Question

12．弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學平衡．
I．已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂A?H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-．
（1）NaHA溶液無法確定（選填“顯酸性”、“顯堿性”、“顯中性”或“無法確定”）．
（2）某溫度下，0.1mol/L的NaHA溶液，下列關系中，一定正確的是D．
A．c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-14B．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-）
C．c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（A^2-）＞c（H₂A）D．c（Na⁺）=c（HA^-）+c（A^2-）+c（H₂A）
（3）已知常溫下，H₂A的鈣鹽（CaA）飽和溶液中存在以下平衡：CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0．
①降低溫度時，K_sp減小（填“增大”、“減小”或“不變”，下同）．
②滴加少量濃鹽酸，c（Ca²⁺）增大．
③測得25℃時，CaA的K_sp為2.0×10^-11，常溫下將10g CaA固體投入100mL CaCl₂溶液中，充分攪拌后仍有固體剩余，測得溶液中c（Ca²⁺）=0.1mol/L，則溶液中c（A^2-）=2×10-10mol/L
II．工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會對人類及生態(tài)系統產生很大的傷害，必須進行處理．常用的處理方法有還原沉淀法，該法的工藝流程為：
CrO₄^2-$→_{①轉化}^{H+}$Cr₂O₇^2-$→_{②還原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯色．
（2）第②步中，還原1mol Cr₂O₇^2-離子，需要6mol的FeSO₄•7H₂O．
（3）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）
常溫下，Cr（OH）₃的溶度積K_sp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH應調至．

Answer 1

分析 I．（1）H₂A在溶液中部分電離屬于弱酸，HA^-的水解程度與電離程度關系不確定；
（2）A．Kw與溫度有關；
B．根據電荷守恒分析；
C．HA^-的水解程度與電離程度關系不確定；
D．根據物料守恒分析；
（3）①降低溫度，抑制難溶物的電離，導致溶度積常數變小；
②加鹽酸，促進難溶鹽的電離，使平衡向正反應方向移動；
③根據K_sp=c（Ca²⁺）×c（A^2-）以及鈣離子的濃度計算；
II．（1）根據外界條件對平衡的影響來確定平衡移動方向，從而確定離子濃度大小和溶液顏色變化；
（2）根據氧化還原反應中得失電子守恒來計算；
（3）根據溶度積常數以及水的離子積常數來進行計算．

解答 解：I．（1）H₂A在溶液中部分電離屬于弱酸，HA^-的水解程度與電離程度關系不確定，所以NaHA溶液的酸堿性不能確定；
故答案為：無法確定；
（2）A．Kw與溫度有關，溫度不知道，所以c（H⁺）•c（OH^-）的值不確定，故A錯誤；
B．溶液中電荷守恒為：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-）+c（OH^-），故B錯誤；
C．HA^-的水解程度與電離程度關系不確定，c（A^2-）與c（H₂A）的大小關系不確定，故C錯誤；
D．0.1mol/L的NaHA溶液中，物料守恒為：c（Na⁺）=c（HA^-）+c（A^2-）+c（H₂A），故D正確；
故答案為：D；
（3）①降低溫度，抑制難溶物的電離，所以導致溶度積常數變�。�
故答案為：減小．
②加鹽酸，促進難溶鹽的電離，使平衡向正反應方向移動，所以鈣離子濃度增大．
故答案為：增大；
③已知溶液中c（Ca²⁺）=0.1mol/L，K_sp=c（Ca²⁺）×c（A^2-）=2.0×10^-11，則c（A^2-）=$\frac{2×1{0}^{-11}}{0.1}$mol/L=2.0×10^-10mol/L，
故答案為：2.0×10^-10；
II（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，
故答案為：橙；
（2）根據電子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄•7H₂O）×1，n（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1mol×6}{1}$=6mol，
故答案為：6；
（3）當c（Cr³⁺）=10^-5mol/L時，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應調至5；
故答案為：5．

點評 本題考查了鹽溶液酸堿性的判斷、溶液中離子濃度的關系、難溶物溶解平衡及其計算，題目難度中等，注意掌握判斷溶液中離子濃度大小的常用方法，明確電荷守恒、物料守恒的含義及有關難溶物溶度積計算方法．