Question

6．在100mLNa₂CO₃与NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，测得溶液中的CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、Al³⁺的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）

• A． a点溶液中：c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺）=c（OH^-）
• B． b点所得溶液中有：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）=c（CO₃^2-）＞c（OH^-）
• C． c点溶液中：c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）=0.75 mol/L
• D． 原混合溶液中：n（CO₃^2-）：n（AlO₂^-）=1：2

Answer 1

分析 Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸．
首先，发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，最左边曲线表示AlO₂^-，由图可知AlO₂^-反应完毕，加入盐酸50mL，根据方程式可知n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二阶段，AlO₂^-反应完毕，发生反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，ab线表示CO₃^2-，bc线表示HCO₃^-，由图可知CO₃^2-反应完毕，该阶段加入盐酸100mL-50mL=50mL，根据方程式可知n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三阶段，CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，cd线表示HCO₃^-，由图可知HCO₃^-反应完毕，该阶段加入盐酸150mL-100mL=50mL，根据方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）．
第四阶段，发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，de线表示Al³⁺，由图可知Al（OH）₃反应完毕，根据方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，该阶段加入盐酸体积为$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL．
据此结合选项解答．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸．
首先，发生反应AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，最左边曲线表示AlO₂^-，由图可知AlO₂^-反应完毕，加入盐酸50mL，根据方程式可知n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二阶段，AlO₂^-反应完毕，发生反应CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，ab线表示CO₃^2-，bc线表示HCO₃^-，由图可知CO₃^2-反应完毕，该阶段加入盐酸100mL-50mL=50mL，根据方程式可知n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三阶段，CO₃^2-反应完毕，发生反应HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，cd线表示HCO₃^-，由图可知HCO₃^-反应完毕，该阶段加入盐酸150mL-100mL=50mL，根据方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）．
第四阶段，发生反应Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，de线表示Al³⁺，由图可知Al（OH）₃反应完毕，根据方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，该阶段加入盐酸体积为$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL．
A．a点溶液中，溶质为Na₂CO₃和NaCl，其中Na₂CO₃能水解，由质子守恒可知：c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺）=c（OH^-），故A正确；
B．b点溶液是碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液，其中碳酸钠和碳酸氢钠的浓度相同，而氯化钠的浓度是它们的3倍，故其中c（Na⁺）最大，c（Cl^-）次之；由于碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，且碳酸根水解为碳酸氢根，则c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），故离子浓度大小顺序为：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故B错误；
C．c点的溶液为0.25mol/L的碳酸氢钠溶液和0.5mol/L的NaCl的混合溶液，根据物料守恒可知，c（Cl^-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）=0.75mol/L，故C正确；
D．由上述分析可知，原混合溶液中的CO₃^2-与AlO^-₂的物质的量之比为0.05mol：0.05mol=1：1，故D错误；
故选BD．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目难度中等，明确发生反应的先后顺序为解答关键，注意掌握电荷守恒、物料守恒及质子守恒的含义及应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用能力．