Question

【题目】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．根据要求回答问题

（1）铝盐的水解原理在生活中应用广泛，如明矾常作净水剂，其净水的原理是_________（用离子方程式表示）；如硫酸铝常作泡沫灭火器原料之一，其原理是________________（用离子方程式表示）。

（2）室温下，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－，回答下列问题：

①写出H2B在水中的电离方程式是_________________________________________；

②在0.1 mol/L 的Na2B溶液中，下列粒子浓度关系式正确的是_______；

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溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________。

（3）已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下：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气体，写出发生反应的化学方程式 ________。

（4）含Cr2O72﹣的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×10﹣3 mol·L﹣1的Cr2O72﹣．为了使废水的排放达标，进行如下处理：

①绿矾为FeSO4·7H2O，反应（I）中FeSO4与Cr2O72﹣的物质的量之比为_________．

②常温下若处理后的废水中c（Cr3+）=6.0×10﹣7 mol·L﹣1，则处理后的废水的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）明矾溶于水电离出铝离子，铝离子易水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物而净水，所以明矾能净水，离子方程式为Al3++3H2OAl（OH）3+3H+；硫酸铝常作泡沫灭火器原料之一，与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝同时生成二氧化碳和硫酸钠，反应的离子方程式为：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－，说明不存在酸分子第一步电离完全，存在HB一说明第二步电离不完全，故H2B在水中的电离方程式是：H2B=H＋＋HB－、HB－H＋＋B2－；②在Na2B溶液中存在：Na2B=2Na＋＋B2－，B2－＋H2OHB－＋OH－，H2OH＋＋OH－。由电荷守恒知c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(B2－)＋c(OH－)＋c(HB－)，选项C正确；由物料守恒知c(Na＋)＝2c(B2－)＋2c(HB－)＝0.2 mol·L－1，选项D正确；在Na2B溶液中不存在H2B，选项A错误；由物料守恒和电荷守恒知选项B错误。答案选CD；③0.1 mol/L NaHB溶液的pH＝2，则HB-的电离大于水解，c(HB-)> c(B2-)，c(Na+ )最大， H+来自于HB-的电离和水的电离，故c(HB-)> c(H+)> c(B2-)，因此在NaHB溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na+ )> c(HB-)> c(H+)> c(B2-)> c(OH-)；（3）已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下：HCN:4.9×10－10，H2CO3:K1＝4.4×10－7 K2＝4.7×10－11，则酸性强弱H2CO3>HCN>HCO3-，所以HCN和碳酸根离子反应生成CN-、HCO3-，则Na2CO3溶液中加入过量HCN，反应方程式为：Na2CO3+HCN=NaHCO3+NaCN；（4）①Cr2O72﹣有较强氧化性，FeSO4·7H2O中Fe2+有一定的还原性，在酸性介质中发生氧化还原反应，由实验流程可知，第（I）步反应中Cr2O72﹣在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，根据守恒元素守恒及所处环境可知，还应有水生成，反应离子方程式为Cr2O72﹣+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故反应（I）中FeSO4与Cr2O72﹣的物质的量之比为6：1；②Ksp[Cr（OH）3]= c(Cr3+)c3(OH-)=6.0×10﹣7×c3(OH-)=6.0×10﹣31，则c(OH-)=1.0×10﹣8，故pH=6。