Question

8．某Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸，測得溶液中的CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、Al³⁺的物質(zhì)的量與加入鹽酸溶液的體積變化關系如圖所示．則下列說法正確的是（　�。�
（已知：H₂CO₃的電離平衡常數(shù)K₁=4.3×10^-7，K₂=5.6×10^-11；Al（OH）₃的酸式電離平衡常數(shù)K=6.3×10^-13）

• A． a曲線表示的離子方程式為：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O
• B． M點時生成的CO₂為0.05mol
• C． 原混合溶液中的CO₃²-與AlO₂-的物質(zhì)的量之比為1：2
• D． V₁：V₂=1：4

Answer 1

分析 Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸后，首先發(fā)生反應：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，a曲線表示AlO₂^-，由圖可知AlO₂^-反應完畢，加入鹽酸50mL，根據(jù)方程式可知：n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
AlO₂^-反應完畢，發(fā)生反應：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b曲線表示CO₃^2-，c曲線表示HCO₃^-，由圖可知CO₃^2-反應完畢，該階段加入鹽酸100mL-50mL=50mL，根據(jù)方程式可知：n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
CO₃^2-反應完畢，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d曲線表示HCO₃^-，由圖可知HCO₃^-反應完畢，該階段加入鹽酸150mL-100mL=50mL，根據(jù)方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）；
發(fā)生反應Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e曲線表示Al³⁺，由圖可知Al（OH）₃反應完畢，根據(jù)方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，進而求出消耗鹽酸的體積．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸，先發(fā)生的反應為：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，則a曲線表示AlO₂^-，由圖可知AlO₂^-反應完畢，加入鹽酸50mL，根據(jù)方程式可知：n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
AlO₂^-反應完畢后發(fā)生反應：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b曲線表示CO₃^2-，c曲線表示HCO₃^-，由圖可知CO₃^2-反應完畢，該階段加入鹽酸體積為：100mL-50mL=50mL，根據(jù)方程式可知：n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
CO₃^2-反應完后又發(fā)生反應：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d曲線表示HCO₃^-，由圖可知HCO₃^-反應完畢，該階段加入鹽酸體積為：150mL-100mL=50mL，根據(jù)方程式可知：n（HCO₃^-）=n（H⁺）=0.05mol；
最后發(fā)生反應為：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e曲線表示Al³⁺，由圖可知Al（OH）₃反應完畢，根據(jù)方程式可知：n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，該階段加入鹽酸體積為：$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL；
A．由上述分析可知，a曲線表示的離子方程式為：AlO^-₂+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，故A錯誤；
B．根據(jù)述分析可知，M點時溶液中CO₃^2-完全轉(zhuǎn)化為HCO₃^-，沒有CO₂生成，故B錯誤；
C．由上述分析可知，原混合溶液中的CO₃^2-與AlO^-₂的物質(zhì)的量之比為：0.05mol：0.05mol=1：1，故C錯誤；
D．原溶液中n（CO₃^2-）=0.05mol，V₁時溶液中碳酸氫根離子等于碳酸根離子為0.025ml，由反應CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-可知，需要鹽酸為0.025mol，鹽酸的體積為25mL，故V₁=50mL+25mL=75mL，由上述分析可知，V₂=150mL+150mL=300mL，故V₁：V₂=75mL：300mL=l：4，故D正確；
故選D．

點評 本題結合圖象曲線考查了有關混合物反應的計算，題目難度較大，明確離子性質(zhì)及反應的先后順序為解答關鍵，試題側重考查對圖象曲線的分析、理解能力及化學計算能力．