Question

13．（1）①某溫度（t℃）時(shí)，測得0.01mol•L^-1的NaOH溶液的pH=11．在此溫度下，將pH=2的H₂SO₄溶液V_aL與pH=12的NaOH溶液V_bL混合，若所得混合液為中性，則V_a：V_b=10：1．
②在25℃時(shí)，將cmol•L^-1的醋酸溶液與0.02mol•L^-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性，用含c的代數(shù)式表示CH₃COOH的Ka=$\frac{2×1{0}^{-9}}{c-0.02}$mol•L^-1．
（2）與水的離子積Kw=C（H⁺）•C（OH^-）相似，CuS飽和溶液中也有離了積K_SP=C（Cu²⁺）•C（S^2-）．
已知t℃時(shí)CuS的離子積K_SP=9.0×10^-36，又已知t℃時(shí)H₂S飽和溶液中C（H⁺）₂•C（S^2-）=1.0×10^-22
①寫出CuS沉淀溶解平衡的表達(dá)式CuS₂（s）?Cu²⁺（aq）+2S^2-（aq）
②現(xiàn)將適量CuS放入H₂S飽和溶液中，要使C（Cu²⁺）達(dá)到0.01mol•L^-1時(shí)，應(yīng)使該溶液的C（H⁺）達(dá)到3.33×10⁵mol/L．由此說明CuS在一般酸中不能溶解．（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 （1）①0.01mol/L NaOH溶液，c（OH^-）=0.01mol/L，pH=11，則c（H⁺）=10^-11mol/L，Kw=c（OH^-）×c（H⁺）=10^-13；將pH=2的H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，pH=12的NaOH溶液中氫氧根離子濃度為0.1mol/L，反應(yīng)后混合溶液為中性，則V_a L×0.01mol/L=V_b L×0.1mol/L；
②根據(jù)電荷守恒可知c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），溶液顯中性時(shí)c（OH^-）=c（H⁺），故c（CH₃COO^-）=c（Na⁺），根據(jù)溶液的pH值計(jì)算溶液中c（H⁺），根據(jù)鈉離子濃度計(jì)算c（CH₃COO^-），利用物料守恒計(jì)算溶液中c（CH₃COOH），溶液中存在平衡CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，代入CH₃COOH的電離常數(shù)表達(dá)式計(jì)算；
（2）①CuS沉淀溶解產(chǎn)生Cu²⁺和S^2-；
②根據(jù)硫化亞銅的溶度積常數(shù)和銅離子濃度計(jì)算硫離子濃度，再根據(jù)氫硫酸的電離平衡常數(shù)計(jì)算氫離子濃度．

解答 解：（1）0.01mol/L NaOH溶液，c（OH^-）=0.01mol/L，pH=11，則c（H⁺）=10^-11mol/L，Kw=c（OH^-）×c（H⁺）=10^-13，將pH=2的H₂SO₄溶液V_a L與pH=12的NaOH溶液V_b L混合，pH=2的H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，pH=12的NaOH溶液中氫氧根離子濃度為0.1mol/L，所得混合液為中性，則：V_a L×0.01mol/L=V_b L×0.1mol/L，整理可得：V_a：V_b=10：1，
故答案為：10：1；
②根據(jù)電荷守恒可知c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），溶液顯中性時(shí)c（OH^-）=c（H⁺），故c（CH₃COO^-）=c（Na⁺），溶液中c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液中c（CH₃COO^-）=c（Na⁺）=$\frac{1}{2}$×0.02mol•L^-1=0.01mol•L^-1，故混合后溶液中c（CH₃COOH）=$\frac{1}{2}$×cmol•L^-1-0.01mol•L^-1=（0.5c-0.01）mol/L，CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=$\frac{1{0}^{-7}×0.01}{\frac{c}{2}-001}$=$\frac{2×1{0}^{-9}}{c-0.02}$mol•L^-1，
故答案為：$\frac{2×1{0}^{-9}}{c-0.02}$mol•L^-1；
（2）①CuS沉淀溶解產(chǎn)生Cu²⁺和S^2-，溶解平衡為：CuS₂（s）?Cu²⁺（aq）+2S^2-（aq），故答案為：CuS₂（s）?Cu²⁺（aq）+2S^2-（aq）；   
②溶液中c（S^2-）=$\frac{{K}_{sp}}{c（C{u}^{2+}）}$=$\frac{9.0×1{0}^{-36}}{0.01}$=9×10^-34mol/L，c²（H⁺）•c（S^2-）=1.0×10^-22，則c（H⁺）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-22}}{9×1{0}^{-34}}}$mol/L=3.33×10⁵mol/L，氫離子濃度較大，說明CuS在一般酸中不能溶解，
故答案為：3.33×10⁵mol/L；不能．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸堿混合的定性判斷及溶液pH的計(jì)算、難溶物溶解平衡的計(jì)算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系為解答關(guān)鍵，注意掌握難溶物溶解平衡及其影響因素，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．