Question

向300mL 1.0mol/L的NaOH溶液中通入标准状况下4.48LCO₂气体，充分反应后，所得溶液中：

（1）离子浓度大小关系：

（2）电荷守恒：

（3）物料守恒：

（4）质子守恒：

Answer

（1）c(Na＋) >c(HCO3－)> c(CO32－)> c(OH－)>c(H＋)

（2）c(Na＋) + c(H＋)=c(HCO3－)+2 c(CO32－)+ c(OH－)

（3）2c(Na＋) =3c(HCO3－)+3 c(CO32－)+ 3c(H2CO3)

（4）3c(H2CO3)+c(HCO3－) +2 c(H＋)= 2 c(OH－)+ c(CO32－)

【解析】

试题分析：（1）n (CO2)=0.2mol，n(NaOH)=0.3mol，

则反应的可能方程式有：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，CO2+NaOH=NaHCO3，

则有：2＞=＞1，所以：所得产物为Na2CO3和NaHCO3，

设所得产物中含Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，

则得方程组：，解得：x=0.1，y=0.1，

在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中，c(Na+)最大，碳酸根离子水解大于碳酸氢根离子的水解，则c(HCO3-)＞c(CO32-)，

水解使溶液显碱性，则c(OH-)＞c(H+)，显性离子大于隐性离子，所以c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)，即离子浓度大小为c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案为：c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)；

（2）溶液中的阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，电荷守恒为c(Na＋) + c(H＋)=c(HCO3－)+2 c(CO32－)+ c(OH－)，故答案为：c(Na＋) + c(H＋)=c(HCO3－)+2 c(CO32－)+ c(OH－)；

（3）在含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠的溶液中，假设碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量都是1mol，则钠离子为3mol，含碳微粒为2mol，物料守恒为2c(Na＋) =3c(HCO3－)+3 c(CO32－)+ 3c(H2CO3) ，故答案为：2c(Na+) =3c(HCO3－)+3 c(CO32－)+ 3c(H2CO3) ；

（4）根据电荷守恒和物料守恒，可知，将电荷守恒×2-物料守恒，整理得质子守恒：3c(H2CO3)+c(HCO3－) +2 c(H+)= 2 c(OH－)+ c(CO32－)，故答案为：3c(H2CO3)+c(HCO3－) +2 c(H＋)= 2 c(OH－)+ c(CO32－)。

【考点定位】考查盐类的水解、离子浓度的大小比较、电解质溶液中的守恒关系

【名师点晴】本题考查离子浓度大小的比较，确定溶液中的溶质及物质的量的关系是解答本题的关键。书写质子守恒关系式是本题的难点。质子守恒，即在纯水中加入电解质，最后溶液中 c(H＋)与其它微粒浓度之间的关系式，一般的处理方法是，首先书写出电荷守恒和物料守恒关系式，然后通过处理将不水解的离子处理掉，就可以得到质子守恒关系式，对于混合溶液，这种方法特别有优势。