Question

19．海水中含有80多种元素，是重要的物质资源宝库，同时海水具有强大的自然调节能力，为解决环境污染问题提供了广阔的空间．
（1）①已知不同pH条件下，水溶液中碳元素的存在形态如图所示．下列说法不正确的是bc（填字母序号）．

a．pH=8时，溶液中含碳元素的微粒主要是HCO₃^-
b．A点，溶液中H₂CO₃和HCO₃^-浓度相同
c．当c（HCO₃^-）=c（CO₃^2-）时，c（H⁺）＞c（OH^-）
②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（2）海水pH稳定在7.9-8.4之间，可用于烟道气中CO₂和SO₂的吸收剂．
①海水中含有的OH ^-可以吸收烟道气中的CO₂同时为海水脱钙，生产CaCO₃．写出此反应的离子方程式：①CO₂+2OH^-+Ca²⁺=CaCO₃↓+H₂O．
②已知：25℃时，H₂CO₃电离平衡常数K₁=4.3×10^-7 K₂=5.6×10^-11
H₂SO₃电离平衡常数K₁=1.5×10^-2 K₂=6.0×10^-8
海水中含有的HCO₃^-可用于吸收SO₂，该过程的离子方程式是SO₂+HCO₃^-=CO₂+HSO₃^-．
（3）洗涤烟气后的海水呈酸性，需处理后再行排放．与新鲜海水混合同时鼓入大量空气排出部分CO₂，是一种处理的有效方式．
①通入O₂可将酸性海水中的硫（IV）氧化，该反应的离子方程式是O₂+2HSO₃^-=2SO₄^2-+2H⁺．
②上述方式使处理后海水pH升高的原因是与新鲜海水混合起到稀释作用，鼓入空气排除了部分CO₂．

Answer 1

分析 （1）①a．图象分析可知，PH=8时碳酸氢根离子物质的量分数最大，；
b．A点是碳酸氢根离子物质的量分数和二氧化碳的碳酸溶液中物质的量分数相同；
c．图象分析可知当c（HCO₃^-）=c（CO₃^2-）时，PH=10；
②pH=8.4的水溶液中主要是碳酸氢钠溶液，加入NaOH溶液时发生反应为碳酸氢钠和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；
（2）①海水中含有的OH ^-可以吸收烟道气中的CO₂同时为海水脱钙，生产CaCO₃．是二氧化碳和氢氧根离子、钙离子分数的反应生成碳酸钙和水；
②25℃时，H₂CO₃电离平衡常数K₁=4.3×10^-7 K₂=5.6×10^-11，H₂SO₃电离平衡常数K₁=1.5×10^-2 K₂=6.0×10^-8，酸性强弱H₂SO₃ ＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，海水中含有的HCO₃^-可用于吸收SO₂，反应生成生成二氧化碳和亚硫酸氢根离子；
（3）①洗涤烟气后的海水呈酸性是亚硫酸氢根离子电离大于其水解，通入O₂可将酸性海水中的硫（IV）氧化生成硫酸根离子；
②与新鲜海水混合同时鼓入大量空气排出部分CO₂，会导致海水pH增大．

解答 解：（1）①a．图象分析可知，PH=8时主要存在的微粒是碳酸氢根离子，溶液中含碳元素的微粒主要是HCO₃^-，故a正确；
b．A点是碳酸氢根离子物质的量分数和二氧化碳的碳酸溶液中物质的量分数相同，溶液中H₂CO₃和HCO₃^-浓度不相同，故b错误；
c．图象分析可知当c（HCO₃^-）=c（CO₃^2-）时，PH=10溶液显碱性，c（H⁺）＜c（OH^-），故c错误；
故答案为：bc；
②pH=8.4的水溶液中主要是碳酸氢钠溶液，加入NaOH溶液时发生反应为碳酸氢钠和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应的离子方程式为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）①海水中钙离子在碱溶液中和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的离子方程式为：CO₂+2OH^-+Ca²⁺=CaCO₃↓+H₂O，
故答案为：CO₂+2OH^-+Ca²⁺=CaCO₃↓+H₂O；
②25℃时，H₂CO₃电离平衡常数K₁=4.3×10^-7 K₂=5.6×10^-11，H₂SO₃电离平衡常数K₁=1.5×10^-2 K₂=6.0×10^-8，酸性强弱H₂SO₃ ＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，海水中含有的HCO₃^-可用于吸收SO₂，反应生成生成二氧化碳和亚硫酸氢根离子，反应的离子方程式为：SO₂+HCO₃^-=CO₂+HSO₃^-，
故答案为：SO₂+HCO₃^-=CO₂+HSO₃^-；
（3）①洗涤烟气后的海水呈酸性是亚硫酸氢根离子电离大于其水解，通入O₂可将酸性海水中的硫（IV）氧化生成硫酸根离子，反应的离子方程式为：O₂+2HSO₃^-=2SO₄^2-+2H⁺，
故答案为：O₂+2HSO₃^-=2SO₄^2-+2H⁺；
②上述方式使处理后海水pH升高的原因是与新鲜海水混合起到稀释作用，鼓入空气排除了部分CO₂，
故答案为：与新鲜海水混合起到稀释作用，鼓入空气排除了部分CO₂．

点评 本题考查了海水资源的利用、主要是离子性质、离子反应和离子方程式书写，掌握基础是解题关键，题目难度中等．