Question

9．弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解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溶液无法确定（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BC．
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降低温度时，K_sp减小（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）．
②滴加少量浓盐酸，c（Ca²⁺）增大．
③测得25℃时，CaA的K_sp为2.0×10^-11，常温下将10g CaA固体投入100mL CaCl₂溶液中，充分搅拌后仍有固体剩余，测得溶液中c（Ca²⁺）=0.1mol/L，则溶液中c（A^2-）=2×10^-10mol/L
Ⅱ．工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，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：
CrO₄^2-$→_{①转化}^{H+}$Cr₂O₇^2-$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺═Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显橙色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是c．
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同
b.2v （Cr₂O₇^2-）=v （CrO₄^2-）
c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1mol Cr₂O₇^2-离子，需要6mol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=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）NaHA溶液的酸碱性决定于HA^-水解程度和电离程度大小；
（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降低温度，抑制难溶物的电离，导致溶度积常数变小；
②加盐酸，促进难溶盐的电离，使平衡向正反应方向移动；
③据CaA的K_sp为2.0×10^-11和c（Ca²⁺）=0.1mol/L计算；
Ⅱ（1）根据外界条件对平衡的影响来确定平衡移动方向，从而确定离子浓度大小和溶液颜色变化；
（2）根据判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变则说明已达平衡；
（3）根据氧化还原反应中得失电子守恒来计算；
（4）根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算．

解答 解：Ⅰ、（1）HA^-能电离也能水解，不知道水解程度和电离程度大小无法确定溶液的酸碱性，
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；
故答案为：BC；
（3）①降低温度，抑制难溶物的电离，所以导致溶度积常数变小．
故答案为：减小；
②加盐酸，促进难溶盐的电离，使平衡向正反应方向移动，所以钙离子浓度增大．
故答案为：增大；
③K_sp（CaA）=c（Ca²⁺）×c（A^-）=2.0×10^-11，c（Ca²⁺）=0.1mol/L，则c（A^-）=2×10^-10，故答案为：2×10^-10；
Ⅱ：（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，故答案为：橙；
（2）平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变，故选：c；
（3）根据电子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄•7H₂O）×1，n（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1mol×6}{1}$=6mol，故答案为：6；
（4）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$=10^-9 mol/L，c（H⁺）═$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5，故答案为：5．

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、化学平衡移动原理、氧化还原反应、沉淀溶解平衡等知识点，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．