Question

15．鋅和鋁都是活潑金屬，它們的單質(zhì)及化合物的性質(zhì)具有一定的相似性．
（1）下圖表示常溫下二價(jià)鋅在水溶液中的存在形式與pH的關(guān)系，橫坐標(biāo)為溶液的pH值，縱坐標(biāo)為Zn²⁺離子或[Zn（OH）₄]^2-離子物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)，回答下列問題：
①將單質(zhì)Zn加入足量的氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)的離子方程式可表示為Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-
②從圖中數(shù)據(jù)計(jì)算可得Zn（OH）₂的溶度積（Ksp）=10^-17．
③往1L 1.00mol•L^-1ZnCl₂溶液中加入NaOH固體至pH=6，需NaOH1.80mol．
④己知：往ZnCl₂溶液中加入硝酸鉛或醋酸鉛溶液可以制得PbCl₂白色晶體；25℃時(shí)，PbCl₂固體在鹽酸中的溶解度如表：

C（HCl）/（mol•L-1）	0.50	1.00	2.04	2.90	4.02	5.16	5.78
C（PbCl2）/（mol•L-1）×10-3	5.10	4.91	5.21	5.90	7.48	10.81	14.01

根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是C D．
A．隨著鹽酸濃度的增大，PbCl₂固體的溶解度變小
B．PbCl₂固體在0.50mol•L^-1鹽酸中的Ksp小于在純水中的Ksp
C．PbCl₂能與濃鹽酸反應(yīng)生成一種難電離的陰離子（絡(luò)合離子）
D．PbCl₂固體可溶于飽和食鹽水
（2）氫氧化鋅與氫氧化鋁的性質(zhì)又存在一定的差異，如氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅    能溶于氨水，生成配合物離子[Zn（NH₃）₄]²⁺．
①在25℃下，將a mol•L^-1的NH₄Cl溶液與0.01mol•L^-1的NaOH溶液等體積混合，反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7，用含a的代數(shù)式表示NH₄⁺的水解常數(shù)K_h=10^-5（a-0.01）mol•L^-1．
②若25℃時(shí)將濃度均為0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等體積混合后，溶液呈堿性，則關(guān)于該溶液的說法不正確的是bc（填字母）．
a．此溶液一定有c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）
b．此溶液一定有c（C1^-）=c（NH₃•H₂O）+c（NH₄⁺）
c．混合溶液中水的電離程度一定大于該溫度下純水的電離程度
d．此溶液加入少量氫氧化鈉或鹽酸，溶液的pH變化不大．

Answer 1

分析 （1）①由圖象可知溶液的堿性較強(qiáng)時(shí)，鋅的存在形式為[Zn（OH）₄]^2-，結(jié)合元素守恒書寫方程；
②根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，利用K_sp=c（Zn²⁺）．c²（OH^-）計(jì)算；
③pH=6時(shí)，根據(jù)Ksp求出c（Zn²⁺），再根據(jù)反應(yīng)的鋅離子的物質(zhì)的量計(jì)算需要的氫氧化鈉的物質(zhì)的量；
④A．隨著鹽酸濃度的增大，PbCl₂固體的溶解度先變小后又變大；
B．沉淀溶解平衡的Ksp隨溫度變化；
C．PbCl₂在濃鹽酸中溶解度增大，說明生成了配合物；
D．PbCl₂可與Cl^-形成配離子；
（2）①在25℃下，將a mol•L^-1的NH₄Cl溶液與0.01mol•L^-1的NaOH溶液等體積混合，反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7，溶液中c（H⁺）=c（OH^-），電荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），得到c（NH₄⁺）=c（Cl^-），在25℃下，平衡時(shí)溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根據(jù)物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，Kh=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$×$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Kb}$；
②a、溶液中存在電荷守恒，陰陽(yáng)離子電荷總數(shù)相同，電性相反；
b、溶液中存在物料守恒，0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等體積混合后，溶液中氯離子物質(zhì)的量的2倍等于銨根和一水合氨^-物質(zhì)的量總和；
c、混合后得溶液中c（NH₄Cl）=0.05 mol•L^-1，c（NH₃•H₂O）=0.05 mol•L^-1，溶液呈堿性，說明NH₄Cl水解程度小于NH₃•H₂O的電離程度，抑制水的電離；
d、溶液混合后形成的是緩沖溶液，加入少量酸或堿，溶液酸堿性變化不大．

