Question

【题目】NaOH溶液可用于多种气体的处理．

(1)CO2是温室气体，可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3．

①Na2CO3俗称纯碱，因CO32﹣水解而使其水溶液呈碱性，写出CO32﹣第一步水解的离子方程式_________．已知25℃时，CO32﹣第一步水解的平衡常数Kh=2×10﹣4mol/L，当溶液中c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）=20：1 时，溶液的pH=_____．

②泡沫灭火器中通常装有NaHCO3 溶液和Al2(SO4)3溶液，请写出这两种溶液混合时的离子反应方程式__________．

(2)金属与浓硝酸反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收，反应方程式为：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O．含0.2molNaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0．lmolL﹣1CH3COONa溶液，则两份溶液中c（NO3﹣）、c（NO2﹣）和c（CH3COO﹣）由大到小的顺序为___________（已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10﹣4molL﹣1，CH3COOH的电离常数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中加适量NaOH B．向溶液A中加适量水

C．向溶液B中加适量NaOH D．向溶液B中加适量水

(3)烟气中的SO2会引起酸雨，可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过裎中，溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣三者所占物质的量分数（a）随pH变化的关系如图所示：

①图中pH=7时，溶液中离子浓度关系正确的是___。

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利用上图中数据，求反应H2SO3H++ HSO3﹣的平衡常数的数值____．

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碱性，其CO32-第一步水解的离子方程式为：CO32-+H2OHCO3-+OH-，水解常数Kh=，当溶液中c(HCO3-)：c(CO32-)=20：1时，根据水解常数计算c(OH-)，由根据水的离子积Kw计算c(H+)，根据pH=-lgc(H+)计算；

②Al2(SO4)3与NaHCO3混合时能相互促进水解生成氢氧化铝沉淀、二氧化碳气体；

(2)溶液A中NaNO3、NaNO2的浓度均为0.1mol/L，HNO2、CH3COOH均为弱酸，由电离常数可知CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度，溶液B碱性大于A溶液；

(3)①A．由电荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，中性溶液则c(H+)═c(OH-)，则c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)，所以c(Na+)＞2c(SO32-)，由图可知pH=7时，c(SO32-)=c(HSO3-)，则c(Na+)＞2c(SO32-)＞c(HSO3-)，故A 正确；

B．由电荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，中性溶液则c(H+)═c(OH-)，则c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)，c(SO32-)≠c(H2SO3)，故B错误；

C．pH=7时，c(H+)=c(OH-)；

D．HSO3-电离程度大于水解程度导致溶液呈酸性，因为亚硫酸氢根离子既能电离又能水解，所以溶液中存在H2SO3、SO32-，在NaHSO3溶液中存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒和物料守恒判断；

②H2SO3H++ HSO3﹣，由图中数据，pH=1.8时，c(H2SO3 )=c(HSO3- )，由Ka的表达式可知，H2SO3的第一级电离平衡常数Ka1≈c(H+)=10-1.8，由此分析解答。

(1)①CO32﹣水解而使其水溶液呈碱性，CO32﹣第一步水解的离子方程式为：CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣，水解常数Kh=2×10﹣4，当溶液中c(HCO3-)：c(CO32﹣)=20：1时，c(OH﹣)=10﹣5mol/L，由水的离子积Kw可知，c(H+)=10﹣9mol/L，所以pH=﹣lg10﹣9=9；

②Al2(SO4)3与NaHCO3混合时能相互促进水解生成氢氧化铝沉淀、二氧化碳气体，离子方程式为Al3++3HCO3﹣═Al(OH)3↓+3CO2↑；

(2)0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A，由2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，得到溶液A中NaNO3物质的量浓度为0.1mol/L，NaNO2物质的量浓度为0.1mol/L，溶液B为0.1molL﹣1的CH3COONa溶液； HN2的电离常数Ka=7.1×10﹣4molL﹣1，CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10﹣5molL﹣1，说明CH3COOH酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根离子水解程度大于亚硝酸根离子水解程度，溶液B碱性大于A溶液，两溶液中c(NO3﹣)、c(NO2﹣)和c(CH3COO﹣)由大到小的顺序为c(NO3﹣)＞c(NO2﹣)＞c(CH3COO﹣)；

A．向溶液A中加适量NaOH，增大碱性，可以调节溶液pH相等，故A正确；

B．溶液B碱性大于A溶液，向溶液A中加适量水，稀释溶液，碱性减弱，不能调节溶液pH相等，故B错误；

C．溶液B碱性大于A溶液，向溶液B中加适量NaOH，溶液pH更大，故C错误；

D．向溶液B中加适量水，稀释溶液碱性减弱，可以调节溶液pH相等，故D正确；

故答案为AD；

(3)①A．由电荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(OH﹣)，中性溶液则c(H+)═c(OH﹣)，则c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)，所以c(Na+)＞2c(SO32﹣)，而由图可知pH=7时，c(SO32﹣)=c(HSO3﹣)，则c(Na+)＞2c(SO32﹣)＞c(HSO3﹣)，故A 正确；

B．由电荷守恒可知，c(H+)+c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)+c(OH﹣)，中性溶液则c(H+)═c(OH﹣)，则c(Na+)═2c(SO32﹣)+c(HSO3﹣)，c(SO32﹣)≠c(H2SO3)，故B错误；

C．pH=7时，c(H+)=c(OH﹣)，故C错误；

D．由图可知pH=7时，c(SO32﹣)=c(HSO3﹣)，故D错误；

故答案为A；

②亚硫酸的第一步电离方程式为：H2SO3H++HSO3﹣，根据图象可知，pH=1.8时，c(H2SO3 )=c(HSO3- )，由Ka=可知，H2SO3的第一级电离平衡常数Ka1≈c(H+)=10-1.8。