Question

3．亚氯酸钠在溶液中可生成ClO₂、HClO₂、ClO^2-、Cl^-等，其中HClO₂和ClO₂都具有漂白作用 但ClO₂是有毒的气体，25℃时各离子浓度随pH变化如图所示下列分析错误的是（　　）

• A． 25℃时HClO₂的电离平衡常数K_a=10^-6
• B． 使用漂白剂的最佳pH为3
• C． 25℃时，等浓度的HClO₂溶液和NaClO₂溶液等体积混合混合溶液中c（HClO₂）+2c（H⁺）=c（ClO^2-）+2c（OH^-）
• D． 25℃时 用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00ml某未知浓度的HClO₂溶液 当滴入NaOH溶液体积为20.00ml时溶液呈中性 则HClO₂溶液的实际浓度为0.11mol/L

Answer 1

分析 A．由图可知，亚氯酸与亚氯酸根离子浓度相等时，溶液的pH=6，据此计算出亚氯酸的电离平衡常数，HClO₂的电离平衡常数K=$\frac{[{H}^{+}][Cl{{O}_{2}}^{-}]}{[HCl{O}_{2}]}$结合图示数据来计算；
B．根据题意：HClO₂和ClO₂都具有漂白作用，结合图中HClO₂和ClO₂的浓度大小来确定使用该漂白剂的最佳pH；
C．依据电中性原则得出：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（ClO₂^-）+c（OH^-），依据物料守恒得出：2c（Na⁺）=c（ClO₂^-）+c（HClO₂），据此计算解答即可．
D．依据电中性原则得出：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（ClO₂^-）+c（OH^-），c（Na⁺）=c（ClO₂^-）反应后得到溶液中为HClO₂溶液和NaClO₂的混合溶液，结合平衡常数计算HClO₂平衡浓度和混合后的HClO₂的起始浓度，原溶液等体积混合，得到和碱混合前HClO₂溶液的实际浓度等于混合后的HClO₂的起始浓度的2倍；

解答 解：A．由图可知，当溶液的pH=6时，溶液中c（ClO₂^-）=c（HClO₂），HClO₂的电离平衡常数K=$\frac{[{H}^{+}][Cl{{O}_{2}}^{-}]}{[HCl{O}_{2}]}$=10^-6，故A正确；
B．HClO₂是漂白织物的有效成分，ClO₂是有毒气体，要使漂白剂的漂白性强，即HClO₂的含量高，又要使ClO₂浓度较小，根据图象知，pH过小，ClO₂含量较大，pH过大，HClO₂的含量较低，当溶液的pH为4.0～4.5时二者兼顾，即为使用该漂白剂的最佳pH，应该是4-5，故B错误；
C．依据电中性原则得出：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（ClO₂^-）+c（OH^-）    ①，依据物料守恒得出：2c（Na⁺）=c（ClO₂^-）+c（HClO₂）  ②，联立①②消去钠离子：c（HClO₂）+2c（H⁺）=c（ClO₂^-）+2c（OH^-），故C正确，
D.25℃时 用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00ml某未知浓度的HClO₂溶液 当滴入NaOH溶液体积为20.00ml时溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液中存在电荷守恒得到：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（ClO₂^-）+c（OH^-），c（Na⁺）=c（ClO₂^-）=0.05mol/L，混合后的溶液中HClO₂的平衡常数K=$\frac{[{H}^{+}][Cl{{O}_{2}}^{-}]}{[HCl{O}_{2}]}$=$\frac{1{0}^{-7}×0.05}{[HCl{O}_{2}]}$=10^-6，得到[HClO₂]=5×10^-3mol/L，混合后HClO₂的起始浓度c（HClO₂）=5×10^-3mol/L+0.05mol/L=0.055mol/L，原溶液等体积混合，则和碱混合前HClO₂溶液的实际浓度等于混合后的HClO₂的起始浓度的2倍=0.055mol/L×2=0.11mol/L，故D正确；
故选B．

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断，题目难度稍大，正确分析、理解题中信息及图象数据是解答本题关键，注意明确溶液酸碱性与溶液pH的关系．