Question

弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶液平衡均屬于化學(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溶液的pH

 

（填大于、小于或等于） Na₂A溶液的pH．
（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(shí)該混合溶液中下列關(guān)系中，一定正確的是

 

．
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(shí)，K_sp

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②滴加少量濃鹽酸，c（Ca²⁺）

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
II、含有Cr₂O₇^2-的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.00×10^-3 mol?L^-1的Cr₂O₇^2-．為使廢水能達(dá)標(biāo)排放，作如下處理：
Cr₂O₇^2-

綠礬

H

Cr³⁺、Fe³⁺

石灰水

Cr（OH）₃、Fe（OH）₃
（1）該廢水中加入綠礬（FeSO₄?7H₂O）和H⁺，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（2）欲使10L該廢水中的Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，理論上需要加入

 

g FeSO₄?7H₂O．
（3）若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol?L^-1，則殘留的Cr³⁺的濃度為

 

．（已知：K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38   K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）

Answer 1

考點(diǎn)：離子濃度大小的比較,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算

專題：電離平衡與溶液的pH專題,鹽類的水解專題

分析：I．（1）二元弱酸根離子第一步水解程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二步水解程度；
（2）混合溶液呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈存在物料守恒和電荷守恒，注意離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)；
（3）①降低溫度，抑制難溶物的電離，導(dǎo)致溶度積常數(shù)變�。�
②加鹽酸，促進(jìn)難溶鹽的電離，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
II（1）酸性條件下，Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，亞鐵離子具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鉻離子和鐵離子；
（2）依據(jù)濃度計(jì)算10L廢水中Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒的定量關(guān)系計(jì)算硫酸亞鐵晶體質(zhì)量；
（3）依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算得到．

解答： 解：I（1）二元弱酸根離子第一步水解程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二步水解程度，水解程度越大，鈉鹽溶液堿性越強(qiáng)，所以NaHA溶液的pH小于Na₂A溶液的pH，故答案為：小于；
（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)未知，故a錯(cuò)誤；
b．溶液呈電中性，溶液中陰陽(yáng)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(shí)，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(shí)，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(cuò)誤；
故選：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�。�
故答案為：減小；
②加鹽酸，促進(jìn)難溶鹽的電離，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以鈣離子濃度增大．
故答案為：增大；
II（1）酸性條件下，Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，亞鐵離子具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鉻離子和鐵離子，離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
（2）某工廠廢水中含5.00×10^-3 mol?L^-1的Cr₂O₇^2-，n（Cr₂O₇^2-）=10L×5.00×10^-3mol/L=5.00×10^-2mol；
依據(jù)氧化還原反應(yīng)離子方程式：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+7H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，得到n（Fe²⁺）=5.00×10^-2mol×6=0.3mol；需要FeSO₄?7H₂O蒸餾=0.3mol×278g/mol=83.4g，故答案為：83.4；
②若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol?L^-1，K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=4.0×10^-38，計(jì)算得到c³（OH^-）=2×10^-25mol/L，則殘留的Cr³⁺的濃度為K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）=6.0×10^-31 ，c（Cr³⁺）=3×10^-6mol?L^-1，
故答案為：3×10^-6mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及難溶物的溶解平衡、離子濃度大小比較等知識(shí)點(diǎn)，難度較大，根據(jù)溫度、電解質(zhì)溶液對(duì)難溶物性質(zhì)的影響和電荷守恒、物料守恒來(lái)分析解答即可．