Question

二氧化碳是导致温室效应的主要气体，其对应的水溶液碳酸是可乐饮料的主要成分之一。回答下列问题：

(1)下列事实中，能证明碳酸是弱酸的是________.

A．碳酸不稳定，易分解为二氧化碳和水

B．用氢氧化钠溶液中和等浓度的碳酸溶液，需要氢氧化钠溶液的体积是碳酸体积的2倍

C．相同条件下，碳酸的导电能力低于相同浓度的硫酸溶液

D．常温下，5.0×10^-6mol/L的碳酸溶液pH值为6

(2)煤的燃烧也是导致温室效应的原因之一，其燃烧有下列两种途径：

途径I：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)   ΔH=Q₁kJ/mol

途径II：先制水煤气：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)   ΔH=Q₂kJ/mol;再燃烧水煤气：CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)   ΔH=Q₃kJ/mol;H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)   ΔH=Q₄kJ/mol则Q₁、Q₂、Q₃、Q₄的数学关系式是___________________________________；

(3)常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.6，c(H₂CO₃)=1.5×10^-5 mol/L。

①向饱和碳酸溶液中分别加入下列物质，能使碳酸的第一步电离平衡向右移动的是_________

A．HCl气体     B．NaOH固体    C．Na单质    D．苯酚钠溶液

②若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－+H⁺的平衡常数K₁=_______。(已知：10^-5.6=2.5×10^-6，保留一位小数)；

Answer

CD Q1=Q2+Q3+Q4 BCD 4.2×10-7 mol·L-1

【解析】

(1) A．碳酸易分解为二氧化碳和水, 说明碳酸不稳定；故A错误；B．用氢氧化钠溶液中和等浓度的碳酸溶液，需要氢氧化钠溶液的体积是碳酸体积的2倍，说明碳酸是二元酸，不能证明是弱酸，故B错误；C.导电能力取决于溶液中自由离子浓度的大小,相同条件下,碳酸的导电能力低于相同浓度的硫酸溶液,说明碳酸没有完全电离,即存在电离平衡,说明碳酸是弱酸,故C正确;D.常温下,5.010-6mo/L的碳酸溶液,若完全电离,则c(H+)=1.010-5mol/L,即pH值为5,但实际上溶液pH值为6,说明碳酸没有完全电离,因此碳酸是弱酸。答案为CD。
(2)由 ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=Q2kJ/mol;②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=Q3kJ/mol;③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=Q4kJ/mol知 ①+②+③得： C(s)+O2(g)=CO2(g)所以Q1、Q2、Q3、Q4的关系式是Q1=Q2+Q3+Q4；答案：Q1=Q2+Q3+Q4。

(3) ①H2CO3=HCO3-+H+ HCO3-=H+ + CO32-，A.向饱和碳酸溶液加入HCl气体平衡向左移动: B.向饱和碳酸溶液加入NaOH固体平衡向右移动;C.向饱和碳酸溶液加入Na单质平衡向右移动: 因为苯酚的酸性比碳酸弱，所以向饱和碳酸溶液加入苯酚钠溶液平衡向右移动。答案：BCD。

②pH=5.6，c(H+)=, c(H2CO3)=1.5×10-5 mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3 HCO3－+H+的平衡常数K1=c(H+)c(HCO3－)/c(H2CO3)=( 110-5.6)2/ 1.5×10-5 =4.2×10-7 mol·L-1。