Question

2．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．根据要求回答问题
（1）生活中明矾常作净水剂，其净水的原理是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用离子方程式表示）．
（2）常温下，取0.2mol•L^-1 HCl溶液与0.2mol•L^-1 MOH溶液等体积混合，测得混合溶液后的pH=5．写出MOH的电离方程式：MOH?M⁺+OH^-．
（3）0.1mol/L的NaHA溶液中，已知有关粒子浓度由大到小的顺序为：
c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H₂A）＞c（A^2-）
①该溶液中c（H⁺）＜c（OH^-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②作出上述判断的依据是NaHA溶液显碱性，说明其电离程度小于水解程度（用文字解释）．
（4）含Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×10^-3 mol•L^-1的Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$．为了使废水的排放达标，进行如下处理：Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{（Ⅰ）}^{绿矾、H+}$Cr³⁺、Fe³⁺$→_{（Ⅱ）}^{石灰石}$Cr（OH）₃、Fe（OH）₃
①绿矾化学式为FeSO₄•7H₂O．反应（I）的离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
②若处理后的废水中c（Cr³⁺）=3.0×10^-6 mol•L^-1，则废水中c（Fe³⁺）=2×10^-13 mol•L^-1．（K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）

Answer 1

分析 （1）明矾中含有铝离子，易水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附水中的悬浮物而净水；
（2）室温下取0.2mol•L^-1HCl溶液与0.2mol•L^-1 MOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=6，说明得到的盐是强酸弱碱盐；
（3）NaHA溶液中，HA^-离子既电离也水解，测得溶液显碱性，说明其电离程度小于水解程度；
（4）①酸性条件下，Cr₂O₇^2-具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生氧化还原反应生成铬离子和铁离子；
②根据氢氧化铁、氢氧化铬的溶度积进行计算．

解答 解：（1）明矾溶于水电离出铝离子，铝离子易水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而净水，所以明矾能净水，离子方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（2）等体积等浓度的盐酸和MOH恰好反应生成盐，得到的盐溶液呈酸性，说明该盐是强酸弱碱盐，弱碱电离可逆，其电离方程式为：MOH?M⁺+OH^-，
故答案为：MOH?M⁺+OH^-；
（3）①NaHA溶液中，HA^-离子既电离也水解，电离产生A^2-，水解生成H₂A，由于c（H₂A）＞c（A^2-），说明其电离程度小于水解程度，溶液呈碱性，c（H⁺）＜c（OH^-），
故答案为：碱性；
②NaHA溶液中，HA^-离子既电离也水解，电离产生A^2-，水解生成H₂A，溶液显碱性，说明其电离程度小于水解程度，
故答案为：NaHA溶液显碱性，说明其电离程度小于水解程度；
（4）①酸性条件下，Cr₂O₇^2-具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，二者发生氧化还原反应生成铬离子和铁离子，离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②若处理后的废水中残留的c（Cr³⁺）=3.0×10^-6 mol•L^-1，K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）=6.0×10^-31，则c³（OH^-）=2×10^-25mol/L，则残留的Fe³⁺的浓度为K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=4.0×10^-38 ，带入解得c（Cr³⁺）=2×10^-13mol•L^-1，
故答案为：2×10^-13．

点评 本题考查较综合，涉及难溶物的溶解平衡、离子浓度大小比较等知识点，题目难度中等，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，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．