Question

9．直接排放含SO₂的煙氣會形成酸雨，危害環境．可利用氫氧化鈉溶液脫除煙氣中的SO₂．
（1）當用含NaOH物質的量為3mol的溶液，吸收標準狀況下44.8L SO₂時，溶液中的溶質為Na₂SO₃、NaHSO₃．
（2）吸收液吸收SO₂的過程中，pH隨n（SO₃^2-）：n（HSO₃^-）變化關系如下表：

n（SO32-）：n（HSO3-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

①由上表判斷，NaHSO₃溶液顯酸性性，用化學用語結合簡單文字解釋：HSO₃^-=H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，因為HSO₃^-電離大于水解，所以顯酸性
②NaHSO₃溶液中所含離子的濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）
③當吸收液呈中性時，溶液中離子濃度關系正確的是（選填字母）：ab．
a．c（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）
b．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）
c．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）

Answer 1

分析 （1）標況下44.8L二氧化硫的物質的量為2mol，氫氧化鈉為3mol，則溶質為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合物；
（2）①由表格中的數據可知，HSO₃^-越多，酸性越強，說明亞硫酸氫根離子的電離程度大于其水解程度；
②HSO₃^-電離程度大于水解程度導致溶液呈酸性，因為亞硫酸氫根離子既能電離又能水解，所以溶液中存在H₂SO₃、SO₃^2-，在NaHSO₃溶液中存在電荷守恒和物料守恒，根據電荷守恒和物料守恒判斷；
③吸收液呈中性時，溶質為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，電離與水解的程度相等，結合電荷守恒解答．

解答 解：（1）標況下44.8L二氧化硫的物質的量為：$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol，而NaOH為3mol，根據反應2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O、OH^-+SO₂═HSO₃^-可知，反應生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合物，
故答案為：Na₂SO₃、NaHSO₃；
（2）①由表格中的數據可知，HSO₃^-越多，酸性越強，亞硫酸氫根離子的電離方程式為：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，顯酸性是因其電離大于其水解，
故答案為：酸；HSO₃^-=H⁺+SO₃^2-、HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，因為HSO₃^-電離大于水解，所以顯酸性；
②鈉離子不水解，HSO₃^-電離程度大于水解程度導致溶液呈酸性，水也電離生成氫離子和氫氧根離子，所以溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；
③吸收液呈中性時，溶質為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉，電離與水解的程度相等，
a．由電荷守恒可知，c（H⁺）+c（Na⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），中性溶液則c（H⁺）═c（OH^-），則c（Na⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故a正確；
b．SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，亞硫酸兩步水解，則離子濃度為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），故b正確；
c．c（Na⁺）+c（H⁺）═c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）中不遵循電荷守恒，正確的電荷守恒為：c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），故c錯誤；
故答案為：ab．

點評 本題考查了酸堿混合的定性判斷、離子濃度定性比較，題目難度中等，明確反應后溶質組成為解答關鍵，注意掌握電荷守恒、物料守恒及鹽的水解原理在判斷離子濃度大小中的應用方法．