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【题目】沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。

Ⅰ.汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收,生成CaSO3浊液。已知常温下Ka1(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9 常温下测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH=9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=__________ 。CaSO3易变质为CaSO4,水垢中含有较多的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为:_________

Ⅱ.已知25℃时,NH3H2O电离常数Kb=1.8×10-5,Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11,向0.4mol/L的氨水中加入等体积浓度为6×10-4mol/L MgCl2 溶液,________沉淀生成(填“无”或“有”),并简述理由______;若某溶液中C(Mg2+)=1.2×10-3mol/L,需向其中加入等体积的NaOH溶液浓度为_____ mol/L时,可使Mg2+恰好沉淀完全(忽略溶液体积变化)。

Ⅲ.工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有还原沉淀法,该法的工艺流程为:

CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3

其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O

①若平衡体系的pH=2,则溶液显____________色。

②能说明第①步反应达平衡状态的是_____________

A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B.2v (Cr2O72-) =v (CrO42-) C.溶液的颜色不变

③第②步中,还原1mol Cr2O72-离子,需要________mol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) 常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至__________

【答案】 4.2×10-9 CaSO4(s)CO32(aq)CaCO3(s)SO42(aq) 因为C(OH-)=(KbC)1/2Qc=C(Mg2+)C(OH-)2=1.08×10-9Ksp 4.4×10-3 c 6 5

【解析】Ⅰ由Ka2H2SO3=6.0×10-9可知SO32-+H2OHSO3-+OH-的水解平衡常数常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH9忽略第二步水解可以得到:cHSO3-=cOH-=1×10-5mol/L,可知 cCa2+=cSO32-+cHSO3-=7×10-5 mol/L所以KspCaSO3=cCa2+×cSO32-=7×10-5×6×10-5=4.2×10-9。碳酸钙比硫酸钙更难溶,可以通过增大碳酸根浓度的方法将硫酸钙转化为碳酸钙,反应为:CaSO4(s)CO (aq)CaCO3(s)SO (aq)

氨水存在电离平衡:NH3·H2ONH4+ + OH,忽略水电离,认为铵根离子浓度等于氢氧根离子浓度,考虑电离的氨水很少,所以NH3·H2O的浓度近似就是0.2mol/L(注意溶液体积是原来2倍,各自浓度都是一半)。根据平衡常数可以计算c(OH-)=c(Mg2+)=3×10-4mol/L,所以Qc=3×10-4×=1.08×10-9Ksp,所以有沉淀。

若平衡体系的pH=2,在酸性环境下,化学反应平衡正向移动,溶液显示橙色

②aCr2O72-CrO42-的浓度相同,没有强调不变,所以不一定平衡,故a错误;b式中未说明反应速率是指正反应还是逆反应,无法判断是不是平衡状态b错误;c.溶液的颜色不变,证明各组分的浓度不随时间的变化而变化,故c正确

第②步中,还原1molCr2O72-离子,即得到了6mol的电子,根据氧化还原反应中的电子守恒,硫酸亚铁中的亚铁离子变为三价铁离子失去1个电子,所以需要6molFeSO4·7H2O

c(Cr3+)降至10-5mol/L ,所以pH=5

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①H2O的体积分数:V(A)%_____V(B)%。(填“>”、“<” “=”)

②达到平衡后,在两容器中分别通入等量的氦气,则A中H2O的转化率_______(填“增大” “减小”、“不变”);B中化学平衡_________移动(填“不”“向正反应方向”“向逆反应方向”)。

(2)某温度下,测得0.01mol·L-1 NaOH溶液的pH=10,则在该温度下Kw=______;在此温度下,将pH=11的NaOH溶液aL与pH=2的H2SO4溶液bL混合,若所得溶液为中性,则a:b=_______(假设混合时体积不变)。

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②电极b上发生的电极反应为___________________

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