Question

下表是25℃时几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的溶度积Ksp回答下列问题：

电解质	平衡方程式	平衡常数K	Ksp
CH3COOH	CH3COOH?CH3COO-+H+	1.76×10-5	-
C6H5OH（苯粉）	C5H5OH?C6H5O-+H+	1.1×10-10
NH3?H2O	NH3?H2O?NH4++OH-	1.76×10-5	-
BaSO4	BaSO4（s）?Ba2++SO42-（aq）	-	1.07×10-10
BaCO3	BaCO3（s）?Ba2++CO32-（aq）	-	2.58×10-9

（1）25℃时，将等体积、等浓度的醋酸和氨水混合，混合液中：c（CH₃COO^-）

 

（填“＞”“=”或“＜”）c（NH₄⁺）．

（2）25℃时，向10mL 0.01mol?L-¹苯酸溶液中滴加VmL0.01mol?L-1氨水，混合液中粒子浓度关系正确的是

 

A．若混合液pH=7，则V＞10
B．若混合液pH＜7，则c（NH₄⁺）＞c（C₆H₅O^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
C．V=10时，混合液中水的电离程度小于10mL 0.01mol?L^-1苯酚溶液中水的电离程度
D．V=5时，2c（NH₃?H₂O）+2c（NH₄⁺）═2c（C₆H₅O^-）+c（C₅H₅OH）
（3）如图所示，有T₁、T₂不同温度下两条BaSO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线．
①T₁

 

（填“＞”、“＜”或“=”）T₂；T₂温度时Ksp（BaSO₄）=

 

．
②讨论T₁温度时BaSO₄的沉淀溶解平衡曲线，下列说法正确的是

 

（填序号）．
a．加入Na₂SO₄不能使溶液由a点变为b点
b．在T₁曲线上方区域（不含曲线）任意一点时，均有BaSO₄沉淀生成
c．蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点（不含a、b）
d．升温可使溶液由b点变为d点．
（4）现有0.2mol的BaSO₄沉淀．每次用1L饱和Na₂CO₃溶液（浓度为1.7mol?L^-1）处理若使中的SO₄^2-全部转化到溶液中，需要反复处理

 

次．[提示：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）]．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）25℃时，醋酸和一水合氨的电离平衡常数相等，则等浓度等体积的醋酸和一水合氨混合，溶液呈中性；
（2）相同温度下，一水合氨的电离程度大于苯酚，则苯酚铵溶液呈碱性，
A．如果V=10，两溶液恰好反应生成苯酚铵，溶液显示碱性，若反应后的溶液为中性，则加入的氨水体积应该稍小；
B．混合液pH＜7，溶液中的溶质为苯酚和苯酚铵，pH＜7，根据电荷守恒可知：c（C₆H₅O^-）＞c（NH₄⁺）；
C．含有弱根离子的盐促进水电离；
D．任何电解质溶液中都遵循物料守恒，根据物料守恒判断；
（3）①升高温度促进难溶物溶解；Ksp（BaSO₄）=c（Ba²⁺）．c（SO₄^2-）；
②A．硫酸钠抑制硫酸钡电离；
B．在T₁曲线上方区域（不含曲线）为过饱和溶液；
C．蒸发溶剂，增大溶液中溶质的浓度，温度不变，溶度积常数不变；
D．升温增大溶质的溶解，溶液中钡离子、硫酸根离子浓度都增大；
（4）根据化学方程式和化学平衡常数进行计算．

解答： 解：（1）25℃时，醋酸和一水合氨的电离平衡常数相等，则等浓度等体积的醋酸和一水合氨混合，溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得（H⁺）+（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），所以得（NH₄⁺）=c（CH₃COO^-），
故答案为：=；
（2）相同温度下，一水合氨的电离程度大于苯酚，则苯酚铵溶液呈碱性，
A．当V=10时，反应生成苯酚铵，溶液为碱性，如果使溶液为中性，则加入的氨水体积稍小，即V＜10mL，故A错误；
B．若混合液pH＜7，溶液中的溶质为苯酚和苯酚铵，pH＜7，则c（H⁺）＞c（OH^-），溶液中电荷守恒，根据电荷守恒得c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（C₆H₅O^-）+c（OH^-），所以c（C₆H₅O^-）＞c（NH₄⁺），故B错误；
C．含有弱根离子的盐促进水电离，酸抑制水电离，所以苯酚铵促进水电离，苯酚抑制水的电离，所以混合液中水的电离程度大于10mL 0.01mol?L^-1苯酚溶液中水的电离程度，故C错误；
D．V=5时，根据混合液中的物料守恒得可得：2c（NH₃?H₂O）+2c（NH₄⁺）=c（C₆H₅O^-）+c（C₆H₅OH），故D正确；
故答案为：D；
（3）①升高温度促进难溶物溶解，根据图象知T₂的溶度积常数大于T₁，所以温度：T₁＜T₂；
Ksp（BaSO₄）=c（Ba²⁺）．c（SO₄^2-）=1.0×10^-4×5.0×10^-3=5×10^-7，
故答案为：＜；5.0×10^-7；
②A．硫酸钠抑制硫酸钡电离，硫酸根离子浓度增大，导致溶液中钡离子浓度减小，所以可以使溶液由a点变为b点，故A错误；
B．在T₁曲线上方区域（不含曲线）为过饱和溶液，所以有晶体析出，故B正确；
C．蒸发溶剂，增大溶液中溶质的浓度，温度不变，溶度积常数不变，所以蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点（不含a、b），故C正确；
D．升温增大溶质的溶解，溶液中钡离子、硫酸根离子浓度都增大，故D错误；
故答案为：BC；
（4）设每次用1.0L 1.7 mol?L^-1饱和Na₂CO₃溶液能处理xmol BaSO₄，
BaSO₄+CO₃^2-=BaCO₃+SO₄²
  （1.7-x）mol?L^-1 x mol?L^-1
溶解平衡常数为：K=

c(SO42-)

c(CO32-)

=

x

1.7-x

=

1.07×10-10

2.58×10-9

≈0.0415，
解得：x=0.068，
处理次数为：

0.2mol

0.068mol

=2.9，
所以至少处理3次；
故答案为：3次．

点评：本题考查酸碱混合的定性判断、难溶电解质的溶解平衡及弱电解质的电离等知识，题目较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力，正确理解溶度积曲线是解本题关键，结合溶度积常数来分析解答．