Question

10．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⁺離子的物質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（　　）

• A． V₁：V₂=l：5
• B． M點時生成的CO₂為0.05mol
• C． 原混合溶液中的CO₃^2-與AlO₂^-的物質的量之比為1：2
• D． a曲線表示的離子方程式為：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓

Answer 1

分析 Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸：
首先，發(fā)生反應AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，a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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol；
第二階段，AlO₂^-反應完畢，發(fā)生反應CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b線表示CO₃^2-，c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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol；
第三階段，CO₃^2-反應完畢，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d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⁺）；
第四階段，發(fā)生反應Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e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，據(jù)此結合選項解答．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸：
首先發(fā)生反應AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，a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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol，
第二階段，AlO₂^-反應完畢，開始發(fā)生反應：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，則b線表示CO₃^2-、c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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol；
第三階段，CO₃^2-反應完畢，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d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⁺）；
第四階段，發(fā)生反應Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e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，原混合溶液中的CO₃^2-與AlO^-₂的物質的量之比為0.05mol：0.05mol=1：1，故A錯誤；
B．由上述分析可知M點時溶液中CO₃^2-完全轉化為HCO₃^-，沒有CO₂生成，故B錯誤；
C．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$\frac{0.025mol}{1mol/L}$=0.025L=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C錯誤；
D．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D正確；
故選D．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確圖象中各曲線變化對應反應原理為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學計算能力．