Question

【題目】NaOH溶液可用于多種氣體的處理．

(1)CO2是溫室氣體，可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3．

①Na2CO3俗稱純堿，因CO32﹣水解而使其水溶液呈堿性，寫出CO32﹣第一步水解的離子方程式_________．已知25℃時，CO32﹣第一步水解的平衡常數Kh=2×10﹣4mol/L，當溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）=20：1 時，溶液的pH=_____．

②泡沫滅火器中通常裝有NaHCO3 溶液和Al2(SO4)3溶液，請寫出這兩種溶液混合時的離子反應方程式__________．

(2)金屬與濃硝酸反應產生的NO2可用NaOH溶液吸收，反應方程式為：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O．含0.2molNaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應得1L溶液A，溶液B為0．lmolL﹣1CH3COONa溶液，則兩份溶液中c（NO3﹣）、c（NO2﹣）和c（CH3COO﹣）由大到小的順序為___________（已知HNO2的電離常數Ka=7.1×10﹣4molL﹣1，CH3COOH的電離常數Ka=1.7×10﹣5molL﹣1）．可使溶液A和溶液B的 pH相等的方法是_____．

A．向溶液A中加適量NaOH B．向溶液A中加適量水

C．向溶液B中加適量NaOH D．向溶液B中加適量水

(3)煙氣中的SO2會引起酸雨，可利用氫氧化鈉溶液吸收。吸收SO2的過裎中，溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣三者所占物質的量分數（a）隨pH變化的關系如圖所示：

①圖中pH=7時，溶液中離子濃度關系正確的是___。

A．c（Na+）＞2c（SO32﹣）＞c（HSO3﹣）

B．c（Na+）=c（SO32﹣）+c（HSO3﹣）+c（H2SO3）

C．c（OH﹣）=c（H+）+c（H2SO3）+c（HSO3﹣）

D．c（Na+）＞c（HSO3﹣）＞c（SO32﹣）＞c（H+）=c（OH﹣）

②利用上圖中數據，求反應H2SO3H++ HSO3﹣的平衡常數的數值____．

Answer 1

【答案】CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣ 9 3HCO3﹣+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑ c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（CH3COO﹣） AD A 10-1.8

【解析】

(1)①CO32-水解而使其水溶液呈堿性，其CO32-第一步水解的離子方程式為：CO32-+H2OHCO3-+OH-，水解常數Kh=，當溶液中c(HCO3-)：c(CO32-)=20：1時，根據水解常數計算c(OH-)，由根據水的離子積Kw計算c(H+)，根據pH=-lgc(H+)計算；

②Al2(SO4)3與NaHCO3混合時能相互促進水解生成氫氧化鋁沉淀、二氧化碳氣體；

(2)溶液A中NaNO3、NaNO2的濃度均為0.1mol/L，HNO2、CH3COOH均為弱酸，由電離常數可知CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子水解程度，溶液B堿性大于A溶液；

(3)①A．由電荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，中性溶液則c(H+)═c(OH-)，則c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)，所以c(Na+)＞2c(SO32-)，由圖可知pH=7時，c(SO32-)=c(HSO3-)，則c(Na+)＞2c(SO32-)＞c(HSO3-)，故A 正確；

B．由電荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，中性溶液則c(H+)═c(OH-)，則c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)，c(SO32-)≠c(H2SO3)，故B錯誤；

C．pH=7時，c(H+)=c(OH-)；

D．HSO3-電離程度大于水解程度導致溶液呈酸性，因為亞硫酸氫根離子既能電離又能水解，所以溶液中存在H2SO3、SO32-，在NaHSO3溶液中存在電荷守恒和物料守恒，根據電荷守恒和物料守恒判斷；

②H2SO3H++ HSO3﹣，由圖中數據，pH=1.8時，c(H2SO3 )=c(HSO3- )，由Ka的表達式可知，H2SO3的第一級電離平衡常數Ka1≈c(H+)=10-1.8，由此分析解答。

(1)①CO32﹣水解而使其水溶液呈堿性，CO32﹣第一步水解的離子方程式為：CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣，水解常數Kh=2×10﹣4，當溶液中c(HCO3-)：c(CO32﹣)=20：1時，c(OH﹣)=10﹣5mol/L，由水的離子積Kw可知，c(H+)=10﹣9mol/L，所以pH=﹣lg10﹣9=9；

②Al2(SO4)3與NaHCO3混合時能相互促進水解生成氫氧化鋁沉淀、二氧化碳氣體，離子方程式為Al3++3HCO3﹣═Al(OH)3↓+3CO2↑；

(2)0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應得1L溶液A，由2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物質的量濃度為0.1mol/L，NaNO2物質的量濃度為0.1mol/L，溶液B為0.1molL﹣1的CHCOONa溶液； HNO2的電離常數Ka=7.1×10﹣4molL﹣1，CH3COOH的電離常數Ka=1.7×10﹣5molL﹣1，說明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根離子水解程度大于亞硝酸根離子水解程度，溶液B堿性大于A溶液，兩溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的順序為c(NO3﹣)＞c(NO2﹣)＞c(CH3COO﹣)；

A．向溶液A中加適量NaOH，增大堿性，可以調節溶液pH相等，故A正確；

B．溶液B堿性大于A溶液，向溶液A中加適量水，稀釋溶液，堿性減弱，不能調節溶液pH相等，故B錯誤；

C．溶液B堿性大于A溶液，向溶液B中加適量NaOH，溶液pH更大，故C錯誤；

D．向溶液B中加適量水，稀釋溶液堿性減弱，可以調節溶液pH相等，故D正確；

故答案為AD；

(3)①A．由電荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(OH﹣)，中性溶液則c(H+)═c(OH﹣)，則c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)，所以c(Na+)＞2c(SO32﹣)，而由圖可知pH=7時，c(SO32﹣)=c(HSO3﹣)，則c(Na+)＞2c(SO32﹣)＞c(HSO3﹣)，故A 正確；

B．由電荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(OH﹣)，中性溶液則c(H+)═c(OH﹣)，則c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)，c(SO32﹣)≠c(H2SO3)，故B錯誤；

C．pH=7時，c(H+)=c(OH﹣)，故C錯誤；

D．由圖可知pH=7時，c(SO32﹣)=c(HSO3﹣)，故D錯誤；

故答案為A；

②亞硫酸的第一步電離方程式為：H2SO3H++HSO3﹣，根據圖象可知，pH=1.8時，c(H2SO3 )=c(HSO3- )，由Ka=可知，H2SO3的第一級電離平衡常數Ka1≈c(H+)=10-1.8。