Question

8．常温下 0.1mol•L^-1 亚硫酸溶液中H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2- 三者中所占物质的量分数（α）随pH 变化的关系如图所示．下列表述 正确的是（　　）

• A． H₂SO₃?2H⁺+SO₃^2-   K=10^-5.2
• B． 在0.1mol•L H₂SO₃溶液中，存在：c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+K_w
• C． 在pH=2.5 溶液中：c（H₂SO₃）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
• D． 向pH 为 8.5 的上述体系中通入极少量 Cl₂ 的过程中，溶液中c（HSO₃^-）和c（SO₃^2-）均减小

Answer 1

分析 A．亚硫酸为二元弱酸，其电离分步进行；结合图象计算亚硫酸的K_a1；
B．根据亚硫酸溶液中的电荷守恒进行分析；
C．根据图象数据可知，pH=2.5时：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）；
D．．溶液的pH=8.5时显碱性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），根据图象知，溶液中含有的是SO₃^2-，SO₃^2-在溶液中存在水解平衡：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，向上述体系中通入极少量 Cl₂，发生反应HSO₃^-+Cl₂+H₂O═SO₄^2-+3H⁺+2Cl^-，促进SO₃^2-水解，据此判断c（HSO₃^-）和c（SO₃^2-）的浓度变化．

解答 解：A．H₂SO₃是二元弱酸，在溶液中电离是分步进行的，亚硫酸的第一步电离方程式为：H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，根据图象可知，pH=0时，亚硫酸浓度为0.9mol/L，亚硫酸氢根离子浓度为0.24mol/L，此时氢离子浓度为1mol/L，则K_a1=$\frac{0.24×1}{0.9}$≈0.27，故A错误；
B．在0.10 mol•L^-1 H₂SO₃溶液中，根据电荷守恒可得：c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），将电苻守恒式两边都乘c（H⁺）可得：c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+c（H⁺）•c（OH^-），K_w=c（H⁺）•c（OH^-），所以c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+K_w，故B正确；
C．在pH=2.5该溶液中，根据图象曲线可知c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃），正确的离子浓度大小为：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故C错误；
D．溶液的pH=8.5时显碱性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），根据图象知，溶液中含有的是SO₃^2-，SO₃^2-在溶液中存在水解平衡：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，向上述体系中通入极少量 Cl₂，发生反应为：HSO₃^-+Cl₂+H₂O═SO₄^2-+3H⁺+2Cl^-，促进SO₃^2-水解，c（SO₃^2-） 减小，而c（HSO₃^-）增大，故D错误；
故选B．

点评 本题考查弱电解质的电离平衡及其影响，题目难度中等，明确图象中曲线变化的含义为解答关键，注意掌握电荷守恒、物料守恒及质子守恒在判断离子浓度大小中的应用方法．