Question

8．某Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸，测得溶液中的CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、Al³⁺的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示．则下列说法正确的是（　　）
（已知：H₂CO₃的电离平衡常数K₁=4.3×10^-7，K₂=5.6×10^-11；Al（OH）₃的酸式电离平衡常数K=6.3×10^-13）

• A． a曲线表示的离子方程式为：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O
• B． M点时生成的CO₂为0.05mol
• C． 原混合溶液中的CO₃²-与AlO₂-的物质的量之比为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的盐酸后，首先发生反应：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，a曲线表示AlO₂^-，由图可知AlO₂^-反应完毕，加入盐酸50mL，根据方程式可知：n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
AlO₂^-反应完毕，发生反应：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b曲线表示CO₃^2-，c曲线表示HCO₃^-，由图可知CO₃^2-反应完毕，该阶段加入盐酸100mL-50mL=50mL，根据方程式可知：n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d曲线表示HCO₃^-，由图可知HCO₃^-反应完毕，该阶段加入盐酸150mL-100mL=50mL，根据方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）；
发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e曲线表示Al³⁺，由图可知Al（OH）₃反应完毕，根据方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，进而求出消耗盐酸的体积．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸，先发生的反应为：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，则a曲线表示AlO₂^-，由图可知AlO₂^-反应完毕，加入盐酸50mL，根据方程式可知：n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
AlO₂^-反应完毕后发生反应：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b曲线表示CO₃^2-，c曲线表示HCO₃^-，由图可知CO₃^2-反应完毕，该阶段加入盐酸体积为：100mL-50mL=50mL，根据方程式可知：n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05mol×1mol/L=0.05mol；
CO₃^2-反应完后又发生反应：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d曲线表示HCO₃^-，由图可知HCO₃^-反应完毕，该阶段加入盐酸体积为：150mL-100mL=50mL，根据方程式可知：n（HCO₃^-）=n（H⁺）=0.05mol；
最后发生反应为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e曲线表示Al³⁺，由图可知Al（OH）₃反应完毕，根据方程式可知：n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，该阶段加入盐酸体积为：$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL；
A．由上述分析可知，a曲线表示的离子方程式为：AlO^-₂+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，故A错误；
B．根据述分析可知，M点时溶液中CO₃^2-完全转化为HCO₃^-，没有CO₂生成，故B错误；
C．由上述分析可知，原混合溶液中的CO₃^2-与AlO^-₂的物质的量之比为：0.05mol：0.05mol=1：1，故C错误；
D．原溶液中n（CO₃^2-）=0.05mol，V₁时溶液中碳酸氢根离子等于碳酸根离子为0.025ml，由反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-可知，需要盐酸为0.025mol，盐酸的体积为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正确；
故选D．

点评 本题结合图象曲线考查了有关混合物反应的计算，题目难度较大，明确离子性质及反应的先后顺序为解答关键，试题侧重考查对图象曲线的分析、理解能力及化学计算能力．