Question

9．难溶电解质的溶解平衡属于化学平衡的一种．
（1）已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂A?H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-．常温下CaA的饱和溶液中存在以下平衡CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0，则该饱和溶液呈碱性（填“酸”、“碱”或“中”），将溶液放入冰水浴中，则CaA的K_sp将减小（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；滴加少量浓盐酸c（Ca²⁺）增大．
（2）含有Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$的废水毒性较大，某工厂废水中含5.00×10^-3 mol•L^-1的Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$．为使废水能达标排放，做如下处理：Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{H+}^{绿矾}$Cr³⁺、Fe³⁺$\stackrel{石灰水}{→}$Cr（OH）₃、Fe（OH）₃．欲使10L该废水中的Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$完全转化为Cr³⁺，则理论上需要加入83.4 g FeSO₄•7H₂O．若处理后的废水中残留的c（Fe³⁺）=2×10^-13 mol•L^-1，则残留的Cr³⁺的浓度为3×10^-6 mol•L^-1（已知；K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）．

Answer 1

分析 （1）由H₂A的电离方程式可知H₂A为弱酸，CaA水解呈碱性，CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0为吸热过程，降温平衡逆向移动，加入盐酸，可生成HA^-、H₂A；
（2）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；结合溶度积常数计算．

解答 解：（1）由H₂A的电离方程式可知H₂A为弱酸，CaA水解呈碱性，CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0为吸热过程，降温平衡逆向移动，加入盐酸，可生成HA^-、H₂A，则促进CaA的溶解，c（Ca²⁺）增大，
故答案为：碱；减小；增大；
（2）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，
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：83.4；3×10^-6．

点评 本题考查较综合，涉及难溶物的溶解平衡、氧化还原反应的计算等知识点，难度较大，根据温度、电解质溶液对难溶物性质的影响和守恒的角度解答即可．