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專題跟蹤訓(xùn)練(八)
能力練(20分鐘 50分)
一、選擇題(每小題6分,共42分)
1.某種碳酸飲料中主要含檸檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸鈉等成分,常溫下測得其pH約為3.5,下列說法不正確的是( )
A.檸檬酸的電離會抑制碳酸的電離
B.該碳酸飲料中水的電離受到抑制
C.常溫下,該碳酸飲料中Kw的值大于純水中Kw的值
D.打開瓶蓋冒出大量氣泡,是因為壓強減小,降低了CO2的溶解度
[解析] H2CO3是弱酸,檸檬酸的電離會抑制碳酸的電離,A項正確;該碳酸飲料中含有檸檬酸、碳酸等酸,水的電離受到抑制,B項正確;Kw只與溫度有關(guān),而與溶液的酸堿性無關(guān),C項錯誤;打開瓶蓋,壓強減小,H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g)平衡向右移動,生成CO2的量增多,冒出大量氣泡,D項正確。
[答案] C
2.已知HF的酸性比HCN的酸性強。現(xiàn)有物質(zhì)的量濃度和體積均相同的NaF溶液和NaCN溶液,已知前者中的離子總數(shù)為n1,后者中的離子總數(shù)為n2。下列關(guān)系正確的是( )
A.n1=n2 B.n1>n2
C.n1
cNaCN(H+),所以cNaF(Na+)+cNaF(H+)>cNaCN(Na+)+cNaCN(H+),對應(yīng)的cNaF(F-)+cNaF(OH-)>cNaCN(CN-)+cNaCN(OH-),故n1>n2,B項正確。
[答案] B
3.常溫條件下,下列說法正確的是( )
A.水是極弱的電解質(zhì),能微弱電離出H+,所以嚴格地說純水呈弱酸性
B.HCl與NH4Cl的混合溶液中c水(H+)可能等于110-7 molL-1
C.純水中c(H+)c(OH-)=110-14 mol2L-2,則稀酸和稀堿溶液中Kw≠110-14
D.將pH為5的稀硫酸稀釋500倍,稀釋后溶液中c(SO)∶c(H+)約為1∶2
[解析] A項,水電離出等量的H+和OH-,故水呈中性,錯誤。B項,HCl與NH4Cl的混合溶液為酸性,考生易誤認為HCl電離出的H+抑制水的電離,使得c水(H+)小于110-7 molL-1,實際上溶液中還存在NH的水解,溶液中的H+來源于水的電離、HCl的電離和NH的水解,因c總(H+)>110-7 molL-1,則c水(H+)可能等于110-7 molL-1,正確。C項,常溫下,無論是純水還是稀的酸或堿溶液中都有Kw=110-14,錯誤。D項,考生若忽視稀釋過程中水的電離程度發(fā)生變化或酸溶液稀釋后,氫離子濃度不小于110-7 molL-1,則易根據(jù)物質(zhì)組成直接進行判斷而錯選該項;稀硫酸稀釋500倍后c(H+)只能近似為110-7 molL-1,而c(SO)= molL-1=110-8 molL-1,c(SO)∶c(H+)約為1∶10,錯誤。
[答案] B
4.25 ℃時,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.滴入石蕊試液顯藍色的溶液中:K+、Na+、HSO、ClO-
B.=c(OH-)=1.010-11 mol/L,則c(H+)=1.010-3 mol/L,溶液中:Na+、Fe3+、Cl-、NO
C.0.1 mol/L的FeCl2溶液中:K+、H+、NO、SO
D.由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1.010-13 mol/L的溶液中:Na+、AlO、NO、Cl-
[解析] A項,滴入石蕊試液顯藍色的溶液呈堿性,HSO與OH-反應(yīng)生成SO、H2O,HSO與ClO-發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,錯誤。B項,=1.010-11 mol/L的溶液為酸性溶液,酸性條件下,Na+、Fe3+、Cl-、NO能大量共存,正確。C項,F(xiàn)eCl2溶液呈酸性,有H+存在的溶液中,NO具有強氧化性,會氧化Fe2+,不能大量共存,錯誤。D項,切勿看到c(H+)=1.010-13 mol/L,就認為溶液呈堿性,本項中給出的是由水電離出的c(H+),溶液可能呈酸性,也可能呈堿性,酸性條件下AlO不能大量存在,錯誤。
[答案] B
5.常溫條件下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是( )
A.等物質(zhì)的量濃度的Na2SO4溶液與NH4Cl溶液等體積混合:c(Na+)+c(NH)+c(NH3H2O)=2c(SO)+c(Cl-)
B.pH相同的氨水和Ba(OH)2溶液中:2c(NH)=c(Ba2+)
C.等物質(zhì)的量濃度的KHSO3溶液與KOH溶液等體積混合:c(OH-)-c(H+)=c(HSO)+c(H2SO3)
D.pH=6的NaHSO3溶液中:c(SO)-c(H2SO3)=9.910-6 molL-1
