室溫下，Ka1(H2CO3)=4.6×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，Ka(HNO2)=5...

問題詳情：

室溫下，Ka1(H2CO3)=4.6×10-7， Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，Ka (HNO2)=5.1×10-4。純鹼溶液可用於吸收NO2，有關的化學反應為：2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2。若溶液混合引起的體積變化可忽略，室溫時下列指定溶液中微粒物質的量濃度關係正確的是(　　)

A．0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液：c(HCO3-)+2c(CO32-)=0.1 mol·L-1

B．0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.1 mol·L-1的HNO2溶液等體積混合：c(H2CO3)+0.05 mol·L-1=c(CO32-)+c(NO2-)

C．0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液與0.1 mol·L-1的NaNO2溶液比較：c(HCO3-)+2c(CO32-)< c(NO2-)

D．0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液吸收等量NO2，無氣體逸出： c(HCO3-)>c(NO3-)> c(NO2-)>c(CO32-)

【回答】

CD

【詳解】

A. 在Na2CO3溶液中有少量CO32-發生水解作用，產生HCO3-、H2CO3，所以根據C元素守恆可知：c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1，A錯誤；

B. 由於電離平衡常數：Ka (HNO2)>Ka1(H2CO3)>Ka2(H2CO3)，所以將0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.1 mol·L-1的HNO2溶液等體積混合，溶液中c(Na+)=0.1 mol/L，發生反應：Na2CO3+HNO2=NaHCO3+NaNO2，根據C元素守恆可得c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.05 mol/L，c(HCO3-)+c(CO32-)=0.05-c(H2CO3)；根據電荷守恆可得：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(NO2-)，則c(CO32-)+c(NO2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)-[c(HCO3-)+c(CO32-)]=0.1+c(H+)-c(OH-)-[0.05-c(H2CO3)]=0.05+c(H2CO3)+c(H+)-c(OH-)，該溶液為NaHCO3、NaNO2等濃度的混合溶液，水解使溶液顯鹼*，所以c(H+)-c(OH-)<0，故c(CO32-)+c(NO2-)<0.05+c(H2CO3)，B錯誤；

C. 在NaHCO3溶液中存在電荷守恆：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)，則c(OH-)- c(H+)=c(Na+)-c(HCO3-)-2c(CO32-)；在NaNO2溶液中存在電荷守恆：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO2-)，c(OH-)-c(H+)=c(Na+)-c(NO2-)。根據電離平衡常數可知這兩種鹽都是強鹼弱*鹽，水解使溶液顯鹼*，等濃度的兩種鹽溶液中c(Na+)相同，水解程度NaHCO3>NaNO2，水解程度越大，溶液中c(OH-)越大，c(H+)就越小，溶液中c(OH-)-c(H+)就越大，所以c(Na+)-c(HCO3-)-2c(CO32-)> c(Na+)-c(NO2-)，由於兩種溶液中c(Na+)相同，故c(HCO3-)+2c(CO32-)< c(NO2-)，C正確；

D. 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液吸收等量NO2，無氣體逸出，假設NO2的物質的量是2 mol，則首先會發生反應：2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2，反應消耗1 mol Na2CO3，產生1 mol NaNO2、1 mol NaNO3和1 mol CO2，然後發生反應：Na2CO3+CO2+H2O =2NaHCO3，最終得到的溶液中溶質是NaNO3、NaNO2、NaHCO3按1：1：2的物質的量關係混合溶液，故離子濃度c(HCO3-)最大，由於NaNO3是強*強鹼鹽，NO3-不水解，因而不消耗，NaNO2是強鹼弱*鹽，NO2-水解消耗使離子濃度減小，所以c(HCO3-)>c(NO3-)>c(NO2-)； HCO3-的電離程度是微弱的，HCO3-電離產生CO32-濃度很小，原小於鹽電離產生的離子濃度，故c(NO2-)>c(CO32-)，因此該溶液中離子濃度大小關係為：c(HCO3-)>c(NO3-)> c(NO2-)>c(CO32-)，D正確；

故合理選項是CD。

知識點：鹽類的水解

題型：選擇題