题目
硫酸和水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,在pø下能与硫酸水溶液和冰达平衡的硫酸水合物最多可有多少种A. 3 种B. 2 种C. 1 种D. 不可能有硫酸水合物与之平衡共存
硫酸和水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,在pø下能与硫酸水溶液和冰达平衡的硫酸水合物最多可有多少种
A. 3 种
B. 2 种
C. 1 种
D. 不可能有硫酸水合物与之平衡共存
题目解答
答案
C. 1 种
解析
考查要点:本题主要考查相平衡原理,特别是固体水合物与溶液、冰之间的平衡关系。关键在于理解冰的存在如何限制溶液的浓度,从而确定可能共存的水合物种类。
解题核心思路:
- 冰的存在固定溶液浓度:当冰与硫酸水溶液共存时,溶液的浓度被固定为某一特定值,无法改变。
- 水合物的组成与溶液浓度匹配:每种硫酸水合物对应特定的溶液浓度,只有当水合物的组成与冰存在时的溶液浓度匹配时,才能共存。
- 唯一性:由于冰的存在使溶液浓度唯一,因此只能有一种水合物的组成满足该浓度条件。
硫酸水合物的形成遵循固液平衡原理。假设三种水合物分别为:
- $H_2SO_4 \cdot H_2O$(1水合物)
- $H_2SO_4 \cdot 2H_2O$(2水合物)
- $H_2SO_4 \cdot 4H_2O$(4水合物)
当冰与硫酸水溶液共存时,溶液的浓度被冰的存在固定为某一特定值。根据相平衡条件,每种水合物的析出需要溶液浓度与其对应的组成一致。例如:
- 若溶液浓度对应$H_2SO_4 \cdot 2H_2O$的组成,则只有该水合物能析出;
- 其他水合物的组成对应的溶液浓度与当前浓度不匹配,无法共存。
因此,在冰存在时,溶液浓度唯一,只能有一种水合物满足该条件,与其他两种无法共存。