Question

化學學科中的平衡理論主要包括：化學平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡四種，且均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：
（1）常溫下，取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是

B

（填”A”或”B”）．設鹽酸中加入的Zn質量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質量為m₂．則m₁

＜

m₂．（選填”＜“、”=“或”＞“）
（2）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．該反應的平衡常數表達式K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，升高溫度，K值

減小

（填”增大”“減小”或”不變”）．在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1

．
（3）難溶電解質在水溶液中存在著溶解平衡．在某溫下，溶液里各離子濃度以它們化學計量數為方次的乘積是一個常數，叫溶度積常數．例如：Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺ （aq）+2OH^- （aq），某溫度下K_sp=c（Mg²⁺）[c（OH^-）]²=2×10^-11．若該溫度下某MgSO₄溶液里c（Mg²⁺）=0.002mol?L^-1，如果生成Mg（OH）₂沉淀，應調整溶液pH，使之大于

10

；該溫度下，在0.20L的0.002mol?L^-1MgSO₄溶液中加入等體積的0.10mol?L^-1的氨水溶液，該溫度下電離常數K(NH3?H2O)=2×10-5，經計算

有

（填”有”或”無”）Mg（OH）₂沉淀生成．
（4）常溫下，向某純堿（Na₂CO₃）溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，則該溶液呈

堿

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色的原因時，甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH所致；乙同學認為是溶液中Na₂CO₃電離出的C

O

2- 3

水解所致．請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判（包括操作、現象和結論）．

Answer 1

分析：（1）從醋酸是弱電解質的角度分析，醋酸與Zn反應同時，電離出H⁺，pH變化較緩慢；
（2）化學平衡常數等于生成物的濃度系數次冪之積除以反應物的濃度系數次冪之積；
根據圖象可知，溫度越高，甲醇的含量越低，平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，說明該反應正反應為放熱反應；先根據圖象依據v=

△c

△t

求出求出v（CH₃OH），然后根據速率之比等于化學計量數之比求出v（H₂）；
（3）根據c（OH^-）=

KSP C(Mg2+)

計算氫氧根離子濃度，從而確定溶液的pH，根據混合溶液中氫氧根離子濃度與生成沉淀時所需pH進行比較判斷；
（4）向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸鋇沉淀，根據顏色的變化分析．

解答：解：（1）由于醋酸是弱電解質，與Zn反應同時，電離出H⁺，所以pH變化較緩慢，所以B曲線是醋酸溶液的pH變化曲線．由圖知鹽酸和醋酸的pH變化都是由2到4，鹽酸中氫離子濃度逐漸減小，但醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應時促進醋酸電離，補充反應的氫離子，所以醋酸是邊反應邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案為：B；＜；
（2）因化學平衡常數等于生成物的濃度系數次冪之積除以反應物的濃度系數次冪之積，所以K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，由圖可知，升高溫度，甲醇的含量降低，平衡逆向移動，則化學平衡常數減小，由圖象可知，在500℃時，2min到達平衡，甲醇的平均反應速率v（CH₃OH）=

nB 3L

tB

 mol?（L?min）^-1 =

nB

3tB

mol?（L?min）^-1 ，由速率之比等于化學計量數之比求出，則v（H₂）=2v（CH₃OH）=

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1；
故答案為：K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，減小，

2nB

3tB

mol?（L?min）^-1；
（3）c（OH^-）=

KSP C(Mg2+)

=

2×10-11 0.002

mol/L=10^-4 mol/L，則c（H⁺）=10^-10 mol/L，所以溶液的pH=10，在0.20L的0.002mol?L^-1MgSO₄溶液中加入等體積的0.10mol?L^-1的氨水溶液，假設氨水的電離程度不變，則混合溶液中氫氧根離子濃度=

20

×10^-3 mol/L=4.45×10^-3 mol/L＞10^-4 mol/L，所以有沉淀生成，
故答案為：10，有；
（4）酚酞遇堿變紅色，該溶液呈紅色說明是堿性溶液，要驗證該溶液遇酚酞呈紅色原因，可用以下方法，
方法一：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液顯紅色，說明甲正確，如果紅色褪去，說明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確，
故答案為：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

點評：本題考查較為綜合，涉及弱電解質的電離、化學平衡、難溶電解質的溶解平衡、鹽類水解等知識點，難度較大，弱電解質的電離平衡、化學平衡是高考的熱點，應熟練掌握．