pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值．如某溶液溶质的浓度为：1×10^-3mol/L，则该溶液中该溶质的pC=-lg1×10^-3=3．已知H₂CO₃溶液中存在的化学平衡为：CO₂+H₂O?H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-?2H⁺+CO₃^2-．如图为H₂CO₃溶液的pC-pH图．请回答下列问题：
（1）在pH=0～4时，H₂CO₃溶液中主要存在的离子为：H⁺、HCO₃^-；在pH=12时，H₂CO₃溶液中主要存在的含碳阴离子为：CO₃^2-、HCO₃^-；
（2）pH＜5时，溶液中H₂CO₃的pC值总是约等于3的原因是二氧化碳溶液是饱和溶液，c（H⁺）增大后，平衡向左移动放出CO₂，导致碳酸浓度保持不变；
（3）一定浓度的NaHCO₃和Na₂CO₃混合溶液是一种“缓冲溶液”，在这种溶液中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化不大，其原因是CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；氢氧根离子能够与碳酸氢根离子中和生成碳酸根离子和水，HCO₃^-+OH^-=H₂O+CO₃^2-，使溶液pH基本不变．

Answer 1

分析 （1）由图象可知，横坐标为pH，纵坐标为pC，由图象的曲线分析；
（2）“缓冲溶液”中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，加入碱时与碳酸氢根离子反应；
（3）“缓冲溶液”中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，加入强酸时氢离子与碳酸根离子反应，加入碱时与碳酸氢根离子反应；

解答 解：（1）由图象可知，横坐标为pH，纵坐标为pC，由图象的曲线可知，pH在0～4时，H₂CO₃溶液中主要存在的离子为H⁺、HCO₃^-；pH=12时，溶液中浓度最大的含碳元素离子为 CO₃^2-、HCO₃^-，故答案为：H⁺、HCO₃^-；CO₃^2-、HCO₃^-；
（2）由图象可知，横坐标为pH，纵坐标为pC，pH＜5时，溶液中H₂CO₃的pC值总是约等于3是因二氧化碳溶液是饱和溶液，c（H⁺）增大后，平衡向左移动放出CO₂，导致碳酸浓度保持不变，
故答案为：二氧化碳溶液是饱和溶液，c（H⁺）增大后，平衡向左移动放出CO₂，导致碳酸浓度保持不变；
（3）“缓冲溶液”中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，加入强酸时氢离子与碳酸根离子反应，离子方程式为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，加入碱时与碳酸氢根离子反应，该离子反应为HCO₃^-+OH^-=H₂O+CO₃^2-，
故答案为：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；氢氧根离子能够与碳酸氢根离子中和生成碳酸根离子和水，HCO₃^-+OH^-=H₂O+CO₃^2-，使溶液pH基本不变．

点评 本题考查了弱电解质在溶液中的电离平衡，题目难度不大，解题关键是理解题中信息、分析图象信息，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．