Question

3．常温下0.1mol•L^-1亚硫酸溶液中 H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-三种微粒所占物质的量分数（a）随pH变化的关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）

• A． 由图中数据可计算得到常温下亚硫酸溶液的Ka₂
• B． 在0.1mol•L^-1H₂SO₃溶液中，存在：c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+K_w
• C． 向pH为7的溶液中滴入少量稀盐酸造成的溶液pH变化小于向pH为4.0的溶液中滴入相同量稀盐酸造成的溶液pH变化
• D． 在pH=2.0溶液中：c（H₂SO₃）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

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_a2；
B．根据亚硫酸溶液中的电荷守恒进行分析；
C、pH为4的溶液中主要存在H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，pH为7的溶液中主要存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，据此分析；
D、根据图象数据可知，pH=2.0时：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）．

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：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，根据图象可知，pH=7时，亚硫酸根离子与亚硫酸氢根离子浓度相等，则K_a2=10^-7，故A正确；
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、pH为4的溶液中主要存在H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，pH为7的溶液中主要存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，分别滴入相同量稀盐酸，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，亚硫酸和亚硫酸根离子浓度增大，但亚硫酸电离程度大于亚硫酸根离子电离程度，所以pH为4 的溶液pH变化大，故C正确；
D、在pH=2.0的溶液中，根据图象曲线可知各离子浓度大小为：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故D错误；
故选D．

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．