Question

【題目】二氧化碳是導致溫室效應的主要氣體，其對應的水溶液碳酸是可樂飲料的主要成分之一。回答下列問題：

（1）下列事實中，能證明碳酸是弱酸的是________

A．碳酸不穩定，易分解為二氧化碳和水

B．用氫氧化鈉溶液中和等濃度的碳酸溶液，需要氫氧化鈉溶液的體積是碳酸體積的2倍

C．相同條件下，碳酸的導電能力低于相同濃度的硫酸溶液

D．常溫下，5.0×10-6mol/L的碳酸溶液pH值為6

（2）煤的燃燒也是導致溫室效應的原因之一，其燃燒有下列兩種途徑：

途徑I：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=Q1kJ/mol

途徑II：先制水煤氣：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=Q2kJ/mol

再燃燒水煤氣：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=Q3kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=Q4kJ/mol

則Q1、Q2、Q3、Q4的數學關系式是___________________________________；

（3）常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達到平衡時，溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol/L。

①若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3HCO3－+H+的平衡常數K1=_______，該步電離的電離度α=______（已知：10-5.6=2.5×10-6，保留一位小數）；

②常溫下，0.10 mol/L NaHCO3溶液的pH等于8.0，則此時溶液中c（H2CO3）_____c（CO32-）（填“>”“=”或“<”），原因是__________________________________________________；（用離子方程式和必要的文字說明）；

③向飽和碳酸溶液中分別加入下列物質，能使碳酸的第一步電離平衡向右移動的是_________

A．HCl氣體 B．NaOH固體 C．Na單質 D．苯酚鈉溶液

Answer 1

【答案】 CD Q1=Q2+Q3+Q4（或其它等式） 4.2×10-7 mol·L-1 14.3% > HCO3－CO32－+H+、HCO3－+H2OH2CO3+OH－,HCO3－的水解程度大于電離程度 BCD

【解析】(1)A說明碳酸不穩定，與酸的強弱沒有關系，故A錯誤；B、酸堿中和反應只能說明碳酸具有酸性，不能說明其酸性強弱，故B錯誤；C、導電能力取決于溶液中自由離子濃度的大小，相同條件下，碳酸的導電能力低于相同濃度的硫酸溶液，說明碳酸沒有完全電離，即存在電離平衡，說明碳酸是弱酸，故C正確；D、常溫下，5.0×10-6mol/L的碳酸溶液，若完全電離，則c(H+)=1.0×10-5mol/L，即pH值為5，但實際上溶液pH值為6，說明碳酸沒有完全電離，因此碳酸是弱酸。本題正確答案為CD。

(2)途徑途徑I就是途徑II三個反應的加和，所以由蓋斯定律可得Q1=Q2+Q3+Q4；

(3) ①若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3HCO3－+H+的平衡常數K1= = 4.2×10-7 mol·L-1；其電離度α= ×100% = ×100%=14.3%；②常溫下，0.10 mol/L NaHCO3溶液的pH等于8.0，說明HCO3－的水解程度大于其電離程度，所以水解生成的c（H2CO3）大于電離生成的c（CO32-）；其離子方程式分別為HCO3－+ H2OH2CO3+OH－和HCO3－CO32－+H+；③根據碳酸的第一步電離平衡H2CO3 HCO3－+H+，A、通入HCl氣體，增大c(H+)，平衡向左移動，故A錯誤；B、加入NaOH固體，中和了H+，使c(H+)減小，平衡向右移動，則B正確；C、Na單質與水反應生成NaOH，同理平衡向右移動，則C正確；D、苯酚鈉溶液水解呈堿性，生成的OH—中和了H+，使c(H+)減小，平衡向右移動，故D正確。本題正確答案為BCD。