Question

5．回答下列问题．
（1）如图，某温度（t℃）时水的图象如下，a点离子积K_W=1.0×10^-12mol²•L^-2；该温度下，pH=12的NaOH与pH=2的H₂SO₄等体积混合，溶液显碱性．
（2）25℃时，向0.1mol•L^-1氨水中加入少量NH₄Cl固体，当固体溶解后，测得溶液pH减小，NH⁺₄的物质的量浓度增大．（填增大、减小或不变）
（3）体积相等的稀NaOH和CH₃COOH溶液混合，若溶液中c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），则该溶液显中性（填“酸性”、“碱性”、“中性”），则混合前c（NaOH）＜C（CH₃COOH）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）常温时，Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-38，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c（Fe³⁺）＜10^-5mol•L^-1），则溶液的pH最小为3．
（5）用可溶性碳酸盐，可以浸取CaSO₄固体，则溶液浸取过程中会发生反应：
 CaSO₄（s）+CO^2-₃（aq）?CaCO₃（s）+SO^2-₄（aq）．
已知298K时，K_SP（CaCO₃）=2.80×10^-9，K_SP（CaSO₄）=4.90×10^-5，则此温度下该反应的平衡常数K为1.75×10⁴（计算结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据离子积常数=c（H⁺）×c（OH^-）进行计算；根据水的离子积计算酸碱溶液中氢离子、氢氧根离子浓度，根据硫酸中氢离子与氢氧化钠中氢氧根离子的物质的量判断碱过量；
（2）向氨水中加入氯化铵，铵根离子浓度的抑制一水合氨电离；
（3）根据电荷守恒判断，醋酸钠溶液呈碱性，要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量；
（4）依据氢氧化铁的溶度积常数和Fe³⁺沉淀完全的浓度为c（Fe³⁺）＜10^-5mol•L^-1，计算氢氧根离子浓度得到溶液最小pH；
（5）以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）平衡常数概念写出计算式，依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式，转化关系中钙离子相同计算分析；

解答 解：（1）根据图知，当c（H⁺）=10^-6 mol/L，c（OH^-）=10^-6 mol/L，由离子积常数=c（H⁺）×c（OH^-）=10^-6．×10^-6=10^-12，pH=2的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，pH=12的NaOH中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-12}}$=1mol/L，等体积混合时碱过量，溶液呈碱性，
故答案为：1.0×10^-12；碱；
（2）一水合氨为弱电解质，溶液中存在电离平衡NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，向氨水中加入氯化铵时，溶液中铵根离子浓度增大，抑制一水合氨电离，溶液中氢氧根离子浓度减小，则pH减小，
故答案为：减小；增大；
（3）溶液中存在电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），所以c（OH^-）=c（H⁺），所以溶液呈中性；醋酸钠溶液呈碱性，要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，因为二者的体积相等，所以醋酸的浓度大于氢氧化钠，
故答案为：中性，＜；
（4）常温时，Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-38，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全，残留在溶液中的c（Fe³⁺）＜10^-5mol•L^-1；Ksp=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=10^-5×c³（OH^-）=1×10^-38 c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，溶液PH=3；
故答案为：3；
（5）溶浸过程中会发生：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），CaCO3（s）=Ca²⁺+CO₃^2-；CaSO₄（s）=Ca²⁺+SO₄^2-；依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式，转化关系中钙离子相同计算，反应的平衡常数K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Ksp（CaS{O}_{4}）}{Ksp（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{4.90×1{0}^{-5}}{2.80×1{0}^{-9}}$=1.75×10⁴，
故答案为：1.75×10⁴．

点评 本题考查了酸碱混合溶液定性判断、盐类水解、溶度积常数的计算等知识点，明确物质的性质是解本题关键，再结合盐类水解的影响因素结合电荷守恒来分析解答，题目难度中等，难点是平衡常数的计算应用，溶度积的计算分析．