Question

5．常温时，将不同体积比的NH₃和CO₂的混合气体溶于水得到一系列混合溶液，溶液中部分微粒的分布分数f[f=$\frac{某含C（或N）微粒浓度}{所有含C（或N）微粒浓度总和}$]随pH的变化曲线如图所示：下列说法正确的是（　　）

• A． 当溶液pH=7时：c（NH₄⁺）＞c（H₂CO₃）+2c（CO₃^2-）
• B． 当溶液pH=9.5时：c（OH^-）-c（H⁺）＞c（NH₄⁺）-3c（CO₃^2-）
• C． 若刚好是（NH₄）₂CO₃溶液：c（OH^-）+C（NH₃•H₂O）＞c（H⁺）+c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）
• D． 若刚好是NH₄HCO₃溶液，向其中加入等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液，析出部分晶体，过滤所得的滤液中：c（Na⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）

Answer 1

分析 A．常温下，pH=7时溶液呈中性，则c（OH^-）=c（H⁺），溶液中存在电荷守恒c（NH₄⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-），根据图知，pH=7时，溶液中c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃）；
B．溶液中存在电荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），根据图象，pH=9.5时，溶液中c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）；
C．若刚好是（NH₄）₂CO₃溶液，溶液中存在电荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），存在物料守恒：c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）=2c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+2c（H₂CO₃）；
D．若刚好是NH₄HCO₃溶液，向其中加入等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液，析出部分晶体，过滤所得的滤液，考虑到已经析出了晶体，发生的反应为：NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl，析出的晶体是NaHCO₃．

解答 解：A．常温下，pH=7时溶液呈中性，则c（OH^-）=c（H⁺），溶液中存在电荷守恒c（NH₄⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-），根据图知，pH=7时，溶液中c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃），则c（NH₄⁺）＞c（H₂CO₃）+2c（CO₃^2-），故A正确；
B．溶液中存在电荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），可以得到关系式c（OH^-）-c（H⁺）=c（NH₄⁺）-c（HCO₃^-）-2c（CO₃^2-），根据图象，pH=9.5时，溶液中c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），则-c（HCO₃^-）＜-c（CO₃^2-），因此溶液中c（OH^-）-c（H⁺）＜c（NH₄⁺）-3c（CO₃^2-），故B错误；
C．若刚好是（NH₄）₂CO₃溶液，溶液中存在电荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），存在物料守恒：c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）=2c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+2c（H₂CO₃），综合考虑两式，两式联立可以得到，c（OH^-）+c（NH₃•H₂O）=c（H⁺）+2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-），因此c（OH^-）+C（NH₃•H₂O）＞c（H⁺）+c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-），故C正确；
D．若刚好是NH₄HCO₃溶液，向其中加入等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液，析出部分晶体，过滤所得的滤液，考虑到已经析出了晶体，发生的反应为：NH₄HCO₃+NaCl=NaHCO₃+NH₄Cl，析出的晶体是NaHCO₃，起始时加入的Na⁺和Cl^-的量是相等的，现在析出了部分晶体，则溶液中c（Na⁺）≠c（Cl^-），故D错误．
故选AC．

点评 本题考查弱电解质的电离平衡，离子浓度大小的比较，结合图象分析，牢牢把握住守恒思想是解题的关键．本题难度中等．