Question

9．（1）向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO₄晶体，保持温度不变，测得溶液的pH=1，则水电离出来的c（H⁺）=1×10^-11mol•L^-1．
（2）25℃下，向浓度均为0.1mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu（OH）₂（沉淀填化学式），滴加氨水至过量，部分沉淀溶解的离子方程式为Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．已知25℃时K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=4.0×10^-18
（3）在25℃下，将a mol•L^-1的HA与0.01mol•L^-1的氢氧化钠溶液等体积混合，反应平衡时溶液中c（Na⁺）=c（A^-），则溶液显中性（填“酸”、“碱”或“中”）；用含a的代数式表示HA的电离常数K_a=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．
（4）在1mol•L^-1CuSO₄溶液中含有少量的Fe³⁺ 杂质，pH值控制在3.3才能除去Fe³⁺ 而Cu²⁺仍为1mol•L^-1 （当溶液中c（Fe³⁺）≤10^-5mol•L^-1时一般认为该离子已除尽）．
（已知某温度下Fe（OH）₃的 Ksp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂ 的Ksp=4.0×10^-18，lg2=0.3）．

Answer 1

分析 （1）pH=6的蒸馏水中，离子积常数Kw=10^-6×10^-6=10^-12，硫酸氢钠电离的氢离子抑制了水的电离，溶液中氢氧根离子是水电离的；
（2）根据溶度积常数确定先沉淀的物质，溶度积常数越小的物质越先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜和铵根离子；
（3）根据电荷守恒判断溶液酸碱性，电离平衡常数K=$\frac{c（{H}^{+}）c（{A}^{-}）}{c（HA）}$；
（4）根据氢氧化铁的溶度积常数计算溶液中氢氧根离子浓度，根据水的离子积常数计算氢离子浓度，从而得出溶液的pH．

解答 解：（1）pH=6的蒸馏水中，离子积常数Kw=10^-6×10^-6=10^-12，保持温度不变，测得溶液的pH=1，则水电离出来的氢离子的浓度等于溶液中氢氧根的浓度，c（H⁺）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.1}$mol/L=1×10^-11mol•L^-1，
故答案为；1×10^-11mol•L^-1；
（2）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子，离子方程式为Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案为：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（3）由溶液的电荷守恒可得：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（A^-）+c（OH^-），已知c（Na⁺）=c（A^-），则有c（H⁺）=c（OH^-），所以溶液显中性；电离常数只与温度有关，
则此时HA的电离常数K=$\frac{c（{H}^{+}）c（{A}^{-}）}{c（HA）}$=$\frac{1{0}^{-7}×0.005}{\frac{a}{2}-0.005}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案为：中；$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$；
（4）当铁离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度=$\root{3}{\frac{8×1{0}^{-38}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=2×10^-11mol/L，则溶液中氢离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-11}}$mol/L=5×10^-4mol/L，则溶液的PH=-lg5×10-4-mol/L=3.3，
故答案为：3.3．

点评 本题考查了知识点较多，根据水的离子积常数、溶度积常数、电离平衡常数来分析解答即可，注意平衡常数只与温度有关，难度中等．