Question

(12分)弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶液平衡均屬于化學平衡。

I、已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂AH^＋+HA^－，HA^－H^＋+A^2－。

⑴NaHA溶液    (選填“顯酸性”、 “顯堿性”、 “顯中性”或“無法確定”)。

⑵某溫度下，若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性。此時該混合溶液中下列關系中，一定正確的是    。

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^＋)＝0.05 mol/L

⑶已知常溫下H₂A的鈣鹽(CaA)飽和溶液中存在以下平衡：

CaA(s)Ca^2＋(aq)+A^2－(aq)  △H＞0。

①溫度降低時，K_sp    (填“增大”、“減小”或“不變”，下同)。

②滴加少量濃鹽酸，c(Ca^2＋)    。

II、含有Cr₂O₇^2－的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.00×10^－3 mol·L^－1的Cr₂O₇^2－。為使廢水能達標排放，作如下處理：

Cr₂O₇^2－Cr^3＋、Fe³⁺Cr(OH)₃、Fe(OH)₃

⑷欲使10L該廢水中的Cr₂O₇^2－完全轉化為Cr³⁺，理論上需要加入    g FeSO₄·7H₂O。

⑸若處理后的廢水中殘留的c(Fe³⁺)＝2×10^－13mol·L^－1，則殘留的Cr³⁺的濃度為    。(已知：K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38   K_sp[Cr(OH)₃]＝6.0×10^－31)

 

Answer 1

【答案】

⑴無法確定            ⑵bc     ⑶①減小

②增大         ⑷83.4g           ⑸3×10^－6mol·L^－1

【解析】I、（1）NaHA在溶液中既存在水解平衡，又存在電離平衡，水解顯堿性，電離顯酸性，但水解程度和電離程度哪一個大，卻無法判斷，所以NaHA溶液的酸堿性無法判斷。（2）溫度未知，所以c(H^＋)·c(OH^－)的之積不一定是1×10^―14。根據電荷守恒可知c(Na^＋)+c(K^＋)＋c(H^＋)＝c(HA^－)+2c(A^2－)＋c(OH^－)，溶液顯中性，所以選項b一定正確。當二者恰好反應時c(Na^＋)＝c(K^＋)，但此時溶液顯堿性，要使溶液顯中性，則氫氧化鉀的量要少一些，即c(Na^＋)＞c(K^＋)正確。因為氫氧化鉀溶液的體積要小于氫氧化鈉溶液的體積，即二者不可能是等體積混合的，所以選項d不正確。（3）因為反應吸熱，所以溫度降低時，平衡向逆反應方向移動，溶度積常數減小。加入鹽酸可以降低A^2－的濃度，平衡向正反應方向移動，c(Ca^2＋)增大。

II、10L該廢水中的Cr₂O₇^2－的物質的量為5.00×10^－3 mol·L^－1×10L＝0.05mol，得到電子0.05mol×6＝0.3mol。根據得失電子守恒可知需要加入FeSO₄·7H₂O的物質的量為0.3mol，質量是0.3mol×278g/mol＝83.4g。根據K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38和K_sp[Cr(OH)₃]可知，所以當c(Fe³⁺)＝2×10^－13mol·L^－1時，Cr³⁺的濃度為3×10^－6mol·L^－1。