4版 新题苑 直面碳酸钠与碳酸氢钠溶液5.14

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新题苑
直面碳酸钠与碳酸氢钠溶液
江苏 仇国苏
碳酸钠和碳酸氢钠是工业上重要的两种碱性物质,也是日常生活和实验室中经常使用
到的物质,它们的许多用途与它们的水解有着密切的关系。
【试题】某研究学习小组的同学拟从多角度研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其溶液中的微粒
间的关系,请参与探究并回答相关问题。
(1)下列运用与碳酸钠或碳酸氢钠能发生水解的事实无关的是
A.实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡皮塞而不能用玻璃塞
B.泡沫灭火器用碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液,需用时只需将其混合就可产生大量二氧化
碳的泡沫
C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D.可用碳酸钠与醋酸制取少量二氧化碳
(2)常温下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL,溶液的pH值
逐渐降低,此时溶液中含碳元素的微粒物质的量浓度的百分含量(纵轴)也发生变化(CO
2

因逸出未画出),如下图所示,下列说法正确的是

A.0.1mol/LNa2CO3溶液中C(Na+)/C(CO32-)=2
B.加入盐酸使溶液pH值为10时混合液中含碳元素以CO32-和HCO3-存在
C.当混合液的约pH<7时,开始放出CO2气体
D. 常温下0.05mol/LNaHCO3溶液,pH=9
(3)将amol/L的Na2CO3溶液与bmol/L的NaHCO3溶液等体积混合(a、b均大于0),所得溶
液中粒子浓度间的关系及相关判断不正确...的是
A.c(Na+)+c(H+)>c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)
B.c(Na+)>c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.若c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),则可确定a<b
D.若c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+) + c(HCO3-)+3c(H2CO3),则可确定a=b
【解析】问题(1)A是因为碳酸钠水解显碱性与玻璃中二氧化硅作用生成黏性的
Na2SiO3,B是因为发生双水解,Al3+ +3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,C考虑水解,碱性物质能去
除油污。问题(2)A考虑碳酸根水解而使C(Na+)/C(CO32-)>2,B可从图上读得,正确;,C不
正确,由图知开始生成的二氧化碳先转变为H2CO3,由图知pH约为6时,才有CO2放出; D
不正确,,由CO32-+H+=HCO3-,当滴加20mL盐酸时,刚好生成碳酸氢钠,此时碳酸氢钠溶液为:
0.05mol/L,再从图上读得,此时溶液的pH=8;
问题(3)由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)知,A显然正确;从物
料守恒,对于纯碳酸钠溶液有:1/2c(Na+)=c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3),对于纯碳酸氢钠
有:(Na+)=c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3),故B一定正确;当a=b时,选项C也成立,故C
肯定不正确;对于D可从方面建立等式:
由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)………①
由物料守恒:(a+b)/2 =c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)………………②
c(Na+)=(2a+b)/2………………………………………③
将③代入①得,(2a+b)/2+ c(H+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)……④
②×3-④×2得,c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+) + c(HCO3-)+3c(H2CO3)+(a-b)/2,
与c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+) + c(HCO3-)+3c(H2CO3)比较,得(a-b)/2=0,故a=b,所以D
也正确,
【答案】(1)D (2)B (3)C
【点评】本题碳酸钠和碳酸氢钠为背景,探究其在生活的水解实例及其运用,溶液中的微粒
关系,解答水解问题时,一方面掌握水解的定义和实质以及影响因素,更重要的是熟练运用
粒子大小比较,以及几个守恒——电荷守恒、物料守恒、质子守恒以及关系守恒。