Question

【題目】弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶解平衡均屬于化學平衡．根據要求回答問題

（1）鋁鹽的水解原理在生活中應用廣泛，如明礬常作凈水劑，其凈水的原理是_________（用離子方程式表示）；如硫酸鋁常作泡沫滅火器原料之一，其原理是________________（用離子方程式表示）。

（2）室溫下，0．1 mol／L的某二元酸H2B溶液中，溶液中存在的含B粒子只有HB一、B2－，回答下列問題：

①寫出H2B在水中的電離方程式是_________________________________________；

②在0.1 mol/L 的Na2B溶液中，下列粒子濃度關系式正確的是_______；

A．c(B2－)＋c(HB－)＋c(H2B)＝0.1 mol/L B．c(Na＋)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(HB－)

C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HB－)＋2c(B2－) D．c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)

③已知0.1 mol/L NaHB溶液的pH＝2, 0.1 mol/L NaHB溶液中各種離子濃度由大到小的順序為______________________________________________。

（3）已知25 ℃時有關弱酸的電離平衡常數如下：HCN:4.9×10－10，H2CO3:K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11，向NaCN溶液中通入少量二氧化碳氣體，寫出發生反應的化學方程式 ________。

（4）含Cr2O72﹣的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.0×10﹣3 mol·L﹣1的Cr2O72﹣．為了使廢水的排放達標，進行如下處理：

①綠礬為FeSO4·7H2O，反應（I）中FeSO4與Cr2O72﹣的物質的量之比為_________．

②常溫下若處理后的廢水中c（Cr3+）=6.0×10﹣7 mol·L﹣1，則處理后的廢水的pH=______．（Ksp[Cr（OH）3]=6.0×10﹣31）

Answer 1

【答案】 Al3++3H2OAl（OH）3+3H+ Al3++3HCO3－===Al（OH）3+3CO2↑ H2B===H＋＋HB－；HB－H＋＋B2－ CD c(Na+ )> c(HB-)> c(H+)> c(B2-)> c(OH-) H2O+CO2+NaCN=HCN+NaHCO3 6:1 6

【解析】（1）明礬溶于水電離出鋁離子，鋁離子易水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮物而凈水，所以明礬能凈水，離子方程式為Al3++3H2OAl（OH）3+3H+；硫酸鋁常作泡沫滅火器原料之一，與碳酸氫鈉反應生成氫氧化鋁同時生成二氧化碳和硫酸鈉，反應的離子方程式為：Al3++3HCO3－=Al（OH）3+3CO2↑；（2）①二元酸H2B溶液中存在的含B粒子只有HB一、B2－，說明不存在酸分子第一步電離完全，存在HB一說明第二步電離不完全，故H2B在水中的電離方程式是：H2B=H＋＋HB－、HB－H＋＋B2－；②在Na2B溶液中存在：Na2B=2Na＋＋B2－，B2－＋H2OHB－＋OH－，H2OH＋＋OH－。由電荷守恒知c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(B2－)＋c(OH－)＋c(HB－)，選項C正確；由物料守恒知c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)＝0.2 mol·L－1，選項D正確；在Na2B溶液中不存在H2B，選項A錯誤；由物料守恒和電荷守恒知選項B錯誤。答案選CD；③0.1 mol/L NaHB溶液的pH＝2，則HB-的電離大于水解，c(HB-)> c(B2-)，c(Na+ )最大， H+來自于HB-的電離和水的電離，故c(HB-)> c(H+)> c(B2-)，因此在NaHB溶液中各離子濃度大小順序為c(Na+ )> c(HB-)> c(H+)> c(B2-)> c(OH-)；（3）已知25 ℃時有關弱酸的電離平衡常數如下：HCN:4.9×10－10，H2CO3:K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11，則酸性強弱H2CO3>HCN>HCO3-，所以HCN和碳酸根離子反應生成CN-、HCO3-，則Na2CO3溶液中加入過量HCN，反應方程式為：Na2CO3+HCN=NaHCO3+NaCN；（4）①Cr2O72﹣有較強氧化性，FeSO4·7H2O中Fe2+有一定的還原性，在酸性介質中發生氧化還原反應，由實驗流程可知，第（I）步反應中Cr2O72﹣在酸性條件下將Fe2+氧化為Fe3+，自身被還原為Cr3+，根據守恒元素守恒及所處環境可知，還應有水生成，反應離子方程式為Cr2O72﹣+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故反應（I）中FeSO4與Cr2O72﹣的物質的量之比為6：1；②Ksp[Cr（OH）3]= c(Cr3+)c3(OH-)=6.0×10﹣7×c3(OH-)=6.0×10﹣31，則c(OH-)=1.0×10﹣8，故pH=6。