Question

一道2012年中国化学会高中化学竞赛题，关于化学平衡，求解释

Answer 1

参加了近三届全国化学竞赛，获得过一次二等奖，2次三等奖。希望能帮到你。
计算在pH分别为4.0和6.0的条件下碳酸—碳酸盐体系中主要物种的浓度。
H
2
CO
3
：Ka
1
=4.5×10
—
7
，Ka
2
=4.7×10
—
11

溶液中存在如下平衡：
H
2
CO
3
==
H

HCO
3
—

Ka
1
=
c(H

)
c(HCO
3
—
)/c(H
2
CO
3
)=4.5×10
—
7
0.5分

HCO
3
—
==
H

CO
3
2
—

Ka
2
=
c(H

)
c(CO
3
2
—
)/c(HCO
3
—
)=4.7×10
—
11
0.5分
pH=4.4，c(H

)=
1.0×10
—
4
mol·L
—
1

c(H
2
CO
3
)=
c(H

)
c(HCO
3
—
)/4.5×10
—
7
=2.2×10
—
7
c(HCO
3
—
)

c(CO
3
2
—
)=
c(HCO
3
—
)
×4.7×10
—
11
/c(H

)
=
4.7×10
—
7
c(HCO
3
—
)

溶液中以H
2
CO
3
为主，c(H
2
CO
3
)=
1.0×10
—
2
mol·L
—
1

pH=4.4，c(H

)=
1.0×10
—
6
mol·L
—
1

c(H
2
CO
3
)=
c(H

)
c(HCO
3
—
)/4.5×10
—
7
=2.2
c(HCO
3
—
)

c(CO
3
2
—
)=
c(HCO
3
—
)
×4.7×10
—
11
/c(H

)
=
4.7×10
—
5
c(HCO
3
—
)
溶液中以H
2
CO
3
和HCO
3
—
形成缓冲溶液。
c(HCO
3
—
)=
1.0×10
—
2
mol·L
—
1
/3.2
=3.1×10
—
5
mol·L
—
1

c(H
2
CO
3
)=
2.2
c(HCO
3
—
)
=
6.8×10
—
3
mol·L
—
1

其他计算方法合理，答案正确，也得满分。

Answer 2

参加了近三届全国化学竞赛，获得过一次二等奖，2次三等奖。希望能帮到你。
计算在pH分别为4.0和6.0的条件下碳酸—碳酸盐体系中主要物种的浓度。
H2CO3：Ka1=4.5×10—7，Ka2=4.7×10—11
溶液中存在如下平衡：
H2CO3==
H
HCO3—
Ka1=
c(H
)
c(HCO3—)/c(H2CO3)=4.5×10—7 0.5分

HCO3—==
H
CO32—
Ka2=
c(H
)
c(CO32—)/c(HCO3—)=4.7×10—11
0.5分
pH=4.4，c(H
)=
1.0×10—4mol·L—1

c(H2CO3)=
c(H
)
c(HCO3—)/4.5×10—7=2.2×10—7c(HCO3—)

c(CO32—)=
c(HCO3—)
×4.7×10—11/c(H
)
=
4.7×10—7c(HCO3—)

溶液中以H2CO3为主，c(H2CO3)=
1.0×10—2mol·L—1
pH=4.4，c(H
)=
1.0×10—6mol·L—1

c(H2CO3)=
c(H
)
c(HCO3—)/4.5×10—7=2.2
c(HCO3—)

c(CO32—)=
c(HCO3—)
×4.7×10—11/c(H
)
=
4.7×10—5c(HCO3—)
溶液中以H2CO3和HCO3—形成缓冲溶液。
c(HCO3—)=
1.0×10—2mol·L—1/3.2
=3.1×10—5mol·L—1
c(H2CO3)=
2.2
c(HCO3—)
=
6.8×10—3mol·L—1
其他计算方法合理，答案正确，也得满分。