Question

【題目】拉曼光譜證實，AlO2－在水中轉化為[Al(OH)4]－。將一定量的Na2CO3、NaAlO2固體混合物溶于適量水中，再逐滴加入1mol/L鹽酸，測得溶液中CO32－、HCO3－、[Al(OH)4]－、Al3+的物質的量與加入鹽酸的體積變化關系如圖所示，則下列說法正確的是

A.CO32－、HCO3－和[Al(OH)4]－在水溶液中可大量共存

B.d線表示的反應為：[Al(OH)4]－＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O

C.原固體混合物中CO32－與AlO2－的物質的量之比為1：1

D.V1=150mL，V2=300mL；M點生成的CO2為0.05mol

Answer 1

【答案】C

【解析】

將一定量的Na2CO3、NaAlO2固體混合物溶于適量水中，AlO2－轉化為[Al(OH)4]－，除Na+外溶液中主要存在CO32-、[Al(OH)4]－；由于酸性：H2CO3＞HCO3－＞Al(OH)3，則結合H+的能力：[Al(OH)4]－＞CO32-＞HCO3－，向溶液中逐滴加入鹽酸，[Al(OH)4]－首先與H+反應轉化為Al(OH)3，因此a線代表[Al(OH)4]－減少，發生的反應為：[Al(OH)4]－＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O，則[Al(OH)4]－的物質的量為1mol/L×0.05L=0.05mol，生成的Al(OH)3也為0.05mol；接下來CO32-與H+反應轉化為HCO3－，b線代表CO32-減少，c線代表HCO3－增多，發生的反應為：CO32-+H+=HCO3－，可計算出n(CO32-)=n(HCO3－)=n(H+)=1mol/L×0.05L=0.05mol；然后HCO3－與H+反應生成H2CO3（分解為CO2和H2O），最后Al(OH)3與H+反應生成Al3+，d線代表HCO3－減少，e線代表Al3+增多。

A．由于酸性：HCO3-＞Al(OH)3，HCO3－會與[Al(OH)4]－發生反應生成Al(OH)3：HCO3－+[Al(OH)4]－=CO32-+ Al(OH)3↓+H2O，HCO3－和[Al(OH)4]－在水溶液中不能大量共存，A項錯誤；

B．d線代表HCO3－減少，發生的反應為：HCO3－+H+=CO2↑+H2O，B項錯誤；

C．a線代表[Al(OH)4]－與H+反應：[Al(OH)4]－＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O，b線代表CO32-與H+反應：CO32-+H+=HCO3－，由圖象知兩個反應消耗了等量的H+，則溶液中CO32-與[Al(OH)4]－的物質的量之比為1：1，原固體混合物中CO32－與AlO2－的物質的量之比為1：1，C項正確；

D．d線代表HCO3－與H+的反應：HCO3－+H+=CO2↑+H2O，n(HCO3－)=0.05mol，消耗H+的物質的量為0.05mol，所用鹽酸的體積為50mL，V1=100mL+50mL=150mL；e線代表Al(OH)3與H+反應：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，Al(OH)3的物質的量為0.05mol，會消耗0.15molH+，所用鹽酸的體積為150mL，V2=V1+150mL=300mL；M點生成的是HCO3－而非CO2，D項錯誤；

答案選C。