[解析] A項,根據(jù)物料守恒,Na2SO4溶液中存在c(Na+)=2c(SO),NH4Cl溶液中存在c(NH)+c(NH3H2O)=c(Cl-),兩個等式相加即得c(Na+)+c(NH)+c(NH3H2O)=2c(SO)+c(Cl-),正確。B項,根據(jù)電荷守恒,氨水中存在c(NH)+c(H+)=c(OH-),Ba(OH)2溶液中存在c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-),pH相同的氨水和Ba(OH)2溶液中,c(H+)、c(OH-)均分別相等,則c(NH)=2c(Ba2+),錯誤。C項,等物質(zhì)的量濃度的KHSO3溶液與KOH溶液等體積混合得到K2SO3溶液,根據(jù)電荷守恒,c(K+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),根據(jù)物料守恒,c(K+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),兩個等式聯(lián)立,可得c(OH-)-c(H+)=c(HSO)+2c(H2SO3),錯誤。D項,pH=6的NaHSO3溶液中,根據(jù)質(zhì)子守恒可得c(H2SO3)+c(H+)=c(SO)+c(OH-),則c(SO)-c(H2SO3)=c(H+)-c(OH-)=10-6 molL-1-10-8 molL-1=9.910-7 molL-1,錯誤。
[答案] A
6.常溫下,向10.0 mL 0.10 mol/L氨水中滴入0.10 mol/L鹽酸,溶液pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示(假設(shè)無氣體逸出),下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.M~N間一定存在某點:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.pH=7的溶液中有c(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
C.M、N兩點對應(yīng)的溶液中水的電離程度相同
D.P點對應(yīng)的溶液中存在關(guān)系:2c(NH)+2c(NH3H2O)=c(Cl-)
[解析] A項,鹽酸滴入氨水的過程中始終存在電荷守恒,c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),因為M~N間溶液呈堿性,故c(H+)c(Cl-),錯誤。B項,pH=7的溶液中有c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒,c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),則c(NH)=c(Cl-),但NH3H2O的電離和NH的水解都是十分微弱的,故c(NH)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),錯誤。C項,M點為氨水的pH,NH3H2O電離出的OH-對水的電離起抑制作用,從M點到N點,隨著鹽酸的加入生成可水解的NH4Cl,水的電離程度逐漸增大,N點對應(yīng)的溶液中水的電離程度大于M點對應(yīng)的溶液中水的電離程度,錯誤。D項,加入20.0 mL鹽酸時,溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的NH4Cl和HCl,根據(jù)溶液中的物料守恒可得2c(NH)+2c(NH3H2O)=c(Cl-),正確。
[答案] D
7.(2018山東棗莊質(zhì)檢)下表是三種難溶金屬硫化物的溶度積常數(shù)(25℃)。
化學(xué)式
FeS
CuS
MnS
溶度積
6.310-18
1.310-36
2.510-13
下列有關(guān)說法中正確的是( )
A.25 ℃時,CuS的溶解度大于MnS的溶解度
B.25 ℃時,飽和CuS溶液中,Cu2+的濃度為1.310-36 molL-1
C.因為H2SO4是強酸,所以反應(yīng)CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能發(fā)生
D.除去某溶液中的Cu2+,可以選用FeS作沉淀劑
[解析] A項,F(xiàn)eS、CuS、MnS都是同類型的難溶電解質(zhì),25 ℃時,CuS的Ksp遠小于MnS的Ksp,說明CuS的溶解度小于MnS的溶解度;B項,25 ℃時,飽和CuS溶液中,c(Cu2+)=c(S2-)=≈1.1410-18 molL-1;C項,因為CuS不溶于稀硫酸,所以反應(yīng)CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4可以發(fā)生;D項,因為溶解度CuS”、“<”或“=”);反應(yīng)NH+HCO+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=________。(已知常溫下NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=210-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=410-7,Ka2=410-11)
(2)采用氨水吸收煙氣中的SO2,
①若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽,則此時溶液呈________性(填“酸”或“堿”),常溫下弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下:氨水:Kb=1.810-5 molL-1;H2SO3:Ka1=1.310-2 molL-1,Ka2=6.310-8 molL-1。
