Question

15．常温下 0.1 mol•L^-1亚硫酸溶液中H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-三者中所占物质的量分数（a）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0.10 mol•L^-1 H₂SO₃溶液中，存在：c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+K_w
• C． 在pH=2.5该溶液中：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．pH=8.5时，亚硫酸氢根离子的浓度为0，所以通入氯气后其浓度不会变化．

解答 解：A．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^-）+2•c（SO₃^2-）+c（OH^-），在该等式两边同时乘以氢离子浓度可得：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，根据图象曲线可知各离子浓度大小为：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故C错误；
D．向pH为8.5的上述体系中通入极少量Cl₂的过程中，亚硫酸根离子浓度减小，而亚硫酸氢根离子浓度基本不变，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，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．