题目

题型：不详难度：来源：

（选做题）（10分）在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
（1）常温下，将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，若混合液体积等于两溶液体积之和，则混合液中下列关系正确的是____         
A．c(HA)＜c(A^－)                      B．c(HA)一定大于0.1mol/L
C．c(Na⁺)＝c(HA)+c(A^－)               D．2c（OH^－）＝2c(H⁺)＋[c(HA)－c(A^－)]
（2）常温下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO₂逸出未画）物质的量分数（纵轴）随溶液pH变化的部分情况如图所示。

回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2－（填：“能”或“不能”）         大量共存。
②当pH=7时，溶液中各种离子其物质的量浓度的大小关系是：                  
                                                  。
③已知在25℃时，CO₃^2－水解反应的平衡常数即水解常数K_h=  =2×10^－4，当溶液中c(HCO₃^－)︰c(CO₃^2－)=2︰1时，溶液的pH=            。

答案

（1）D，（2）不能  ②c(Na⁺)＞c(Cl^-)＞c(HCO₃^-)＞c(H⁺)= c(OH^-)＞c(CO₃^2-) ③pH=10

解析

（1）根据题意反应后，溶液中的溶质是HA和NaA，且二者的浓度都是0.05mol/L。溶液显碱性，说明水解程度大于电离程度，所以选项ABC都是错误的。根据物料守恒和电荷守恒定律可知，2c(Na⁺)＝c(HA)+c(A^－)、c(H⁺)＋c(Na⁺)＝c(OH^－)+c(A^－)，因此选项D正确，答案选D。
（2）①碳酸钠和盐酸反应的过程是Na₂CO₃＋HCl=NaHCO₃＋NaCl、NaHCO₃＋HCl=NaCl＋H₂O＋CO₂↑。所以根据图像可知，H₂CO₃和CO₃^2－不能大量共存。溶液中各种离子其物质的量浓度的大小关系是
②根据图像可知，pH＝7时，消耗盐酸的体积大于20ml，所以c(Na⁺)＞c(Cl^-)＞c(HCO₃^-)＞c(H⁺)= c(OH^-)＞c(CO₃^2-)。
③根据平衡常数表达式可知当溶液中c(HCO₃^－)︰c(CO₃^2－)=2︰1时，溶液中OH^－浓度是1×10^－4mol/L，所以pH＝10。