②上述溶液中通入________氣體可使溶液呈中性,(填“SO2”或“NH3”)此時溶液離子濃度由大到小的順序:
______________________________________________________。
(3)燃煤煙氣脫硫常用如下方法:用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4。實驗測得NH4HSO3溶液中=15,則溶液的pH為________;向該溶液中加氨水使溶液呈中性時,=________(已知:H2SO3的Ka1=1.510-2,Ka2=1.010-7)。
[解析] (1)根據(jù)鹽類水解規(guī)律,已知NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=210-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=410-7,Ka2=410-11,所以HCO的水解程度更大,溶液中c(NH)>c(HCO);反應(yīng)NH+HCO+H2O===NH3H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K====1.2510-3。
(2)①若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽即(NH4)2SO3,溶液中NH和SO都會水解,NH水解使溶液呈酸性,而SO水解則使溶液呈堿性,由于Ka2=6.310-8 molL-1小于Kb=1.810-5 molL-1,根據(jù)越弱越水解,溶液的酸堿性由水解程度更大的離子決定,所以此時溶液呈堿性。由于HSO的電離程度大于其水解程度,NH4HSO3溶液呈酸性(由Kb和Ka1=1.310-2 molL-1的相對大小也能得出這個結(jié)論)。②由①的分析可知上述溶液中通入SO2氣體可使溶液呈中性,即常溫下溶液pH=7,由Ka2==6.310-8,把c(H+)=110-7代入,得=6.310-1,所以c(HSO)>c(SO)。此時溶液中的溶質(zhì)為(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合物,因為鹽類水解的程度一般是很小的,所以溶液中離子濃度由大到小的順序為c(NH)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)。
(3)Ka1Ka2=c(H+)2=1.510-21.010-7,c(H+)=110-5 molL-1,則溶液的pH=5;中性時,溶液為NH4HSO3和(NH4)2SO3混合溶液,溶液中電荷守恒:c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),兩邊同除以c(SO),=2+=2+=3。
[答案] (1)> 1.2510-3
(2)①堿?、赟O2 c(NH)>c(HSO)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)
(3)5 3
拔高練(25分鐘 50分)
一、選擇題(每小題6分,共30分)
1.(2018山東濟南外國語月考)下列有關(guān)中和滴定的敘述正確的是( )
A.滴定時,標準液的濃度一定越小越好
B.用鹽酸作標準液滴定NaOH溶液時,指示劑加入越多越好
C.滴定管在滴液前和滴液后均有氣泡一定不會造成誤差
D.滴定時眼睛應(yīng)注視錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化而不應(yīng)注視滴定管內(nèi)的液面變化
[解析] A項,標準液的濃度越小,要求待測液的體積越小,誤差越大;B項,指示劑的用量增多,也會多消耗酸液,增大誤差;C項,滴定前后的氣泡大小可能不同,會產(chǎn)生誤差。
[答案] D
2.(2018河北定州模擬)常溫下,將NaOH溶液滴入二元弱酸H2X溶液中,混合溶液中的粒子濃度與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.Ka1(H2X)的數(shù)量級為10-7
B.曲線N表示lg與pH的變化關(guān)系
C.NaHX溶液中:c(H+)c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
[解析] 滴加過程中發(fā)生反應(yīng)的先后順序是H2X+NaOH===NaHX+H2O、NaHX+NaOH===Na2X+H2O,開始時,隨著反應(yīng)的進行,HX-的物質(zhì)的量增大,某一時刻當(dāng)HX-的物質(zhì)的量大于H2X,lg的值大于0,根據(jù)圖象可知曲線M為lg與pH的變化關(guān)系,曲線N為lg與pH的變化關(guān)系,H2X的第一步電離方程式為H2XHX-+H+,Ka1=,根據(jù)圖象,當(dāng)pH=5,即c(H+)=10-5 molL-1時,lg=0.6,=1100.6,得Ka1=110-4.4,A、B項錯誤;當(dāng)lg=0,即c(X2-)=c(HX-)時,pH<7,溶液顯酸性,說明HX-的電離程度大于X2-的水解程度,則HX-的電離程度大于自身的水解程度,NaHX溶液中,c(H+)>c(OH-),C項錯誤;NaHX溶液顯酸性,因此混合溶液顯中性時,溶質(zhì)為NaHX和Na2X,HX-的電離程度大于X2-的水解程度,NaHX和Na2X濃度相等時,溶液顯酸性,因此Na2X的濃度應(yīng)大于NaHX,溶液顯中性,即離子濃度大小關(guān)系是c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-),D項正確。
