判断过程:0.1mol⼀L碳酸钠和0.1mol⼀L碳酸氢钠等体积混合,求各离子浓度相对大小
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首先,我先给出我自己的推断:
1)Na+的离子浓度最大,没什么好说的;
2)CO3 2- 是H2CO3的二级电离,HCO3- 是H2CO3的一级电离,所以CO3 2-的水解程度大于HCO3-,而HCO3-的水解大于电离,即{CO3 2-的水解提供的HCO3-} > {HCO3-电离提供的CO3 2-},即在先不考虑HCO3-的电离的情况下,此过程HCO3-是增多的过程;
3)在HCO3-增多的前提下,HCO3-的水解是低于CO3 2-的水解的,即消耗的HCO3-比消耗的CO3 2-的少,而HCO3-又会电离产生CO3 2-,但是电离的量远远小于水解的量,如果我记得不错的话,其相差100倍(或许是10000倍),由此可以看出HCO3-电离产生CO3 2-的量是非常少,非常少的;所以[HCO3 -]>[CO3 2-];
4)溶液中还存在的离子只有H+和OH-,而混合溶液明显是显碱性的,所以[OH -]>[H +];
5)水解和电离的前提条件都是微量的,要不溶液中也不会存在CO3 2-和HCO3-了,如果你记得不错的话,两种溶液中碱性更强的碳酸钠溶液的pH约等于10,也就是说[OH -]只是 10的-4次方 级别的,而与0.1的浓度相比,是相差万里的;所以[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH -]>[H +];
6)再考虑H2CO3的问题,前面已经说过,CO3 2-的水解大于HCO3-的水解,而CO3 2-的第一步水解不产生H2CO3,但产生OH-,(第二步水解就是HCO3 -的水解了,不放在CO3 2-的水解里面考虑),而只有只有HCO3 -的水解才会产生H2CO3,但其同时也会产生OH-,综合这两歩来看,还是[OH -]>[H2CO3];
7)由于显碱性,pH大约等于10,则[H+]大概是 10的-10次方 级别的,而好歹HCO3-得水解还不至于弱到 10的-10次方 级别去,则又可推断出[H2CO3]>[H+];
8)所以综合所有步骤,得到:[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH -]>[H2CO3]>[H +]。
再说说你没注意到的问题:(对应你的步骤,一步一步找的错误)
1. 3[Na+]=[CO3 2-]=[HCO3 -],这估计是你打字错误,应该是3[Na+]=[CO3 2-]+[HCO3 -];不予考虑;
2. HCO3-水解是远远大于电离,你这么说的话,也不是不可以,因为数量级相差大了,考虑了也没什么意义;
3. 不管是第几步电离或者第几步水解,其重要前提都是“微量”,不可能出现“大部分”的概念,这楼主你可能没考虑到;这里[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH-]
4. 应该是[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>[H2CO3],因为是在微量水解和电离的前提下;
5. 这是对的;[OH -]>[H2CO3],再加入到4得结论中,就成了:[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH -]>[H2CO3];
6. 这种理解也是对的;
7. 综合起来就是:[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH -]>[H2CO3]>[H +]。
写的有点繁琐,希望你能看懂!
这个看楼主分析得我头都大了。。。这样的题目其实直接从基础离子的水解、电离程度的大小角度分析即可。。
混合后,不考虑水解、电离前;易知:
[Na+]=0.15mol/L,
[HCO3-]=0.05mol/L
[CO3 2-]=0.05mol/L
CO32- (极少量)[注:原有碳酸根的抑制]+ H+
/
HCO3-(大量) +OH-
↑ \
| H2CO3(少量)+OH-
|(少量)
|
CO3 2-(大量)
于是可以得到
[HCO3 -]>[CO3 2-]>[H2CO3]
因为水解、电离都是非常微弱的。所以溶液中剩余了大量的HCO3-、CO3 2-;它们的量一般占原始量(0.05mol/L)的90%以上。
所以可以得到:
[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH-]
而HCO3-+H2O==(可逆)==H2CO3(少量)+OH-、水的电离。
所以可以得到:
[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH-]>[H2CO3]
进而得到:
[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>[OH-]>[H2CO3]>[H+]
首先H2CO3不是离子
其次,无论Na2CO3与NaHCO3的浓度比例如何,其最终浓度比例是确定的,即[H2CO3]>[HCO3 -]>[CO3 2-],
是错的,水解的比例很小,所以这个是错的
这种题没必要这么复杂判断
首先电荷守恒,NA最大,不用说
然后CO3 2-水解大于HCO3 -,所以[HCO3 -]>[CO3 2-]
然后看水解知显减性,从而[OH -]>H+
又[OH -]>H+本身是没有在物质中出现的,所以他们比例很小,所以比上面的都小
从而
,[Na+]>[HCO3 -]>[CO3 2-]>【OH -]>[[H +]
这一类问题不需要如此复杂的推断过程。
首先考虑钠离子不水解,浓度最大。
其次考虑碳酸根的水解程度一定大于碳酸氢根离子,而碳酸氢根离子水解大于电离,所以碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度。
第三,溶液显碱性,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度。
第四,尽管碳酸根和碳酸氢根水解都产生氢氧根离子,但是不是双水解,水解程度一般很弱,所以氢氧根浓度不会大于碳酸根浓度。
综合起来得到离子浓度从大到小的顺序是:
[Na+]〉[HCO3 -]〉[CO3 -]〉[OH -]〉[H+]
本来题目说的就是离子浓度! 你考虑什么H2CO3
当然我本来也蛮喜欢考虑的 但是化学老师说不会考分子!
那么Na+ 显然多 HCO3-电离小于水解 所以HCO3-多于CO32- 水解显碱性
当然OH->H+ 水解电离都极其微弱 所以OH-,H+都远小于HCO3- CO32-
那么结果
Na+>HCO3->CO32->OH->H+
OH怎么可能比HCO3和CO3还大?这两个离子水解或电离都是极其微弱的
什么大部分水解啊! 错!
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