在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存．（1）一定温度下，向1L0.1mol•L-1CH3COOH溶液中加入0.1molCH3COONa固体，平衡后则溶液中c(CH3COO-)．c(H+)c(CH3COOH)（填“增大”、“减小

Question

在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存．

（1）一定温度下，向1L 0.1mol•L^-1CH₃COOH溶液中加入0.1mol CH₃COONa固体，平衡后则溶液中(c(CH3COO-)．c(H+))/(c(CH3COOH))___ （填“增大”、“减小”或“不变”）；写出表示该混合溶液中所有离子浓度间的一个等式：___
（2）土壤的pH一般在4～9之间．土壤中Na₂CO₃含量较高时，pH可以高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因___．
（3）常温下向20mL 0.1mol•L^-1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO₂因逸出未画出）物质的量分数随溶液pH变化的情况如下：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，溶液中含碳元素的主要微粒有___、___，溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为___；
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 mol•L^-1，当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，溶液的pH=___．

Answer 1

（1）一定温度下，向1L 0.1mol•L^-1CH₃COOH溶液中加入0.1mol CH₃COONa固体，由于温度不变，Ka=(c(CH3COO-)．c(H+))/(c(CH3COOH))只与温度有关，所以(c(CH3COO-)．c(H+))/(c(CH3COOH))不变；溶液中存在电荷守恒为：c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）；
故答案为：不变；c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）；
（2）土壤中Na₂CO₃含量较高时，pH可以高达10.5，因为Na₂CO₃为强碱弱酸盐，水解显碱性，其水解的离子方程式为：CO₃^2-+H₂O⇌HCO₃^-+OH^-；
故答案为：CO₃^2-+H₂O⇌HCO₃^-+OH^-；
（3）常温下在20mL0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水，
①由反应及图象可知，在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-不能大量共存，
故答案为：不能；
②由图象可知，pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒为HCO₃^-、H₂CO₃，电荷守恒可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），则c（Na⁺）>c（Cl^-），因HCO₃^-水解，则c（Na⁺）>c（Cl^-）>c（HCO₃^-），
故答案为：HCO₃^-、H₂CO₃；c（Na⁺）>c（Cl^-）>c（HCO₃^-）；
③CO₃^2-的水解常数K_h=(c(HCO3-)•c(OH-))/(c(CO32-))=2×10^-4，当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，c（OH^-）=10^-4mol/L，由Kw可知，c（H⁺）=10^-10mol/L，所以pH=10，
故答案为：10．