题目内容

10．雾霾天气对环境影响很大．其中SO2是造成空气污染的主要原因，利用钠碱循环法可除去SO2．
（1）室温下，吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO32─）：n（HSO3─）变化关系如下表：
n（SO32─）：n（HSO3─）91：91：11：91
pH8.27.26.2
c（H+）/mol•L─16.3×10─96.3×10─86.3×10─7
①由表判断NaHSO3溶液显酸性，从原理的角度解释其原因在NaHSO3溶液中HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-两种平衡，HSO3-的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性．
②在NaHSO3溶液中离子浓度关系不正确的是A（填序号）．
A．c（Na+）=2c（SO32─）+c（HSO3─）
B．c（Na+）＞c（HSO3─）＞c（H+）＞c（SO32─）＞c（OH─）
C．c（H2SO3）+c（H+）=c（SO32─）+c（OH─）
D．c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3─）+c（OH─）
③计算室温下HSO3─?H++SO32─的电离平衡常数K=6.3×10-8（保留2位有效数字）．
（2）NaHSO3溶液在不同的温度下均可被过量的KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，将浓度均为0.02mol•L-1 的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0mL和 KIO3（过量）酸性溶液40.0mL混合，记录溶液变蓝时间，实验结果如图．

①由图可知，溶液变蓝的时间随温度的变化趋势是40℃之前，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；40℃之后，温度越高，溶液变蓝所需时间越长．
40℃之后，淀粉不适宜用作该实验的指示剂（填“适宜”或“不适宜”），原因是：温度高于40℃时，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化）．
②b点和c点对应的反应速率的大小关系是ν （b）＜ν （c）（填“＞”、“＜”或“﹦”）．

分析 （1）①由表格中的数据可知，HSO3-越多，酸性越强，则电离生成氢离子；
②在NaHSO3溶液中，电离程度大于水解程度，溶液显酸性，
A．由物料守恒分析；
B．在NaHSO3溶液中，电离程度大于水解程度，溶液显酸性；
C．根据质子守恒分析；
D．根据电荷守恒分析；
③根据HSO3-?H++SO32-，可知Ka=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）×c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，根据n（SO32-）：n（HSO3-）=1：1，c（H+）=6.3×10-8计算；
（2）①由图可知，40℃之前，温度高反应速率加快，40℃之后温度高，变色时间越长；温度太高，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化）；
②温度越高反应速率越快．

解答 解：（1）①由表格中的数据可知，HSO3-越多，酸性越强，则电离生成氢离子，电离方程式为HSO3-?H++SO32-，在NaHSO3溶液中HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-两种平衡，HSO3-的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；
故答案为：酸；在NaHSO3溶液中HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-两种平衡，HSO3-的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；
②在NaHSO3溶液中，电离程度大于水解程度，溶液显酸性，
A．由物料守恒可知，c（Na+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3），故A错误；
B．在NaHSO3溶液中，电离程度大于水解程度，溶液显酸性，则离子浓度为c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-），故B正确；
C．根据质子守恒，c（H2SO3）+c（H+）═c（SO32-）+c（OH-），故C正确；
D．根据电荷守恒c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（（HSO3-）+c（OH-），故D正确；
故答案为：A；
③根据HSO3-?H++SO32-，可知Ka=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）×c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，已知n（SO32-）：n（HSO3-）=1：1，c（H+）=6.3×10-8，则Ka=$\frac{1×6．{3}^{-8}}{1}$=6.3×10-8；
故答案为：6.3×10-8；
（2）①从图象中可以看出，40℃以前，温度越高，反应速度越快，40℃后温度越高，变色时间越长，反应越慢，而55℃，未变蓝，说明没有生成I2；温度太高，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化），所以40℃之后，淀粉不能用作该实验的指示剂；
故答案为：40℃之前，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；40℃之后，温度越高，溶液变蓝所需时间越长；温度高于40℃时，碘与淀粉的显色反应灵敏度降低（或淀粉会糊化）；
②温度越高反应速率越快，c点的温度高，所以c点的反应速率大，即ν （b）＜ν （c）；
故答案为：＜．

点评 本题考查了弱电解质的电离和盐的水解、化学反应速率的影响因素等，综合性较强，涉及到弱电解质的电离、离子浓度大小的比较、化学反应速率的影响因素等知识点，题目难度较大，需要注意的是比较溶液中各种离子浓度相对大小时要结合电荷守恒和物料守恒分析解答．

练习册系列答案
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9．某同学在用稀硫酸与锌粒制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率．请回答下列问题：
（1）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率；
（2）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有升高反应温度、适当增加硫酸的浓度（答两种）；
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验．将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间．
实验
混合溶液		ABCDEF
4mol/L H2SO4/mL30V1V2V3V4V5
饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620
H2O/mLV7V8V9V10100
①请完成此实验设计，其中：V1=30，V6=10，V9=17.5；
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高．但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降．请分析氢气生成速率下降的主要原因当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积．

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