Question

8．在含有K⁺、I^-、NO₃^-、AlO₂^-、SO₃^2-，且阴离子浓度均为0.1mol/L的溶液中加入等体积浓度为1mol/L的NaHSO₄溶液丙充分反应．下列对所得溶液的有关说法正确的是（　　）

• A． 浓度最大的离子是Na⁺
• B． 溶液显酸性
• C． c（K⁺）=0.05mol/L
• D． 阴离子种类多于阳离子

Answer 1

分析 根据电荷守恒，原溶液中钾离子的浓度为：0.1mol/L×（1+1+1+2）=0.5mol/L；设溶液体积都是1L，则钾离子为0.5mol，I^-、NO₃^-、AlO₂^-、SO₃^2-的物质的量各为0.1mol，硫酸氢钠的物质的量为1mol；亚硫酸根离子的还原性大于碘离子，优先反应：3SO₃^2-+2H⁺+2NO₃^-=2NO↑+H₂O+3SO₄^2-，0.1mol亚硫酸根离子消耗$\frac{0.2}{3}$molH⁺、$\frac{0.2}{3}$molNO₃^-，剩余的$\frac{0.1}{3}$mol硝酸根离子发生反应：6I^-+8H⁺+2NO₃^-=2NO↑+4H₂O+3I₂，碘离子恰好被氧化成碘单质，同时消耗$\frac{0.4}{3}$mol氢离子；0.1mol偏铝酸根离子完全反应转化成铝离子消耗0.4mol氢离子，总共消耗的氢离子的物质的量为：$\frac{0.2}{3}$mol+$\frac{0.4}{3}$mol+0.4mol=0.6mol＜1mol，所以反应后氢离子有剩余，溶液显示酸性；
反应后钠离子仍然为1mol，而硫酸根离子为1.1mol，所以硫酸根离子浓度最大；
反应后溶液体积最大一倍，则钾离子浓度为0.25mol/L；
反应后的阳离子为：铝离子、钠离子、钾离子、氢离子，阴离子为：氢氧根离子、硫酸根离子，反应后阳离子种类多，根据以上分析对各选项进行判断．

解答 解：根据电荷守恒，原溶液中钾离子的浓度为0.1mol/L×（1+1+1+2）=0.5mol/L；
设溶液体积都是1L，则钾离子为0.5mol，I^-、NO₃^-、AlO₂^-、SO₃^2-的物质的量都各为0.1mol，硫酸氢钠的物质的量为1mol；
由于SO₃^2-的还原性大于I^-，SO₃^2-优先被氧化：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硝酸根离子发生反应：6I^-+8H⁺+2NO₃^-=2NO↑+4H₂O+3I₂，0.1molI^-离子完全反应消耗$\frac{0.1}{3}$mol硝酸根离子，说明硝酸根离子和碘离子恰好反应，同时消耗$\frac{0.4}{3}$mol氢离子；0.1mol偏铝酸根离子完全反应转化成铝离子消耗0.4mol氢离子，
所以总共消耗的氢离子的物质的量为：$\frac{0.2}{3}$mol+$\frac{0.4}{3}$mol+0.4mol=0.6mol＜1mol，所以反应后H⁺有剩余，溶液显示酸性；
A．反应后Na⁺仍然为1mol，而SO₄^2-为：1mol+0.1mol=1.1mol，所以SO₄^2-离子浓度最大，故A错误；
B．根据分析可知，反应后氢离子过量，溶液显示酸性，故B正确；
C．反应后溶液体积最大一倍，则钾离子浓度为减小一半，为0.25mol/L，故C错误；
D．反应后的阳离子有：Al³⁺、Na⁺、K⁺、H⁺，阴离子有：OH^-、SO₄^2-，故反应后阳离子种类多，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了氧化还原反应的计算，题目难度较大，明确发生反应的原理及过量情况为解答关键，试题计算量较大，充分考查了学生的分析、理解能力，选项AC为易错点，需要明确反应中生成的硫酸根离子、C注意反应后溶液体积增大一倍．