Question

将0.2mol?L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol?L^-1 KOH溶液等体积混合，下列关系正确的是（　　）

• A、2c（K⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）
• B、c（Na⁺）＞c（K⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
• C、c（OH^-）+c（CO₃^2-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）+0.1mol?L^-1
• D、3c（K⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）

Answer 1

考点：离子浓度大小的比较

专题：盐类的水解专题

分析：将0.2mol?L^-1NaHCO₃溶液与0.1mol?L^-1KOH溶液等体积混合，反应后的溶质为0.025mol/L的碳酸钾、碳酸钠和0.05mol/L的NaHCO₃，碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，则溶液中碳酸氢根离子浓度大于0.05mol/L，碳酸根离子浓度小于0.05mol/L；钾离子浓度为0.05mol/L、钠离子浓度为0.1mol/L，溶液显示碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），然后结合电荷守恒、物料守恒对各选项进行判断．

解答： 解：0.2mol?L^-1NaHCO₃溶液与0.1mol?L^-1KOH溶液等体积混合，反应后的溶质为0.025mol/L的碳酸钾、碳酸钠和0.05mol/L的NaHCO₃，
A．混合液中钾离子浓度为0.05mol/L，则2c（K⁺）=0.1mol/L，根据物料守恒可得：c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L，则c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）＞0.1mol/L，所以2c（K⁺）＜c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃），故A错误；
B．由于碳酸氢根离子、碳酸根离子水解，则溶液显示碱性，c（OH^-）＞c（H⁺）；碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，则溶液中碳酸氢根离子浓度大于0.05mol/L，碳酸根离子浓度小于0.05mol/L；钾离子浓度为0.05mol/L、钠离子浓度为0.1mol/L，则溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（K⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故B错误；
C．根据物料守恒可得：①c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L=c（Na⁺）=0.1mol/L、②c（K⁺）=0.05，根据电荷守恒可得：③c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺），根据①③可得：c（OH^-）+c（CO₃^2-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）+c（K⁺），由于c（K⁺）=0.05，则c（OH^-）+c（CO₃^2-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）+0.05mol?L^-1，故C错误；
D．根据电荷守恒可得：c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺），由于混合液中c（Na⁺）=0.1mol/L、c（K⁺）=0.05，则c（Na⁺）=2c（K⁺），所以3c（K⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-），故D正确；
故选D．

点评：本题考查了溶液中离子浓度大小比较、酸碱混合的定性判断，题目难度较大，正确分析混合液中的溶质组成为解答关键，注意掌握判断溶液中离子浓度大小的方法，选项C为易错点，需要明确混合液体积比原溶液体积扩大了1倍，则钾离子浓度减小为原先的一半．