Question

【题目】沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。

Ⅰ．汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收，生成CaSO3浊液。已知常温下Ka1(H2SO3)=1.8×10-2，Ka2(H2SO3)=6.0×10-9 常温下测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH=9，忽略SO32-的第二步水解，则Ksp(CaSO3)=__________ 。CaSO3易变质为CaSO4，水垢中含有较多的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为：_________；

Ⅱ．已知25℃时，NH3H2O电离常数Kb=1.8×10-5，Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11，向0.4mol/L的氨水中加入等体积浓度为6×10-4mol/L MgCl2 溶液，________沉淀生成（填“无”或“有”），并简述理由______；若某溶液中C(Mg2+)=1.2×10-3mol/L，需向其中加入等体积的NaOH溶液浓度为_____ mol/L时，可使Mg2+恰好沉淀完全（忽略溶液体积变化）。

Ⅲ．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，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：

CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3

其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+Cr2O72-（橙色）+H2O

①若平衡体系的pH=2，则溶液显____________色。

②能说明第①步反应达平衡状态的是_____________。

A．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B．2v (Cr2O72-) =v (CrO42-) C．溶液的颜色不变

③第②步中，还原1mol Cr2O72-离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。

④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Ksp＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至__________。

Answer 1

【答案】 4.2×10-9 CaSO4(s)＋CO32－(aq)CaCO3(s)＋SO42－(aq) 有 因为C(OH-)=(KbC)1/2，Qc=C(Mg2+)C(OH-)2=1.08×10-9＞Ksp 4.4×10-3 橙 c 6 5

【解析】Ⅰ由Ka2（H2SO3）=6.0×10-9可知SO32-+H2OHSO3-+OH-的水解平衡常数。常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，忽略第二步水解可以得到：c（HSO3-）=c（OH-）=1×10-5mol/L，可知 。又c（Ca2+）=c（SO32-）+c（HSO3-）=7×10-5 mol/L，所以Ksp（CaSO3）=c（Ca2+）×c（SO32-）=7×10-5×6×10-5=4.2×10-9。碳酸钙比硫酸钙更难溶，可以通过增大碳酸根浓度的方法将硫酸钙转化为碳酸钙，反应为：CaSO4(s)＋CO (aq)CaCO3(s)＋SO (aq)。

Ⅱ、氨水存在电离平衡：NH3·H2ONH4+ + OH，忽略水电离，认为铵根离子浓度等于氢氧根离子浓度，考虑电离的氨水很少，所以NH3·H2O的浓度近似就是0.2mol/L（注意溶液体积是原来2倍，各自浓度都是一半）。根据平衡常数可以计算c(OH-)=。c(Mg2+)=3×10-4mol/L，所以Qc=3×10-4×=1.08×10-9＞Ksp，所以有沉淀。

Ⅲ：①若平衡体系的pH=2，在酸性环境下，化学反应平衡正向移动，溶液显示橙色。

②a．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同，没有强调不变，所以不一定平衡，故a错误；b．式中未说明反应速率是指正反应还是逆反应，无法判断是不是平衡状态，故b错误；c．溶液的颜色不变，证明各组分的浓度不随时间的变化而变化，故c正确。

③第②步中，还原1molCr2O72-离子，即得到了6mol的电子，根据氧化还原反应中的电子守恒，硫酸亚铁中的亚铁离子变为三价铁离子失去1个电子，所以需要6mol的FeSO4·7H2O。

④c(Cr3+)降至10-5mol/L， ，所以pH=5。