Question

弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶液平衡均属于化学平衡．
I、已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂A?H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-．
（1）NaHA溶液

 

（选填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“无法确定”）．
（2）某温度下，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．此时该混合溶液中下列关系中，一定正确的是

 

．
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）已知常温下H₂A的钙盐（CaA）饱和溶液中存在以下平衡：
CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0．
①降低升高时，K_sp

 

（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）．
②滴加少量浓盐酸，c（Ca²⁺）

 

．
II、含有Cr₂O₇^2-的废水毒性较大，某工厂废水中含5.00×10^-3 mol?L^-1的Cr₂O₇^2-．为使废水能达标排放，作如下处理：
Cr₂O₇^2-

绿矾

H+

Cr³⁺、Fe³⁺

石灰水

Cr（OH）₃、Fe（OH）₃
（4）欲使10L该废水中的Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺，理论上需要加入

 

g FeSO₄?7H₂O．
（5）若处理后的废水中残留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol?L^-1，则残留的Cr³⁺的浓度为

 

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

Answer 1

考点：盐类水解的应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题

分析：（1）根据HA^-的电离溶液呈酸性，HA^-的水解溶液呈碱性，但不能确定HA^-的电离程度和水解程度的大小；
（2）a、水的离子积常数与温度有关，温度越高，水的离子积常数越大；
b、根据溶液中电荷守恒判断；
c、根据题意知NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，则向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的物质的量应大于氢氧化钾的物质的量；
d、根据题意知NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，则向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的体积应大于KOH的体积，据此确定钠离子和钾离子浓度之和；
（3）①该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，温度降低，平衡逆向进行，然后判断K_sp；
②加盐酸，促进难溶盐的电离，使平衡向正反应方向移动；
（4）①依据浓度计算10L废水中Cr₂O₇^2-的物质的量，结合氧化还原反应电子守恒的定量关系计算硫酸亚铁晶体质量；
②依据溶度积常数计算得到．

解答： 解：（1）HA^-的电离溶液呈酸性，HA^-的水解溶液呈碱性，但不能确定HA^-的电离程度和水解程度的大小，所以酸碱性无法确定，
故答案为：无法确定；
（2）a、水的离子积常数与温度有关，温度越高，水的离子积常数越大，温度未知，所以水的离子积常数也未知，故a错误；
b、溶液呈电中性，溶液中阴阳离子所带电荷相等，溶液呈中性，氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，所以c（Na⁺）+c（K⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-），故b正确；
c、NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的物质的量应大于氢氧化钾的物质的量，所以同一混合溶液中c（Na⁺）＞c（K⁺），故c正确；
d、NaHA溶液呈酸性，Na₂A溶液呈碱性，向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性时，NaHA的体积应大于氢氧化钾的体积，所以c（Na⁺）+c（K⁺）＞0.05mol/L，故d错误；
故选：bc；
（3）①该反应为吸热反应，温度降低，平衡逆向移动，K_sp减小，故答案为：减小；
②加盐酸发生反应：A^2-+H⁺?HA^-，A^2-浓度减小，CaA的溶解平衡向右移动，n（Ca²⁺）显著增大，而溶液体积变化不大，所以c（Ca²⁺）增大，故答案为：增大；
（4）①某工厂废水中含5.00×10^-3 mol?L^-1的Cr₂O₇^2-，n（Cr₂O₇^2-）=10L×5.00×10^-3mol/L=5.00×10^-2mol；
依据氧化还原反应离子方程式：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，得到n（Fe²⁺）=5.00×10^-2mol×6=0.3mol；需要FeSO₄?7H₂O蒸馏=0.3mol×278g/mol=83.4g，故答案为：83.4；
②若处理后的废水中残留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol?L^-1，K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=4.0×10^-38，计算得到c³（OH^-）=2×10^-25mol/L，则残留的Cr³⁺的浓度为K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）=6.0×10^-31 ，c（Cr³⁺）=3×10^-6mol?L^-1，
故答案为：3×10^-6mol?L^-1．

点评：本题考查了盐溶液酸碱性的判断、溶液中离子浓度的关系、外界条件对化学平衡的影响、氧化还原反应计算应用，溶度积的计算应用等知识点，难度较大，根据温度、电解质溶液对难溶物性质的影响和电荷守恒、物料守恒来分析解答即可．