Question

8．常溫下 0.1mol•L^-1 亞硫酸溶液中H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2- 三者中所占物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（α）隨pH 變化的關(guān)系如圖所示．下列表述 正確的是（　　）

• A． H₂SO₃?2H⁺+SO₃^2-   K=10^-5.2
• B． 在0.1mol•L H₂SO₃溶液中，存在：c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+K_w
• C． 在pH=2.5 溶液中：c（H₂SO₃）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
• D． 向pH 為 8.5 的上述體系中通入極少量 Cl₂ 的過(guò)程中，溶液中c（HSO₃^-）和c（SO₃^2-）均減小

Answer 1

分析 A．亞硫酸為二元弱酸，其電離分步進(jìn)行；結(jié)合圖象計(jì)算亞硫酸的K_a1；
B．根據(jù)亞硫酸溶液中的電荷守恒進(jìn)行分析；
C．根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知，pH=2.5時(shí)：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）；
D．．溶液的pH=8.5時(shí)顯堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），根據(jù)圖象知，溶液中含有的是SO₃^2-，SO₃^2-在溶液中存在水解平衡：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，向上述體系中通入極少量 Cl₂，發(fā)生反應(yīng)HSO₃^-+Cl₂+H₂O═SO₄^2-+3H⁺+2Cl^-，促進(jìn)SO₃^2-水解，據(jù)此判斷c（HSO₃^-）和c（SO₃^2-）的濃度變化．

解答 解：A．H₂SO₃是二元弱酸，在溶液中電離是分步進(jìn)行的，亞硫酸的第一步電離方程式為：H₂SO₃?H⁺+HSO₃^-，根據(jù)圖象可知，pH=0時(shí)，亞硫酸濃度為0.9mol/L，亞硫酸氫根離子濃度為0.24mol/L，此時(shí)氫離子濃度為1mol/L，則K_a1=$\frac{0.24×1}{0.9}$≈0.27，故A錯(cuò)誤；
B．在0.10 mol•L^-1 H₂SO₃溶液中，根據(jù)電荷守恒可得：c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），將電苻守恒式兩邊都乘c（H⁺）可得：c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+c（H⁺）•c（OH^-），K_w=c（H⁺）•c（OH^-），所以c²（H⁺）=c（H⁺）•c（HSO₃^-）+2c（H⁺）•c（SO₃^2-）+K_w，故B正確；
C．在pH=2.5該溶液中，根據(jù)圖象曲線(xiàn)可知c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃），正確的離子濃度大小為：c（HSO₃^-）＞c（H₂SO₃）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故C錯(cuò)誤；
D．溶液的pH=8.5時(shí)顯堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），根據(jù)圖象知，溶液中含有的是SO₃^2-，SO₃^2-在溶液中存在水解平衡：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，向上述體系中通入極少量 Cl₂，發(fā)生反應(yīng)為：HSO₃^-+Cl₂+H₂O═SO₄^2-+3H⁺+2Cl^-，促進(jìn)SO₃^2-水解，c（SO₃^2-） 減小，而c（HSO₃^-）增大，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響，題目難度中等，明確圖象中曲線(xiàn)變化的含義為解答關(guān)鍵，注意掌握電荷守恒、物料守恒及質(zhì)子守恒在判斷離子濃度大小中的應(yīng)用方法．