Question

20．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=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）已知：2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-57.20kJ•mol^-1，一定温度下，在固定容器中反应2NO₂（g）═N₂O₄（g）达到平衡．其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是（　　）
A．减小NO₂的浓度 B．降低温度 C．增加N₂O₄的浓度 D．升高温度
（3）已知下列物质的电离常数值（25℃）：HClO：K_a=3×10^-8，H₂CO₃：K_a1=4.3×10^-7 K_a2=5.6×10^-11，84消毒液中通入少量的CO₂，该反应的化学方程式为NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃．
（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^-5 mol•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，则溶浸过程中会发生反应：CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-（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1.77×10⁴（计算结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）由图可知，b点为中性，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-6mol/L，该温度下，pH=12的NaOH，c（OH^-）=1mol/L，pH=2的H₂SO₄c（H⁺）=0.01mol/L，等体积混合时碱过量；
（2）能提高NO₂转化率，则改变条件使平衡正向移动，但不能加NO₂；
（3）由Ka可知酸性强弱，84消毒液中通入少量的CO₂，发生强酸制取弱酸的反应；
（4）Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-38，结合c（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp}{c（F{e}^{3+}）}}$计算；
（5）由CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）可知，K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Ksp（CaS{O}_{4}）}{Ksp（CaC{O}_{3}）}$，以此计算．

解答 解：（1）由图可知，b点为中性，c（H⁺）=c（OH^-）=10^-6mol/L，可知a点离子积K_W=10^-12mol²•L^-2；该温度下，pH=12的NaOH，c（OH^-）=1mol/L，pH=2的H₂SO₄c（H⁺）=0.01mol/L，等体积混合时碱过量，则溶液显碱性，
故答案为：10^-12；碱；
（2）2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-57.20kJ•mol^-1，为提高NO₂转化率，则
A．减小NO₂的浓度，平衡逆向移动，转化率减小，故A不选；
B．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，转化率增大，故B选；
C．增加N₂O₄的浓度，平衡逆向移动，转化率减小，故C不选；
D．升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，故D不选；
故选B；
（3）由Ka可知碳酸的酸性＞HClO，则84消毒液中通入少量的CO₂的反应为NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃，故答案为：NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃；
（4）Fe（OH）₃的K_sp=1×10^-38，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp}{c（F{e}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-38}}{1×1{0}^{-5}}}$=10^-11mol/L，常温下c（H⁺）=10^-3mol/L，即溶液的pH最小为3，
故答案为：3；
（5）K_sp（CaCO₃）=2.80×10^-9，K_sp（CaSO₄）=4.90×10^-5，由CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）可知，K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Ksp（CaS{O}_{4}）}{Ksp（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{4.95×1{0}^{-5}}{2.80×1{0}^{-9}}$=1.77×10⁴，故答案为：1.77×10⁴．

点评 本题考查较综合，涉及酸碱混合计算、化学平衡移动、溶度积计算、化学平衡常数计算等，综合性较强，注重化学反应原理的训练，侧重分析与计算能力的综合考查，题目难度中等．