解答 解：（1）①由圖象可知溶液的堿性較強(qiáng)時(shí)，鋅的存在形式為[Zn（OH）₄]^2-，所以其反應(yīng)的離子方程式為：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-，
故答案為：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-；
②當(dāng)溶液的pH=7.0時(shí)，c（Zn²⁺）=10^-3mol•L^-1，K_sp=c（Zn²⁺）．c²（OH^-）=10^-3•（10^-7）²=10^-17，
故答案為：10^-17；  
③往1.00L 1.00mol•L^-1 ZnCl₂溶液中加入NaOH固體至pH=6，所以溶液中c（OH^-）=10^-8mol•L^-1，則溶液中c（Zn²⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-17}}{（1{0}^{-8}）^{2}}$=0.1mol/L，所以反應(yīng)消耗的Zn²⁺的物質(zhì)的量為0.9mol，所以消耗的NaOH為1.8mol，
故答案為：1.80；
④A．根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析可知，隨著鹽酸濃度的增大，PbCl₂固體的溶解度先變小后又變大，故A錯(cuò)誤；
B．PbCl₂固體存在沉淀溶解平衡，加少量Cl^-平衡逆移，溶解度減小，但溶度積常數(shù)隨溫度變化，溫度不變Ksp不變，故B錯(cuò)誤；
C．PbCl₂在濃鹽酸中溶解度增大，說明生成了配合物，所以PbCl₂能與濃鹽酸反應(yīng)生成一種難電離的陰離子，故C正確；
D．PbCl₂可與Cl^-形成配離子，所以PbCl₂固體可溶于飽和食鹽水，故D正確；
故答案為：C D；
（2）①在25℃下，平衡時(shí)溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根據(jù)物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{1{0}^{-7}×0.005}{0.5a-0.005}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，Kh=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$×$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Kb}$=$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}}$=10^-5（a-0.01），
故答案為：10^-5（a-0.01）；
②a．此溶液一定有電荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），故a正確；
b．溶液中存在物料守恒，0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等體積混合后，溶液中氯離子物質(zhì)的量的2倍等于銨根和一水合氨^-物質(zhì)的量總和，一定有2c（C1^-）=c（NH₃•H₂O）+c（NH₄⁺），故b錯(cuò)誤；
c．混合后得溶液中c（NH₄Cl）=0.05 mol•L^-1，c（NH₃•H₂O）=0.05 mol•L^-1，溶液呈堿性，說明NH₄Cl水解程度小于NH₃•H₂O的電離程度，抑制水的電離，混合溶液中水的電離程度小于該溫度下純水的電離程度，故c錯(cuò)誤；
d．若25℃時(shí)將0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等體積混合后形成緩沖溶液，此溶液加入少量氫氧化鈉抑制電離，促進(jìn)水解，加入鹽酸抑制水解促進(jìn)電離，溶液酸堿性變化不大，所以溶液的pH變化不大，故d正確；
故答案為：bc．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了難溶電解質(zhì)的溶解平衡、酸堿混合溶液定性判斷、電離平衡常數(shù)的計(jì)算，注意對(duì)圖象和表格中的數(shù)據(jù)的分析，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)及電解質(zhì)濃度與其pH的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合電荷守恒、物料守恒來分析解答，試題培養(yǎng)了學(xué)生的靈活應(yīng)用能力，題目難度中等．