Question

3．向100mLNa₂CO₃与NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，测得溶液中的CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、Al³⁺的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 原混合溶液中的n（CO₃^2-）：n（AlO₂^-）=1：1
• B． a点溶液中：c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（H⁺）=c（OH^-）
• C． b点溶液中浓度顺序为：c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）
• D． d→e的过程中水的电离程度逐渐减小

Answer 1

分析 Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸．
首先，发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，最左边曲线表示AlO₂^-，由图可知AlO₂^-反应完毕，加入盐酸50mL，根据方程式可知n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二阶段，AlO₂^-反应完毕，发生反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，ab线表示CO₃^2-，bc线表示HCO₃^-，由图可知CO₃^2-反应完毕，该阶段加入盐酸100mL-50mL=50mL，根据方程式可知n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三阶段，CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，cd线表示HCO₃^-，由图可知HCO₃^-反应完毕，该阶段加入盐酸150mL-100mL=50mL，根据方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）．
第四阶段，发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，de线表示Al³⁺，由图可知Al（OH）₃反应完毕，根据方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，该阶段加入盐酸体积为$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL．
据此结合选项解答．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸．
首先，发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，最左边曲线表示AlO₂^-，由图可知AlO₂^-反应完毕，加入盐酸50mL，根据方程式可知n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二阶段，AlO₂^-反应完毕，发生反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，ab线表示CO₃^2-，bc线表示HCO₃^-，由图可知CO₃^2-反应完毕，该阶段加入盐酸100mL-50mL=50mL，根据方程式可知n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三阶段，CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，cd线表示HCO₃^-，由图可知HCO₃^-反应完毕，该阶段加入盐酸150mL-100mL=50mL，根据方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）．
第四阶段，发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，de线表示Al³⁺，由图可知Al（OH）₃反应完毕，根据方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，该阶段加入盐酸体积为$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL．
A．由上述分析可知，原混合溶液中的CO₃^2-与AlO^-₂的物质的量之比为0.05mol：0.05mol=1：1，故A正确；
B．a点溶液中，溶质为Na₂CO₃，由质子守恒可知：c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺）=c（OH^-），故B错误；
C．b点碳酸钠和碳酸氢钠的浓度相等，加入了75mL盐酸，碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，则c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），所得溶液中阴离子浓度大小顺序为：c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故C正确；
D．d→e的过程中铝离子的浓度逐渐增大，铝离子水解促进了水的电离，则该段水的电离程度逐渐增大，故D错误．
故选：AC．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目难度中等，明确发生反应的先后顺序为解答关键，注意掌握电荷守恒、物料守恒及质子守恒的含义及应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力．