[答案] D
3.(2018衡水中學(xué)測試)常溫下,向1 L 0.1 molL-1 NH4Cl溶液中,不斷加入固體NaOH后,NH與NH3H2O濃度的變化趨勢如圖所示(不考慮溶液體積變化和氨氣的揮發(fā)),下列說法正確的是( )
A.M點對應(yīng)溶液中水的電離程度比原溶液大
B.a(chǎn)=0.05
C.當(dāng)n(NaOH)=0.05 mol時溶液中:c(Cl-)>c(Na+)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
D.M點對應(yīng)的溶液中,n(OH-)-n(H+)=(a-0.05) mol
[解析] NH4Cl溶液中,NH的水解促進水的電離,不斷加入NaOH固體后反應(yīng)得到氯化鈉和一水合氨混合溶液,一水合氨是一元弱堿抑制水的電離,故M點對應(yīng)的溶液中水的電離程度小于原氯化銨溶液中水的電離程度,A項錯誤;因NH3H2O的電離程度大于NH4Cl的水解程度,故當(dāng)c(NH3H2O)=c(NH)時,溶液中NH3H2O的濃度應(yīng)大于NH4Cl的濃度,則a>0.05,B項錯誤;當(dāng)n(NaOH)=0.05 mol時,得到物質(zhì)的量均為0.05 mol的NH4Cl、NaCl和NH3H2O的混合物,由于NH3H2O的電離程度大于NH4Cl的水解程度,故離子濃度大小關(guān)系為c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),C項錯誤;M點對應(yīng)的溶液中存在電荷守恒,n(OH-)+n(Cl-)=n(H+)+n(Na+)+n(NH),n(OH-)-n(H+)=n(NH)+n(Na+)-n(Cl-)=(0.05+a-0.1) mol=(a-0.05) mol,D項正確。
[答案] D
4.298 K時,向體積均為15.00 mL、濃度均為1.00 mol/L的氨水和NaHCO3溶液中分別滴加1.00 mol/L的鹽酸,溶液的pH與所加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.曲線a是NaHCO3溶液的滴定曲線
B.當(dāng)V(鹽酸)=4.00 mL時,c(HCO)>c(NH)>c(CO)
C.當(dāng)V(鹽酸)=15.00 mL時,c(Na+)=c(NH)
D.兩個滴定過程均可選擇酚酞作指示劑
[解析] 等濃度時,氨水pH較大,故曲線a是氨水的滴定曲線,A項錯誤。NH3H2O的電離、HCO的電離和水解都很微弱,NH3H2O的電離程度略大些,當(dāng)V(鹽酸)=4.00 mL時,大概比例為c(HCO)∶c(NH)=11∶4,c(NH)大于電離產(chǎn)生的c(CO),B項正確。當(dāng)V(鹽酸)=15.00 mL時,兩溶液體積增大一倍,與氨水反應(yīng)得到氯化銨,銨根離子水解,c(NH)<0.5 mol/L,c(Na+)=0.5 mol/L,則c(Na+)>c(NH),C項錯誤。若選擇酚酞作指示劑,變?yōu)闊o色時,溶液呈弱堿性,此時鹽酸的用量不足,D項錯誤。
[答案] B
5.25 ℃時,F(xiàn)e(OH)2、Cu(OH)2的飽和液中,金屬陽離子(M2+)的濃度負對數(shù)[-lgc(M2+)]與溶液pH的關(guān)系如圖所示,已知該溫度下,下列判斷正確的是( )
A.Ksp[Fe(OH)2]=1.010-19.1
B.當(dāng)Fe(OH)2和Cu(OH)2共存時,飽和液中c(Fe2+)>c(Cu2+)
C.X點有Fe(OH)2析出,沒有Cu(OH)2析出
D.加入適量CuO,可除去銅鹽溶液中含有的少量Fe2+
[解析] Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH-)=1.010-3.1(1.010-6)2=1.010-15.1,A項錯誤;當(dāng)Fe(OH)2和Cu(OH)2共存時,飽和液中-lgc(Cu2+)>-lgc(Fe2+),則c(Fe2+)>c(Cu2+),B項正確;Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=1.010-11.7(1.010-4)2=1.010-19.7,即Ksp[Fe(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],故X點有Cu(OH)2析出,沒有Fe(OH)2析出,C項錯誤;銅鹽溶液中含有少量Fe2+,加入適量CuO,不能生成Fe(OH)2沉淀,所以不能除去Fe2+,D項錯誤。
[答案] B
二、非選擇題(20分)
6.(8分)(2018安徽馬鞍山聯(lián)考)在分析化學(xué)中常用Na2C2O4晶體作為基準物質(zhì)測定KMnO4溶液的濃度。
