题目内容

根据要求填空
(1)常温下,已知0.1mol?L-1一元酸HA溶液中
c(OH-)
c(H+)
=1×10-8.
①常温下,0.1mol?L-1 HA溶液的pH=
 
;写出该酸(HA)与NaOH溶液反应的离子方程式:
 
;
②pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中4种离子物质的量浓度大小关系是:
 
.
(2)常温下,向pH=a的氨水中加入等体积盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH
 
14-a(填>、<、=)
(3)参考课本中化学平衡常数K的定义来定义CH3COO-的水解平衡常数(用Kh表示).试确定CH3COO-的水解平衡常数(Kh)、CH3COOH的电离平衡常数(Ka)和水的离子积常数(Kw)三者之间的关系式为:
 

(4)工业用粗硫酸镁(含少量Fe3+、Fe2+、Al3+等杂质离子)生产氢氧化镁步骤如下:
Ⅰ.将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol?LH2O2溶液,再加一定量试剂A调节溶液PH,过滤得硫酸镁溶液.
Ⅱ.向所得溶液中加入 氨水.
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需PH
  Fe3+ Al3+ Fe2+ Mg2+
 开始沉淀时 1.5 3.3 6.5 9.4
 沉淀完全时 3.7 5.2 9.7 12.4
请回答下列问题:
①步骤Ⅰ中,调节溶液PH的范围是
 
,
②试剂A最适宜的是
 
(填字母序号)
A.NaOH  B.Na2CO3 C.MgO
③加入适量H2O2反应的目的是
 
.
考点:弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算
专题:电离平衡与溶液的pH专题
分析:(1)①根据
c(OH-)
C(H+)
=1×10-8结合水的离子积常数计算氢氧根离子浓度,再根据水的离子积常数计算溶液中氢离子浓度,从而得出溶液的pH;根据离子方程式书写规则书写离子方程式;
②根据酸和碱的物质的量的相对大小确定溶液中的溶质,从而确定溶液的酸碱性,结合电荷守恒确定溶液中各种离子浓度的相对大小;
(2)中性溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,pH=a的氨水中存在电离平衡,盐酸溶液浓度大于氢氧根离子浓度;
(3)写出醋酸电离平衡常数、醋酸根离子水解平衡常数,水的离子积常数进行比较,从而得出结论;
(4)①调节pH必须使Fe3+、Al3+离子水解完全,镁离子不水解;
②步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的目的是和酸反应提高溶液pH,使Fe3+、Al3+等杂质离子沉淀分离除去,试剂不能引入新的杂质分析;
③Fe2+与H2O2溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀.
解答: 解:(1)①
c(OH-)
C(H+)
=1×10-8,c(OH-)×c(H+)=1×10-14,所以c(OH-)=10-11mol?L-1,则c(H+)=10-3mol?L-1,所以溶液的pH=3,HA为弱酸,其与NaOH反应的离子方程式为:HA+OH-=A-+H2O,故答案为:3;HA+OH-=A-+H2O;
②pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-3mol?L-1,HA是弱酸,酸的浓度远远大于氢离子浓度,所以pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中的溶质是酸和盐,溶液呈酸性,所以溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,酸根离子浓度大于钠离子浓度,溶液中4种离子物质的量浓度大小关系是c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
(2)中性溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,pH=a的氨水中存在电离平衡,氢氧根离子浓度为10-14+a,盐酸溶液浓度大于氢氧根离子浓度,即pH<14-a,故答案为:<;
(3)Ka=
[CH3COO-]?[H+]
[CH3COOH]
,Kh=
[CH3COOH]?[OH-]
[CH3COO-]
,Kw=C(H+).C(OH-),所以Ka?Kh=Kw,故答案为:Ka?Kh=Kw;
(4)①调节pH必须使Fe3+、Al3+离子水解完全,镁离子不水解,调节溶液PH的范围是5.2-9.4之间,故答案为:5.2-9.4;
②步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的目的是和酸反应提高溶液pH,使Fe3+、Al3+等杂质离子沉淀分离除去,
A、加入氢氧化钠能调节溶液PH但假如了钠离子,引入杂质,故不选;
B、加入碳酸钠能调节溶液PH但假如了钠离子,引入杂质,故不选;
C、加入氧化镁和酸反应能提高溶液PH,生成镁离子,不加入杂质离子,可选;
故答案为:C;
③Fe2+与H2O2溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+.
点评:本题考查了弱电解质的电离平衡、电离平衡常数和水的离子积常数的表达式、通过水解除杂,题目综合性较强、难度较大.
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