Question

3．向100mLNa₂CO₃與NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol/L的鹽酸，測得溶液中的CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、Al³⁺的物質的量與加入鹽酸溶液的體積變化關系如圖所示．下列說法正確的是（　　）

• A． 原混合溶液中的n（CO₃^2-）：n（AlO₂^-）=1：1
• B． a點溶液中：c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（H⁺）=c（OH^-）
• C． b點溶液中濃度順序為：c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）
• D． d→e的過程中水的電離程度逐漸減小

Answer 1

分析 Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸．
首先，發(fā)生反應AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，最左邊曲線表示AlO₂^-，由圖可知AlO₂^-反應完畢，加入鹽酸50mL，根據方程式可知n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二階段，AlO₂^-反應完畢，發(fā)生反應CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，ab線表示CO₃^2-，bc線表示HCO₃^-，由圖可知CO₃^2-反應完畢，該階段加入鹽酸100mL-50mL=50mL，根據方程式可知n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三階段，CO₃^2-反應完畢，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，cd線表示HCO₃^-，由圖可知HCO₃^-反應完畢，該階段加入鹽酸150mL-100mL=50mL，根據方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）．
第四階段，發(fā)生反應Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，de線表示Al³⁺，由圖可知Al（OH）₃反應完畢，根據方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，該階段加入鹽酸體積為$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL．
據此結合選項解答．

解答 解：Na₂CO₃、NaAlO₂的混合溶液中逐滴加入1mol•L^-1的鹽酸．
首先，發(fā)生反應AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，最左邊曲線表示AlO₂^-，由圖可知AlO₂^-反應完畢，加入鹽酸50mL，根據方程式可知n（AlO₂^-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第二階段，AlO₂^-反應完畢，發(fā)生反應CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，ab線表示CO₃^2-，bc線表示HCO₃^-，由圖可知CO₃^2-反應完畢，該階段加入鹽酸100mL-50mL=50mL，根據方程式可知n（CO₃^2-）=n（H⁺）=0.05L×1mol/L=0.05mol．
第三階段，CO₃^2-反應完畢，發(fā)生反應HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，cd線表示HCO₃^-，由圖可知HCO₃^-反應完畢，該階段加入鹽酸150mL-100mL=50mL，根據方程式可知n（HCO₃^-）=n（H⁺）．
第四階段，發(fā)生反應Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，de線表示Al³⁺，由圖可知Al（OH）₃反應完畢，根據方程式可知n（H⁺）=3n[Al（OH）₃]=3×0.05mol=0.15mol，該階段加入鹽酸體積為$\frac{0.15mol}{1mol/L}$=0.15L=150mL．
A．由上述分析可知，原混合溶液中的CO₃^2-與AlO^-₂的物質的量之比為0.05mol：0.05mol=1：1，故A正確；
B．a點溶液中，溶質為Na₂CO₃，由質子守恒可知：c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺）=c（OH^-），故B錯誤；
C．b點碳酸鈉和碳酸氫鈉的濃度相等，加入了75mL鹽酸，碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子，則c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），所得溶液中陰離子濃度大小順序為：c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故C正確；
D．d→e的過程中鋁離子的濃度逐漸增大，鋁離子水解促進了水的電離，則該段水的電離程度逐漸增大，故D錯誤．
故選：AC．

點評 本題考查了離子濃度大小比較，題目難度中等，明確發(fā)生反應的先后順序為解答關鍵，注意掌握電荷守恒、物料守恒及質子守恒的含義及應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用能力．