Question

8．在含有K⁺、I^-、NO₃^-、AlO₂^-、SO₃^2-，且陰離子濃度均為0.1mol/L的溶液中加入等體積濃度為1mol/L的NaHSO₄溶液丙充分反應(yīng)．下列對所得溶液的有關(guān)說法正確的是（　�。�

• A． 濃度最大的離子是Na⁺
• B． 溶液顯酸性
• C． c（K⁺）=0.05mol/L
• D． 陰離子種類多于陽離子

Answer 1

分析 根據(jù)電荷守恒，原溶液中鉀離子的濃度為：0.1mol/L×（1+1+1+2）=0.5mol/L；設(shè)溶液體積都是1L，則鉀離子為0.5mol，I^-、NO₃^-、AlO₂^-、SO₃^2-的物質(zhì)的量各為0.1mol，硫酸氫鈉的物質(zhì)的量為1mol；亞硫酸根離子的還原性大于碘離子，優(yōu)先反應(yīng)：3SO₃^2-+2H⁺+2NO₃^-=2NO↑+H₂O+3SO₄^2-，0.1mol亞硫酸根離子消耗$\frac{0.2}{3}$molH⁺、$\frac{0.2}{3}$molNO₃^-，剩余的$\frac{0.1}{3}$mol硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)：6I^-+8H⁺+2NO₃^-=2NO↑+4H₂O+3I₂，碘離子恰好被氧化成碘單質(zhì)，同時(shí)消耗$\frac{0.4}{3}$mol氫離子；0.1mol偏鋁酸根離子完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鋁離子消耗0.4mol氫離子，總共消耗的氫離子的物質(zhì)的量為：$\frac{0.2}{3}$mol+$\frac{0.4}{3}$mol+0.4mol=0.6mol＜1mol，所以反應(yīng)后氫離子有剩余，溶液顯示酸性；
反應(yīng)后鈉離子仍然為1mol，而硫酸根離子為1.1mol，所以硫酸根離子濃度最大；
反應(yīng)后溶液體積最大一倍，則鉀離子濃度為0.25mol/L；
反應(yīng)后的陽離子為：鋁離子、鈉離子、鉀離子、氫離子，陰離子為：氫氧根離子、硫酸根離子，反應(yīng)后陽離子種類多，根據(jù)以上分析對各選項(xiàng)進(jìn)行判斷．

解答 解：根據(jù)電荷守恒，原溶液中鉀離子的濃度為0.1mol/L×（1+1+1+2）=0.5mol/L；
設(shè)溶液體積都是1L，則鉀離子為0.5mol，I^-、NO₃^-、AlO₂^-、SO₃^2-的物質(zhì)的量都各為0.1mol，硫酸氫鈉的物質(zhì)的量為1mol；
由于SO₃^2-的還原性大于I^-，SO₃^2-優(yōu)先被氧化：3SO₃^2-+2H⁺+2NO₃^-=2NO↑+H₂O+3SO₄^2-，0.1molSO₃^2-消耗$\frac{0.2}{3}$molH⁺、$\frac{0.2}{3}$molNO₃^-，剩余的$\frac{0.1}{3}$mol硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)：6I^-+8H⁺+2NO₃^-=2NO↑+4H₂O+3I₂，0.1molI^-離子完全反應(yīng)消耗$\frac{0.1}{3}$mol硝酸根離子，說明硝酸根離子和碘離子恰好反應(yīng)，同時(shí)消耗$\frac{0.4}{3}$mol氫離子；0.1mol偏鋁酸根離子完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鋁離子消耗0.4mol氫離子，
所以總共消耗的氫離子的物質(zhì)的量為：$\frac{0.2}{3}$mol+$\frac{0.4}{3}$mol+0.4mol=0.6mol＜1mol，所以反應(yīng)后H⁺有剩余，溶液顯示酸性；
A．反應(yīng)后Na⁺仍然為1mol，而SO₄^2-為：1mol+0.1mol=1.1mol，所以SO₄^2-離子濃度最大，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)分析可知，反應(yīng)后氫離子過量，溶液顯示酸性，故B正確；
C．反應(yīng)后溶液體積最大一倍，則鉀離子濃度為減小一半，為0.25mol/L，故C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)后的陽離子有：Al³⁺、Na⁺、K⁺、H⁺，陰離子有：OH^-、SO₄^2-，故反應(yīng)后陽離子種類多，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評 本題考查了氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，題目難度較大，明確發(fā)生反應(yīng)的原理及過量情況為解答關(guān)鍵，試題計(jì)算量較大，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力，選項(xiàng)AC為易錯(cuò)點(diǎn)，需要明確反應(yīng)中生成的硫酸根離子、C注意反應(yīng)后溶液體積增大一倍．