Question

8．向1L含0.01molNaAlO₂和0.02molNaOH的溶液中缓慢通入二氧化碳，随n（CO₂）增大下列对应关系正确的是（　　）

选项	n（CO2）/mol	溶液中离子的物质的量浓度
A	0	c（Na+）＞c（AlO2-）+c（OH-）
B	0.01	c（Na+）＞c（AlO2-）＞c（OH-）＞c（CO32-）
C	0.015	c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）
D	0.03	c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（OH-）＞c（H+）

• A． A
• B． B
• C． C
• D． D

Answer 1

分析 通入混合液中通入二氧化碳气体后，NaOH优先反应生成碳酸钠，0.02mol氢氧化钠消耗0.01mol二氧化碳，生成0.01mol碳酸钠；然后偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸钠，0.01mol偏铝酸钠消耗0.005mol二氧化碳，生成0.005mol碳酸钠，此时碳酸钠的总物质的量为0.015mol；若之后再通入二氧化碳，二氧化碳会开始碳酸钠反应生成碳酸氢钠，0.015mol碳酸钠总共消耗0.015mol的二氧化碳，反应后生成0.03mol的碳酸氢钠，
A．没有通入二氧化碳时，溶液中溶质为偏铝酸钠，根据偏铝酸钠溶液中的电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（AlO₂^-）+c（OH^-）分析；
B．当通入0.01mol二氧化碳时，所得溶液中溶质为0.01mol碳酸钠和0.01mol偏铝酸钠，因为碳酸酸性强于氢氧化铝，所以偏铝酸根离子水解程度比碳酸根离子强，则偏铝酸根离子浓度小于碳酸根离子浓度；
C．当通入0.015mol二氧化碳时，0.02molNaOH优先与0.01mol二氧化碳反应生成0.01mol碳酸钠，剩余的0.005mol二氧化碳恰好与0.01molNaAlO₂反应生成氢氧化铝沉淀和0.005mol碳酸钠，所以反应后溶液中溶质为0.015molNa₂CO₃，则c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）；
D．通入0.03mol二氧化碳时，相当于在C的基础上再通入0.015mol二氧化碳，则反应后溶质为碳酸氢钠，碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），结合电荷守恒判断．

解答 解：通入混合液中通入二氧化碳气体后，NaOH优先反应生成碳酸钠，0.02mol氢氧化钠消耗0.01mol二氧化碳，生成0.01mol碳酸钠；然后偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸钠，0.01mol偏铝酸钠消耗0.005mol二氧化碳，生成0.005mol碳酸钠，此时碳酸钠的总物质的量为0.015mol；若之后再通入二氧化碳，二氧化碳会开始碳酸钠反应生成碳酸氢钠，0.015mol碳酸钠总共消耗0.015mol的二氧化碳，反应后生成0.03mol的碳酸氢钠，
A．未通入CO₂时，NaAlO₂溶液中存在电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（AlO₂^-）+c（OH^-），则c（Na⁺）＜c（AlO₂^-）+c（OH^-），故A错误；
B、当n（CO₂）=0.01mol时，所得溶液中溶质为0.01mol碳酸钠和0.01mol偏铝酸钠，由于碳酸酸性强于氢氧化铝，所以偏铝酸根离子水解程度比碳酸根离子强，则c（CO₃^2-）＞c（AlO₂^-），正确的离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（AlO₂^-）＞c（OH^-），故B错误；
C．当n（CO₂）=0.015mol时，0.02molNaOH优先与0.01mol二氧化碳反应生成0.01mol碳酸钠，剩余的0.005mol二氧化碳恰好与0.01molNaAlO₂反应生成氢氧化铝沉淀和0.005mol碳酸钠，所以反应后溶液中溶质为0.015molNa₂CO₃，则c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-），正确的离子浓度的关系为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-），故C错误；
D．当n（CO₂）=0.03mol时，根据C可知，0.015molNa₂CO₃恰好与0.015mol二氧化碳反应生成0.03molNaHCO₃，由于HCO₃^-的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，则离子浓度大小顺序为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故D正确；
故选D．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目浓度较大，正确判断反应后溶质组成为解答关键，注意明确发生反应的先后顺序，能够根据盐的水解原理、电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．