Question

15．锌和铝都是活泼金属，它们的单质及化合物的性质具有一定的相似性．
（1）下图表示常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn²⁺离子或[Zn（OH）₄]^2-离子物质的量浓度的对数，回答下列问题：
①将单质Zn加入足量的氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式可表示为Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-
②从图中数据计算可得Zn（OH）₂的溶度积（Ksp）=10^-17．
③往1L 1.00mol•L^-1ZnCl₂溶液中加入NaOH固体至pH=6，需NaOH1.80mol．
④己知：往ZnCl₂溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl₂白色晶体；25℃时，PbCl₂固体在盐酸中的溶解度如表：

C（HCl）/（mol•L-1）	0.50	1.00	2.04	2.90	4.02	5.16	5.78
C（PbCl2）/（mol•L-1）×10-3	5.10	4.91	5.21	5.90	7.48	10.81	14.01

根据上表数据判断下列说法正确的是C D．
A．随着盐酸浓度的增大，PbCl₂固体的溶解度变小
B．PbCl₂固体在0.50mol•L^-1盐酸中的Ksp小于在纯水中的Ksp
C．PbCl₂能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子（络合离子）
D．PbCl₂固体可溶于饱和食盐水
（2）氢氧化锌与氢氧化铝的性质又存在一定的差异，如氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌    能溶于氨水，生成配合物离子[Zn（NH₃）₄]²⁺．
①在25℃下，将a mol•L^-1的NH₄Cl溶液与0.01mol•L^-1的NaOH溶液等体积混合，反应后测得溶液pH=7，用含a的代数式表示NH₄⁺的水解常数K_h=10^-5（a-0.01）mol•L^-1．
②若25℃时将浓度均为0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等体积混合后，溶液呈碱性，则关于该溶液的说法不正确的是bc（填字母）．
a．此溶液一定有c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-）
b．此溶液一定有c（C1^-）=c（NH₃•H₂O）+c（NH₄⁺）
c．混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度
d．此溶液加入少量氢氧化钠或盐酸，溶液的pH变化不大．

Answer 1

分析 （1）①由图象可知溶液的碱性较强时，锌的存在形式为[Zn（OH）₄]^2-，结合元素守恒书写方程；
②根据图中数据，利用K_sp=c（Zn²⁺）．c²（OH^-）计算；
③pH=6时，根据Ksp求出c（Zn²⁺），再根据反应的锌离子的物质的量计算需要的氢氧化钠的物质的量；
④A．随着盐酸浓度的增大，PbCl₂固体的溶解度先变小后又变大；
B．沉淀溶解平衡的Ksp随温度变化；
C．PbCl₂在浓盐酸中溶解度增大，说明生成了配合物；
D．PbCl₂可与Cl^-形成配离子；
（2）①在25℃下，将a mol•L^-1的NH₄Cl溶液与0.01mol•L^-1的NaOH溶液等体积混合，反应后测得溶液pH=7，溶液中c（H⁺）=c（OH^-），电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），得到c（NH₄⁺）=c（Cl^-），在25℃下，平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根据物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，Kh=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$×$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Kb}$；
②a、溶液中存在电荷守恒，阴阳离子电荷总数相同，电性相反；
b、溶液中存在物料守恒，0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等体积混合后，溶液中氯离子物质的量的2倍等于铵根和一水合氨^-物质的量总和；
c、混合后得溶液中c（NH₄Cl）=0.05 mol•L^-1，c（NH₃•H₂O）=0.05 mol•L^-1，溶液呈碱性，说明NH₄Cl水解程度小于NH₃•H₂O的电离程度，抑制水的电离；
d、溶液混合后形成的是缓冲溶液，加入少量酸或碱，溶液酸碱性变化不大．

解答 解：（1）①由图象可知溶液的碱性较强时，锌的存在形式为[Zn（OH）₄]^2-，所以其反应的离子方程式为：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-，
故答案为：Zn²⁺+4OH^-═[Zn（OH）₄]^2-；
②当溶液的pH=7.0时，c（Zn²⁺）=10^-3mol•L^-1，K_sp=c（Zn²⁺）．c²（OH^-）=10^-3•（10^-7）²=10^-17，
故答案为：10^-17；  
③往1.00L 1.00mol•L^-1 ZnCl₂溶液中加入NaOH固体至pH=6，所以溶液中c（OH^-）=10^-8mol•L^-1，则溶液中c（Zn²⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-17}}{（1{0}^{-8}）^{2}}$=0.1mol/L，所以反应消耗的Zn²⁺的物质的量为0.9mol，所以消耗的NaOH为1.8mol，
故答案为：1.80；
④A．根据表中的数据分析可知，随着盐酸浓度的增大，PbCl₂固体的溶解度先变小后又变大，故A错误；
B．PbCl₂固体存在沉淀溶解平衡，加少量Cl^-平衡逆移，溶解度减小，但溶度积常数随温度变化，温度不变Ksp不变，故B错误；
C．PbCl₂在浓盐酸中溶解度增大，说明生成了配合物，所以PbCl₂能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子，故C正确；
D．PbCl₂可与Cl^-形成配离子，所以PbCl₂固体可溶于饱和食盐水，故D正确；
故答案为：C D；
（2）①在25℃下，平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根据物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{1{0}^{-7}×0.005}{0.5a-0.005}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，Kh=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$×$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{Kw}{Kb}$=$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}}$=10^-5（a-0.01），
故答案为：10^-5（a-0.01）；
②a．此溶液一定有电荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），故a正确；
b．溶液中存在物料守恒，0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等体积混合后，溶液中氯离子物质的量的2倍等于铵根和一水合氨^-物质的量总和，一定有2c（C1^-）=c（NH₃•H₂O）+c（NH₄⁺），故b错误；
c．混合后得溶液中c（NH₄Cl）=0.05 mol•L^-1，c（NH₃•H₂O）=0.05 mol•L^-1，溶液呈碱性，说明NH₄Cl水解程度小于NH₃•H₂O的电离程度，抑制水的电离，混合溶液中水的电离程度小于该温度下纯水的电离程度，故c错误；
d．若25℃时将0.1mo1．L^-1的NH₄Cl、NH₃•H₂O溶液等体积混合后形成缓冲溶液，此溶液加入少量氢氧化钠抑制电离，促进水解，加入盐酸抑制水解促进电离，溶液酸碱性变化不大，所以溶液的pH变化不大，故d正确；
故答案为：bc．

点评 本题考查了难溶电解质的溶解平衡、酸碱混合溶液定性判断、电离平衡常数的计算，注意对图象和表格中的数据的分析，明确弱电解质电离特点及电解质浓度与其pH的关系是解本题关键，再结合电荷守恒、物料守恒来分析解答，试题培养了学生的灵活应用能力，题目难度中等．