Question

9．直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境．可利用氢氧化钠溶液脱除烟气中的SO₂．
（1）当用含NaOH物质的量为3mol的溶液，吸收标准状况下44.8L SO₂时，溶液中的溶质为Na₂SO₃、NaHSO₃．
（2）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）变化关系如下表：

n（SO32-）：n（HSO3-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

①由上表判断，NaHSO₃溶液显酸性性，用化学用语结合简单文字解释：HSO₃^-=H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，因为HSO₃^-电离大于水解，所以显酸性
②NaHSO₃溶液中所含离子的浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）
③当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）：ab．
a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）

Answer 1

分析 （1）标况下44.8L二氧化硫的物质的量为2mol，氢氧化钠为3mol，则溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物；
（2）①由表格中的数据可知，HSO₃^-越多，酸性越强，说明亚硫酸氢根离子的电离程度大于其水解程度；
②HSO₃^-电离程度大于水解程度导致溶液呈酸性，因为亚硫酸氢根离子既能电离又能水解，所以溶液中存在H₂SO₃、SO₃^2-，在NaHSO₃溶液中存在电荷守恒和物料守恒，根据电荷守恒和物料守恒判断；
③吸收液呈中性时，溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，电离与水解的程度相等，结合电荷守恒解答．

解答 解：（1）标况下44.8L二氧化硫的物质的量为：$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，而NaOH为3mol，根据反应2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O、OH^-+SO₂═HSO₃^-可知，反应生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物，
故答案为：Na₂SO₃、NaHSO₃；
（2）①由表格中的数据可知，HSO₃^-越多，酸性越强，亚硫酸氢根离子的电离方程式为：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，显酸性是因其电离大于其水解，
故答案为：酸；HSO₃^-=H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，因为HSO₃^-电离大于水解，所以显酸性；
②钠离子不水解，HSO₃^-电离程度大于水解程度导致溶液呈酸性，水也电离生成氢离子和氢氧根离子，所以溶液中离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；
③吸收液呈中性时，溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，电离与水解的程度相等，
a．由电荷守恒可知，c（H⁺）+c（Na⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），中性溶液则c（H⁺）═c（OH^-），则c（Na⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故a正确；
b．SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，亚硫酸两步水解，则离子浓度为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），故b正确；
c．c（Na⁺）+c（H⁺）═c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）中不遵循电荷守恒，正确的电荷守恒为：c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），故c错误；
故答案为：ab．

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断、离子浓度定性比较，题目难度中等，明确反应后溶质组成为解答关键，注意掌握电荷守恒、物料守恒及盐的水解原理在判断离子浓度大小中的应用方法．