Question

pC是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值，类似pH．如某溶液溶质的浓度为1×10^-3 mol?L^-1，则该溶液中该溶质的pC=-lg10^-3=3．已知H₂CO₃溶液中存在下列平衡：CO₂+H₂O?H₂CO₃　H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-　HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-
如图为H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-在加入强酸或强碱溶液后，达到平衡时溶液中三种成分的pC、pH图．请回答下列问题：
（1）在pH=9时，H₂CO₃溶液中浓度最大的含碳元素的离子为

 

．
（2）pH＜4时，溶液中H₂CO₃的pC总是约等于3的原因是

 

．
（3）已知M₂CO₃为难溶物，则其K_sp的表达式为

 

；现欲将某溶液中的M⁺以碳酸盐（K_sp=1×10^-12）的形式沉淀完全，则最后溶液中的CO₃^2-的pC最大值为

 

（溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol?L^-1时，沉淀完全）．

Answer 1

分析：（1）根据pC概念知，pC值越大，该溶质浓度越小，反之，pC值越小，其微粒浓度越大，根据图象分析判断；  
（2）氢离子浓度越大，越抑制碳酸电离；导致有二氧化碳生成；
（3）K_sp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；根据溶度积常数计算溶液中c（CO₃^2-），再根据pC概念计算pC值．

解答：解：（1）根据pC概念知，pC值越大，该溶质浓度越小，反之，pC值越小，其微粒浓度越大，根据图象知，pH=9时，pC最小的是HCO₃^-，所以HCO₃^-浓度最大，故答案为：HCO₃^-；  
（2）pH＜4时，溶液中，c（H⁺）增大后，H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-平衡向左移动放出CO₂，导致碳酸浓度不变，碳酸为饱和溶液，所以溶液中H₂CO₃的pC总是约等于3，故答案为：c（H⁺）增大后，H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-平衡向左移动放出CO₂，碳酸浓度保持不变；
（3）K_sp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；溶液中c（CO₃^2-）=

Ksp

c2(M+)

=

1.0×10-12

(1×10-5)2

mol/L=0.01mol/L，则pC=-l_g0.01=2，
故答案为：K_sp=c²（M⁺）?c（CO₃^2-）；2．

点评：本题考查了弱电解质的电离、pC的计算，明确pC的概念是解本题关键，可以采用知识迁移的方法分析pC概念，再利用溶度积常数等知识点来分析解答，题目难度中等．