题目
硫酸与水可组成三种化合物:H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s),在一定压力下,能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种( )A. 1 种 ;B. 2 种 ;C. 3 种 ;D. 0 种 ।
硫酸与水可组成三种化合物:H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s),在一定压力下,能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种( )
A. 1 种 ;
B. 2 种 ;
C. 3 种 ;
D. 0 种 ।
题目解答
答案
B. 2 种 ;
解析
本题考查相平衡中的固体与溶液共存条件。关键在于理解不同硫酸水合物固体与溶液共存的条件,即固体的溶解度与溶液浓度的关系。当溶液浓度介于两种固体的溶解度之间时,这两种固体可能共存;若超过或低于,则只能存在一种或无法共存。根据相平衡原理,最多只能有两种固体与溶液共存。
硫酸的三种水合物(H₂SO₄·H₂O、H₂SO₄·2H₂O、H₂SO₄·4H₂O)在不同浓度的硫酸水溶液中可能溶解或析出。假设它们的溶解度随浓度变化如下:
- H₂SO₄·H₂O:溶解度较高,对应溶液浓度较高。
- H₂SO₄·2H₂O:溶解度中等,对应中间浓度。
- H₂SO₄·4H₂O:溶解度较低,对应溶液浓度较低。
当溶液浓度处于H₂SO₄·H₂O和H₂SO₄·2H₂O的溶解度之间时,这两种固体可与溶液共存(因浓度高于后者但低于前者,两者均部分溶解)。此时,H₂SO₄·4H₂O因溶液浓度过高而完全溶解,无法共存。同理,若浓度处于其他两种固体的溶解度区间,最多也只能共存两种。