Question

工业排放的烟气中的SO₂是大气的一次污染物之一，同时也是雾篮天气的重要前体物。工业上常用氨水吸二氧化硫气体。常温时，向10mL0.1mol•L^-l的氨水中通入SO₂，SO₂体积（标准状况）与溶液pH的关系如图所示（忽略溶液体积变化）。

已知：25℃时，NH₃•H₂O的K_b=l.7×l0^-5，H₂SO₃的K_a1=l.3×10^-2，K_a2=6.2×l0^-8。

回答下列问题：

（1）M点溶液中阴离子浓度由大到小的顺序为__，__（填＞、=或＜）2。

（2）N点溶液中的溶质为__（填化学式），c（NH₄⁺）：c（HSO₃^-）=__。

（3）水的电离程度M点__P点（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）反应NH₃•H₂O+H₂SO₃NH₄⁺+HSO₃^-+H₂O的平衡常数K=__。

Answer

c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（SO32-） ＞ NH4HSO3和NH3•H2O 2.24 ＜ 2.21×107

【解析】

(1)M点n（SO2）=mol=5×l0-4mol/L，n（NH3•H2O）=0.1mol/L×0.01L=l0-3mol/L，则混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4HSO3和NH3•H2O，溶液pH＞7，溶液呈碱性，c(OH-)＞c(H+)，说明NH3•H2O电离程度大于HSO3-电离程度，HSO3-电离程度较小；溶液呈碱性，c(OH-)＞c(H+)，溶液中存在电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，则c(NH4+)＞2c(SO32-)+c(HSO3-)；

(2)M点溶质为等物质的量浓度的NH4HSO3和NH3•H2O，P点n(SO2)=mol=l0-3mol/L=n(NH3•H2O)，溶质为NH4HSO3，溶液呈中性，则c(OH-)=c(H+)，根据电荷守恒得c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)，+1；

(3)M点溶质为等物质的量浓度的NH4HSO3和NH3•H2O，抑制水电离，P点溶质为NH4HSO3，抑制水电离；

(4)反应NH3•H2O+H2SO3⇌NH4++HSO3-+H2O的平衡常数K=。

(1)M点n(SO2)=mol=5×l0-4mol/L，n(NH3•H2O)=0.1mol/L×0.01L=l0-3mol/L，则混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4HSO3和NH3•H2O，溶液pH＞7，溶液呈碱性，c(OH-)＞c(H+)，说明NH3•H2O电离程度大于HSO3-电离程度，HSO3-电离程度较小；溶液呈碱性，c(OH-)＞c(H+)，溶液中存在电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，则c(NH4+)＞2c(SO32-)+c(HSO3-)，所以＞2；

(2)M点溶质为等物质的量浓度的NH4HSO3和NH3•H2O，P点n(SO2)=mol=l0-3mol/L=n(NH3•H2O)，溶质为NH4HSO3，N点介于M、P点之间，则N点溶质为NH4HSO3和NH3•H2O；溶液呈中性，则c(OH-)=c(H+)，根据电荷守恒得c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)，+1=2×=2.24；

(3)M点溶质为等物质的量浓度的NH4HSO3和NH3•H2O，抑制水电离，P点溶质为NH4HSO3，抑制水电离，抑制水电离程度：M＞P，所以水电离程度：M＜P；

(4)反应NH3•H2O+H2SO3⇌NH4++HSO3-+H2O的平衡常数K===2.21×107。