Question

12．弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡．
I．已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂A?H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-．
（1）NaHA溶液无法确定（选填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“无法确定”）．
（2）某温度下，0.1mol/L的NaHA溶液，下列关系中，一定正确的是D．
A．c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-14B．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-）
C．c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（A^2-）＞c（H₂A）D．c（Na⁺）=c（HA^-）+c（A^2-）+c（H₂A）
（3）已知常温下，H₂A的钙盐（CaA）饱和溶液中存在以下平衡：CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0．
①降低温度时，K_sp减小（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）．
②滴加少量浓盐酸，c（Ca²⁺）增大．
③测得25℃时，CaA的K_sp为2.0×10^-11，常温下将10g CaA固体投入100mL CaCl₂溶液中，充分搅拌后仍有固体剩余，测得溶液中c（Ca²⁺）=0.1mol/L，则溶液中c（A^2-）=2×10-10mol/L
II．工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理．常用的处理方法有还原沉淀法，该法的工艺流程为：
CrO₄^2-$→_{①转化}^{H+}$Cr₂O₇^2-$→_{②还原}^{Fe_{2}+}$Cr³⁺$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr（OH）₃
其中第①步存在平衡：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显色．
（2）第②步中，还原1mol Cr₂O₇^2-离子，需要6mol的FeSO₄•7H₂O．
（3）第③步生成的Cr（OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr（OH）₃（s）?Cr³⁺（aq）+3OH^-（aq）
常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至．

Answer 1

分析 I．（1）H₂A在溶液中部分电离属于弱酸，HA^-的水解程度与电离程度关系不确定；
（2）A．Kw与温度有关；
B．根据电荷守恒分析；
C．HA^-的水解程度与电离程度关系不确定；
D．根据物料守恒分析；
（3）①降低温度，抑制难溶物的电离，导致溶度积常数变小；
②加盐酸，促进难溶盐的电离，使平衡向正反应方向移动；
③根据K_sp=c（Ca²⁺）×c（A^2-）以及钙离子的浓度计算；
II．（1）根据外界条件对平衡的影响来确定平衡移动方向，从而确定离子浓度大小和溶液颜色变化；
（2）根据氧化还原反应中得失电子守恒来计算；
（3）根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算．

解答 解：I．（1）H₂A在溶液中部分电离属于弱酸，HA^-的水解程度与电离程度关系不确定，所以NaHA溶液的酸碱性不能确定；
故答案为：无法确定；
（2）A．Kw与温度有关，温度不知道，所以c（H⁺）•c（OH^-）的值不确定，故A错误；
B．溶液中电荷守恒为：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HA^-）+2c（A^2-）+c（OH^-），故B错误；
C．HA^-的水解程度与电离程度关系不确定，c（A^2-）与c（H₂A）的大小关系不确定，故C错误；
D．0.1mol/L的NaHA溶液中，物料守恒为：c（Na⁺）=c（HA^-）+c（A^2-）+c（H₂A），故D正确；
故答案为：D；
（3）①降低温度，抑制难溶物的电离，所以导致溶度积常数变小．
故答案为：减小．
②加盐酸，促进难溶盐的电离，使平衡向正反应方向移动，所以钙离子浓度增大．
故答案为：增大；
③已知溶液中c（Ca²⁺）=0.1mol/L，K_sp=c（Ca²⁺）×c（A^2-）=2.0×10^-11，则c（A^2-）=$\frac{2×1{0}^{-11}}{0.1}$mol/L=2.0×10^-10mol/L，
故答案为：2.0×10^-10；
II（1）c（H⁺）增大，平衡2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O右移，溶液呈橙色，
故答案为：橙；
（2）根据电子得失守恒：n（Cr₂O₇^2-）×6=n（FeSO₄•7H₂O）×1，n（FeSO₄•7H₂O）=$\frac{1mol×6}{1}$=6mol，
故答案为：6；
（3）当c（Cr³⁺）=10^-5mol/L时，溶液的c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$=10^-9 mol/L，c（H⁺）═$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol/L，溶液的pH应调至5；
故答案为：5．

点评 本题考查了盐溶液酸碱性的判断、溶液中离子浓度的关系、难溶物溶解平衡及其计算，题目难度中等，注意掌握判断溶液中离子浓度大小的常用方法，明确电荷守恒、物料守恒的含义及有关难溶物溶度积计算方法．