Question

10．霧霾天氣對環(huán)境影響很大．其中SO₂是造成空氣污染的主要原因，利用鈉堿循環(huán)法可除去SO₂．
（1）室溫下，吸收液吸收SO₂的過程中，pH隨n（SO₃^2─）：n（HSO₃^─）變化關(guān)系如下表：

n（SO32─）：n（HSO3─）	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2
c（H+）/mol•L─1	6.3×10─9	6.3×10─8	6.3×10─7

①由表判斷NaHSO₃溶液顯酸性，從原理的角度解釋其原因在NaHSO₃溶液中HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-兩種平衡，HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，故溶液呈酸性．
②在NaHSO₃溶液中離子濃度關(guān)系不正確的是A（填序號）．
A．c（Na⁺）=2c（SO₃^2─）+c（HSO₃^─）
B．c（Na⁺）＞c（HSO₃^─）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2─）＞c（OH^─）
C．c（H₂SO₃）+c（H⁺）=c（SO₃^2─）+c（OH^─）
D．c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^─）+c（OH^─）
③計算室溫下HSO₃^─?H⁺+SO₃^2─的電離平衡常數(shù)K=6.3×10^-8（保留2位有效數(shù)字）．
（2）NaHSO₃溶液在不同的溫度下均可被過量的KIO₃氧化，當(dāng)NaHSO₃完全消耗即有I₂析出，將濃度均為0.02mol•L^-1 的NaHSO₃溶液（含少量淀粉）10.0mL和 KIO₃（過量）酸性溶液40.0mL混合，記錄溶液變藍(lán)時間，實驗結(jié)果如圖．

①由圖可知，溶液變藍(lán)的時間隨溫度的變化趨勢是40℃之前，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越短；40℃之后，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越長．
40℃之后，淀粉不適宜用作該實驗的指示劑（填“適宜”或“不適宜”），原因是：溫度高于40℃時，碘與淀粉的顯色反應(yīng)靈敏度降低（或淀粉會糊化）．
②b點和c點對應(yīng)的反應(yīng)速率的大小關(guān)系是ν （b）＜ν （c）（填“＞”、“＜”或“﹦”）．

Answer 1

分析 （1）①由表格中的數(shù)據(jù)可知，HSO₃^-越多，酸性越強，則電離生成氫離子；
②在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，
A．由物料守恒分析；
B．在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性；
C．根據(jù)質(zhì)子守恒分析；
D．根據(jù)電荷守恒分析；
③根據(jù)HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，可知Ka=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）×c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，根據(jù)n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=1：1，c（H⁺）=6.3×10^-8計算；
（2）①由圖可知，40℃之前，溫度高反應(yīng)速率加快，40℃之后溫度高，變色時間越長；溫度太高，碘與淀粉的顯色反應(yīng)靈敏度降低（或淀粉會糊化）；
②溫度越高反應(yīng)速率越快．

解答 解：（1）①由表格中的數(shù)據(jù)可知，HSO₃^-越多，酸性越強，則電離生成氫離子，電離方程式為HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，在NaHSO₃溶液中HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-兩種平衡，HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；
故答案為：酸；在NaHSO₃溶液中HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-兩種平衡，HSO₃^-的電離程度大于其水解程度，故溶液呈酸性；
②在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，
A．由物料守恒可知，c（Na⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（H₂SO₃），故A錯誤；
B．在NaHSO₃溶液中，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，則離子濃度為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），故B正確；
C．根據(jù)質(zhì)子守恒，c（H₂SO₃）+c（H⁺）═c（SO₃^2-）+c（OH^-），故C正確；
D．根據(jù)電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（（HSO₃^-）+c（OH^-），故D正確；
故答案為：A；
③根據(jù)HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，可知Ka=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）×c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，已知n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）=1：1，c（H⁺）=6.3×10^-8，則Ka=$\frac{1×6．{3}^{-8}}{1}$=6.3×10^-8；
故答案為：6.3×10^-8；
（2）①從圖象中可以看出，40℃以前，溫度越高，反應(yīng)速度越快，40℃后溫度越高，變色時間越長，反應(yīng)越慢，而55℃，未變藍(lán)，說明沒有生成I₂；溫度太高，碘與淀粉的顯色反應(yīng)靈敏度降低（或淀粉會糊化），所以40℃之后，淀粉不能用作該實驗的指示劑；
故答案為：40℃之前，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越短；40℃之后，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越長；溫度高于40℃時，碘與淀粉的顯色反應(yīng)靈敏度降低（或淀粉會糊化）；
②溫度越高反應(yīng)速率越快，c點的溫度高，所以c點的反應(yīng)速率大，即ν （b）＜ν （c）；
故答案為：＜．

點評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離和鹽的水解、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等，綜合性較強，涉及到弱電解質(zhì)的電離、離子濃度大小的比較、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等知識點，題目難度較大，需要注意的是比較溶液中各種離子濃度相對大小時要結(jié)合電荷守恒和物料守恒分析解答．