Question

9．弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學(xué)平衡．
I．已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂A?H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-．
（1）NaHA溶液無法確定（選填“顯酸性”、“顯堿性”、“顯中性”或“無法確定”）．
（2）某溫度下，若向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性．此時該混合溶液中下列關(guān)系中，一定正確的是BC．
A．c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-14            
B．c（Na⁺）+c（K⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-）
C．c（Na⁺）＞c（K⁺）                    
D．c（Na⁺）+c（K⁺）=0.05mol/L
（3）已知常溫下H₂A的鈣鹽（CaA）飽和溶液中存在以下平衡：CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0．
①降低溫度時，K_sp減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”，下同）．
②滴加少量濃鹽酸，c（Ca²⁺）增大．
③測得25℃時，CaA的K_sp為2.0×10^-11，常溫下將10g CaA固體投入100mL CaCl₂溶液中，充分攪拌后仍有固體剩余，測得溶液中c（Ca²⁺）=0.1mol/L，則溶液中c（A^2-）=2×10^-10mol/L
Ⅱ．工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進
行處理．常用的處理方法有還原沉淀法，該法的工藝流程為：
CrO₄^2-$→_{①轉(zhuǎn)化}^{H+}$Cr₂O₇^2-$→_{②還原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺═Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯橙色．
（2）能說明第①步反應(yīng)達平衡狀態(tài)的是c．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的濃度相同
b.2v （Cr₂O₇^2-）=v （CrO₄^2-）
c．溶液的顏色不變
（3）第②步中，還原1mol Cr₂O₇^2-離子，需要6mol的FeSO₄•7H₂O．
（4）第③步生成的Cr（OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）₃（s）═Cr³⁺ （aq）+3OH^-（aq） 常溫下，Cr（OH）₃的溶度積Ksp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）NaHA溶液的酸堿性決定于HA^-水解程度和電離程度大��；
（2）A、水的離子積常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度越高，水的離子積常數(shù)越大；
B、根據(jù)溶液中電荷守恒判斷；
C、根據(jù)題意知NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈堿性，則向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性時，NaHA的物質(zhì)的量應(yīng)大于氫氧化鉀的物質(zhì)的量；
D、根據(jù)題意知NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈堿性，則向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性時，NaHA的體積應(yīng)大于KOH的體積，據(jù)此確定鈉離子和鉀離子濃度之和；
（3））①降低溫度，抑制難溶物的電離，導(dǎo)致溶度積常數(shù)變小；
②加鹽酸，促進難溶鹽的電離，使平衡向正反應(yīng)方向移動；
③據(jù)CaA的K_sp為2.0×10^-11和c（Ca²⁺）=0.1mol/L計算；
Ⅱ（1）根據(jù)外界條件對平衡的影響來確定平衡移動方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據(jù)判斷平衡狀態(tài)的方法：V_正=V_逆，或各組分的濃度保持不變則說明已達平衡；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒來計算；
（4）根據(jù)溶度積常數(shù)以及水的離子積常數(shù)來進行計算．

解答 解：Ⅰ、（1）HA^-能電離也能水解，不知道水解程度和電離程度大小無法確定溶液的酸堿性，
故答案為：無法確定；
（2）A、水的離子積常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度越高，水的離子積常數(shù)越大，溫度未知，所以水的離子積常數(shù)也未知，故A錯誤；
B、溶液呈電中性，溶液中陰陽離子所帶電荷相等，溶液呈中性，氫離子濃度等于氫氧根離子濃度，所以c（Na⁺）+c（K⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-），故B正確；
C、NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈堿性，向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性時，NaHA的物質(zhì)的量應(yīng)大于氫氧化鉀的物質(zhì)的量，所以同一混合溶液中c（Na⁺）＞c（K⁺），故C正確；
D、NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈堿性，向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性時，NaHA的體積應(yīng)大于氫氧化鉀的體積，所以c（Na⁺）+c（K⁺）＞0.05mol/L，故D錯誤；
故答案為：BC；
（3）①降低溫度，抑制難溶物的電離，所以導(dǎo)致溶度積常數(shù)變小．
故答案為：減�。�
②加鹽酸，促進難溶鹽的電離，使平衡向正反應(yīng)方向移動，所以鈣離子濃度增大．
故答案為：增大；
③K_sp（CaA）=c（Ca²⁺）×c（A^-）=2.0×10^-11，c（Ca²⁺）=0.1mol/L，則c（A^-）=2×10^-10，故答案為：2×10^-10；
Ⅱ：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案為：橙；
（2）平衡時各物質(zhì)的濃度不再改變，即溶液的顏色不再改變，故選：c；
（3）根據(jù)電子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄•7H₂O）×1，n（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1mol×6}{1}$=6mol，故答案為：6；
（4）當(dāng)c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時，溶液的c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$=10^-9 mol/L，c（H⁺）═$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至5，故答案為：5．

點評 本題考查了鹽溶液酸堿性的判斷、溶液中離子濃度的關(guān)系、外界條件對化學(xué)平衡的影響、化學(xué)平衡移動原理、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡等知識點，難度較大，根據(jù)溫度、電解質(zhì)溶液對難溶物性質(zhì)的影響和電荷守恒、物料守恒來分析解答即可．