Question

15．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HCO₃^-、CO₃^2-、AlO₂^-、Al³⁺离子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（　　）

• A． 原混合溶液中的CO₃^2-与AlO₂^-的物质的量之比为1：2
• B． V₁：V₂=l：5
• C． M点时生成的CO₂为0.05mol
• D． e曲线表示的离子方程式为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O

Answer 1

分析 Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸．
首先，发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，a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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二阶段，AlO₂^-反应完毕，发生反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b线表示CO₃^2-，c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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三阶段，CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d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⁺）．
第四阶段，发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e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．
据此结合选项解答．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸．
首先，发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，a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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二阶段，AlO₂^-反应完毕，发生反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，b线表示CO₃^2-，c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⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三阶段，CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，d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⁺）．
第四阶段，发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，e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，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A错误；
B．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$\frac{0.025mol}{1mol/L}$=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B错误；
C．由上述分析可知M点时溶液中CO₃^2-完全转化为HCO₃^-，没有CO₂生成，故C错误；
D．由上述分析可知，e曲线表示的离子方程式为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，故D正确；
故选D．

点评 本题考查离子反应与图象关系、化学计算等，题目难度中等，清楚离子反应的先后顺序是解题的关键．