(1)若將W g Na2C2O4配成100 mL標準溶液,移取20.00 mL置于錐形瓶中,則酸性KMnO4溶液應(yīng)裝在________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中,判斷滴定達到終點的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)寫出KMnO4與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4反應(yīng)生成Mn2+和CO2的化學(xué)方程式:_________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________。
(3)25 ℃時,用pH計測得0.10 molL-1草酸鈉溶液的pH=a,則H2C2O4的第二級電離平衡常數(shù)Ka2=________。
[解析] (1)酸性KMnO4溶液具有強氧化性,應(yīng)用酸式滴定管盛放,用KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液,滴定終點現(xiàn)象是滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色。
(2)KMnO4作氧化劑,Mn由+7價降到+2價,得到5e-,Na2C2O4作還原劑,C由+3價升到+4價,失去2e-,最小公倍數(shù)為10,方程式為2KMnO4+8H2SO4+5Na2C2O4===K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O。
(3)0.10 molL-1草酸鈉溶液的pH=a,Na2C2O4第一步水解C2O+H2OHC2O+OH-,c(H+)=110-a molL-1,c(HC2O)=c(OH-)=110a-14 molL-1,H2C2O4的第二級電離HC2O===C2O+H+,Ka2===11013-2a。
[答案] (1)酸式 滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色
(2)2KMnO4+8H2SO4+5Na2C2O4===K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
(3)1013-2a
7.(12分)研究硫元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義。
(1)25 ℃,在0.10 molL-1 H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關(guān)系如圖(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。
①pH=13時,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=______________molL-1。
②某溶液含0.020 molL-1 Mn2+、0.10 molL-1 H2S,當(dāng)溶液pH=________時,Mn2+開始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.810-13]
(2)25 ℃,兩種酸的電離平衡常數(shù)如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.310-2
6.310-8
H2CO3
4.210-7
5.610-11
①HSO的電離平衡常數(shù)表達式K=________。
②0.10 molL-1 Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為________________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為________________________________________________________________________。
[解析] (1)①根據(jù)物料守恒:c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)=0.10 molL-1,故c(H2S)+c(HS-)=0.10 molL-1-c(S2-)=0.10 molL-1-5.710-2 molL-1=0.043 molL-1。②要使Mn2+沉淀,需要的c(S2-)最小值為c(S2-)===1.410-11,再對照圖象找出pH=5。
(2)①電離平衡常數(shù)等于電離出的離子平衡濃度的乘積與弱電解質(zhì)的平衡濃度的比值。
②SO發(fā)生水解,生成HSO和OH-,HSO再進一步水解生成H2SO3和OH-,故離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+)。
③根據(jù)電離平衡常數(shù)的大小可判斷H2SO3的酸性強于碳酸,故反應(yīng)可放出CO2氣體,H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O。
[答案] (1)①0.043 ②5
(2)①或
②c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+)或[Na+]>[SO]>[OH-]>[HSO]>[H+]
③H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O
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