Question

12．25℃时，0.1 mol Na₂CO₃与盐酸混合所得的一组体积为1L 的溶液，溶液中部分微粒与pH的关系如图所示．下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是（　　）

• A． W点所示的溶液中：c（Na⁺）+c（H⁺）=4c（CO₃^2-）+c（OH^-）+c（Cl^-）
• B． pH=4的溶液中：c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）=0.1 mol/L
• C． pH=8的溶液中：c（H⁺）+2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）=c（OH^-）+c（Cl^-）
• D． pH=11的溶液中：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃）

Answer 1

分析 A．根据电荷守恒判断，阴离子漏掉了碳酸氢根离子；
B．pH=4时有二氧化碳气体生成，根据物料守恒判断，碳元素守恒；
C．先判断溶液中的溶质，根据图象可知pH=8时，溶液中碳酸氢钠的浓度远远大于碳酸钠的浓度，这说明反应中恰好是生成碳酸氢钠，则根据物料守恒和电荷守恒计算判断；
D．先根据图象判断溶液中的溶质，再确定其浓度关系，根据图象可知pH=11时，溶液碳酸钠的浓度远远大于碳酸氢钠，这说明碳酸钠是过量的．

解答 解：A．根据电荷守恒可知，溶液中离子浓度应该满足：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（OH^-）+c（Cl^-）+c（HCO₃^-），故A错误；
B．根据图象可知，pH=4时有CO₂生成，根据物料守恒可知c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）＜0.1 mol•L^-1，故B错误；
C．根据图象可知pH=8时，溶液中碳酸氢钠的浓度远远大于碳酸钠的浓度，这说明反应中恰好是生成碳酸氢钠，则根据物料守恒可知：c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）=c（Cl^-）=$\frac{1}{2}$c（Na⁺），再结合电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（OH^-）+c（Cl^-）+c（HCO₃^-）可得：c（H⁺）+2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）=c（OH^-）+c（Cl^-），故C正确；
D．根据图象可知pH=11时，溶液碳酸钠的浓度远远大于碳酸氢钠，这说明碳酸钠是过量的，则c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃），故D错误；
故选C．

点评 本题考查碳酸钠和盐酸反应中离子浓度大小比较，该题是高考中的常见题型，属于综合性试题的考查，对学生的思维能力提出了较高的要求，侧重对学生能力的培养，意在培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力．该题的关键是在明确反应原理的基础上利用好几种守恒关系，即电荷守恒、物料守恒以及质子守恒，然后结合图象和题意灵活运用即可，题目难度中等．