Question

(12分)弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡和難溶物的溶液平衡均屬于化學平衡。
I、已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂AH^＋+HA^－，HA^－H^＋+A^2－。
⑴NaHA溶液的pH      (填大于、小于或等于) Na₂A溶液的pH。
⑵某溫度下，若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性。此時該混合溶液中下列關系中，一定正確的是       。
a．c(H^＋)·c(OH^－)＝1×10^―14          b．c(Na^＋)+c(K^＋)＝c(HA^－)+2c(A^2－)
c．c(Na^＋)＞c(K^＋)                    d．c(Na^＋)+c(K^＋)＝0.05 mol/L
⑶已知常溫下H₂A的鈣鹽(CaA)飽和溶液中存在以下平衡：
CaA(s)Ca^2＋(aq)+A^2－(aq)  △H＞0。
①降低溫度時，K_sp           (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②滴加少量濃鹽酸，c(Ca^2＋)      (填“增大”、“減小”或“不變”)。
II、含有Cr₂O₇^2－的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.00×10^－3 mol·L^－1的Cr₂O₇^2－。為使廢水能達標排放，作如下處理：

（1）該廢水中加入綠礬(FeSO₄·7H₂O)和H⁺，發生反應的離子方程式為：              。
（2）欲使10L該廢水中的Cr₂O₇^2－完全轉化為Cr³⁺，理論上需要加入    g FeSO₄·7H₂O。
（3）若處理后的廢水中殘留的c(Fe³⁺)＝2×10^－13mol·L^－1，則殘留的Cr³⁺的濃度為    。(已知：K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38  K_sp[Cr(OH)₃]＝6.0×10^－31)

Answer 1

I⑴小于（2分）⑵bc（2分）⑶①減小（1分）②增大（1分）
II（1）Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O(2分)
⑵83.4g（2分）         ⑶3×10^－6mol·L^－1（2分）

I、（1）由“越弱越水解”可知，酸性H₂A>HA^－，則NaHA溶液的堿性弱于Na₂A溶液
（2）溫度不確定，所以c(H^＋)·c(OH^－)不一定為1×10^―14；
由電荷守恒可知中，c(H^＋)+c(Na^＋)+c(K^＋)＝c(HA^－)+2c(A^2－)+c(OH^－)，由于溶液呈中性，則c(H^＋)＝c(OH^－)，c(Na^＋)+c(K^＋)＝c(HA^－)+2c(A^2－)
若兩溶液的體積相同，則是最終溶液為Na₂A，呈堿性，所以KOH溶液的體積相對小，等濃度的情況下，必然c(Na^＋)＞c(K^＋)，c(Na^＋)+c(K^＋)也不可能等于0.05 mol/L
⑶CaA(s)Ca^2＋(aq)+A^2－(aq)  △H＞0，降低溫度，平衡左移，K_sp減小；滴加少量濃鹽酸，A^2－被消耗，平衡右移，c(Ca^2＋)增大。
II、（2）由Cr₂O₇^2-～6FeFeSO₄·7H₂O，可求得需要FeSO₄·7H₂O為：10×5.00×10^－3×6×278=83.4g
（3）K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38=c(Fe³⁺)×c(OH^—)³=2×10^－13×c(OH^—)³
可知：c(OH^—)³=2×10^－25
則：c(Cr³⁺)=K_sp[Cr(OH)₃]/c(OH^—)³=6.0×10^－31/2×10^－25=3×10^－6mol·L^－1