Question

4．pC類(lèi)似pH，是指溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度的常用對(duì)數(shù)的負(fù)值，如某溶液的濃度為1×10^-2mol/L，則溶液中該溶質(zhì)的pC=-lg1×10^-2=2．已知H₂RO₃溶液中存在的化學(xué)平衡為：RO₂（g）+H₂O?H₂RO₃?H⁺+HRO₃^-，HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-．圖1為H₂RO₃飽和溶液的pC-pH圖．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在pH=2～4時(shí)，H₂RO₃溶液中主要存在的離子為：H⁺、HRO₃^-；
（2）H₂RO₃一級(jí)電離平衡常數(shù)的數(shù)值K_a1≈1×10^-6；
（3）已知：298K時(shí)，H₂RO₃的電離常數(shù)K_a2=5.6×10^-11．觀察圖1判斷NaHRO₃溶液呈堿性；再通過(guò)計(jì)算，利用電離、水解平衡常數(shù)說(shuō)明理由K_h=$\frac{c（{H}_{2}R{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（HR{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-6}}$=10^-8＞K_a2，HRO₃^-水解程度大于電離程度，故溶液呈堿性．
（4）一定濃度的NaHRO₃和Na₂RO₃混合溶液是一種“緩沖溶液”，在這種溶液中加入少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液的pH變化不大，其原因是在該溶液中加入少量的酸，使平衡：HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-向左移動(dòng)，結(jié)果溶液中H⁺濃度增加很少；若在溶液中加入少量的堿，使平衡HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-向右移動(dòng)，結(jié)果溶液中OH^-濃度也增加不大．
（5）一定溫度下，三種鹽MRO₃（M：Mg²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺）的沉淀溶解曲線如圖2所示．已知：p（M²⁺）=-lg c（M²⁺），p（RO₃^2-）=-lgc（RO₃^2-）
①M(fèi)gRO₃、CaRO₃、MnRO₃的K_sp由大到小的順序?yàn)镵sp（MgRO₃）＞Ksp（CaRO₃）＞Ksp（MnRO₃）．
②a 點(diǎn)時(shí)c（Mg²⁺）＞c（RO₃^2-） （填“＞”或“＜”或“=”），此時(shí)MgRO₃溶液未達(dá)飽和（填“己達(dá)飽和”或“未達(dá)飽和”）
③現(xiàn)欲將某溶液中的Mn²⁺以MnRO₃鹽的形式沉淀完全（溶液中Mn²⁺離子的濃度小于l×10^-5mol/L），則最后溶液中的p（RO₃^2-）的范圍是＜7．

Answer 1

分析 （1）在pH=2～4時(shí)從圖形分析判斷，主要存在微粒為H⁺、HRO₃^-、H₂RO₃；
（2）H₂RO₃一級(jí)電離平衡常數(shù)Ka1=$\frac{c（{H}^{+}）c（HR{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}R{O}_{3}）}$，結(jié)合圖象數(shù)據(jù)計(jì)算；
（3）觀察圖1判斷NaHRO₃溶液PH大于7溶液顯堿性；利用電離、水解平衡常數(shù)計(jì)算分析判斷；
（4）一定濃度的NaHRO₃和Na₂RO₃混合溶液是一種“緩沖溶液”，溶液中存在電離平衡和水解平衡，相互抑制，在這種溶液中加入少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液的pH變化不大；
（5）①溶度積常數(shù)=c（M²⁺）c（RO₃^2-），圖象分析可知大��；
②a點(diǎn)可表示MgRO₃的不飽和溶液，p（M²⁺）＜p（RO₃^2-），pM數(shù)值越小，實(shí)際濃度越大；
③圖象計(jì)算溶度積常數(shù)Ksp=c（Mn²⁺）c（RO₃^2-）=10^-12，將某溶液中的Mn²⁺以MnRO₃鹽的形式沉淀完全，溶液中Mn²⁺離子的濃度小于l×10^-5mol/L，計(jì)算得到RO₃^2-濃度，得到p（RO₃^2-）的范圍；

解答 解：（1）在pH=2～4時(shí)，H₂RO₃溶液中主要存在的離子為H⁺、HRO₃^-，
故答案為：H⁺、HRO₃^-；
（2）H₂RO₃一級(jí)電離平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨濃度變化，圖象中分析可知Ka1=$\frac{c（{H}^{+}）c（HR{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}R{O}_{3}）}$=c（H⁺）=1×10^-6，
故答案為：1×10^-6；
（3）已知：298K時(shí)，H₂RO₃的電離常數(shù)K_a2=5.6×10^-11．觀察圖1判斷NaHRO₃溶液呈堿性，水解為：HRO₃^-+H₂O?H₂RO₃+OH^-，K_h=$\frac{c（{H}_{2}R{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（HR{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-6}}$=10^-8＞K_a2，HRO₃^-水解程度大于電離程度，故溶液呈堿性，
故答案為：堿性；K_h=$\frac{c（{H}_{2}R{O}_{3}）c（O{H}^{-}）}{c（HR{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-6}}$=10^-8＞K_a2，HRO₃^-水解程度大于電離程度，故溶液呈堿性；
（4）一定濃度的NaHRO₃和Na₂RO₃混合溶液是一種“緩沖溶液”，在這種溶液中加入少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液的pH變化不大，其原因是：在該溶液中加入少量的酸，使平衡：HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-向左移動(dòng)，結(jié)果溶液中H⁺濃度增加很少；若在溶液中加入少量的堿，使平衡HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-向右移動(dòng)，結(jié)果溶液中OH^-濃度也增加不大，
故答案為：在該溶液中加入少量的酸，使平衡：HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-向左移動(dòng)，結(jié)果溶液中H⁺濃度增加很少；若在溶液中加入少量的堿，使平衡HRO₃^-?H⁺+RO₃^2-向右移動(dòng)，結(jié)果溶液中OH^-濃度也增加不大；
（5）①溶度積常數(shù)=c（M²⁺）c（RO₃^2-），MgRO₃、CaRO₃、MnRO₃的K_sp由大到小的順序?yàn)镵sp（MgRO₃）＞Ksp（Ca RO₃）＞Ksp（Mn RO₃），
故答案為：Ksp（MgRO₃）＞Ksp（Ca RO₃）＞Ksp（Mn RO₃）；
②a點(diǎn)可表示MgRO₃的不飽和溶液，p（M²⁺）＜p（RO₃^2-），pM數(shù)值越小，實(shí)際濃度越大；圖象可知c（Mg²⁺）＞c（RO₃^2-），此時(shí)MgRO₃溶液未達(dá)到飽和溶液，
故答案為：＞，未達(dá)飽和；
③圖象計(jì)算溶度積常數(shù)Ksp=c（Mn²⁺）c（RO₃^2-）=10^-12，將某溶液中的Mn²⁺以MnRO₃鹽的形式沉淀完全，溶液中Mn²⁺離子的濃度小于l×10^-5mol/L，計(jì)算得到RO₃^2-濃度c（RO₃^2-）=10^-7mol/L，得到p（RO₃^2-）的范圍＜7，
故答案為：＜7；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)電離平衡、鹽類(lèi)水解、電離平衡常數(shù)計(jì)算和溶度積常數(shù)計(jì)算，主要是圖象的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．