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,有關的化學反應爲: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-),該溶液爲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爲: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
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