Question

化学学科中的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种，且均符合勒夏特列原理．请回答下列问题：
（1）一定温度下，在一个固定容积的密闭容器中，可逆反应 A（g）+2B（g）═4C（g）△H＞0 达到平衡时，c（A）=2mol?L^-1，c（B）=4mol?L^-1，c（C）=4mol?L^-1．试确定B的起始浓度c（B）的取值范围是

 

；若改变条件重新达到平衡后体系中C的质量分数增大，下列措施可行的是

 

．
A．增加C的物质的量     B．加压     C．升温     D．使用催化剂
（2）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图甲所示．则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是

 

 （填“A”或“B”）．设盐酸中加入的Zn质量为m₁，醋酸溶液中加入的Zn质量为m₂．则m₁

 

 m₂．（选填“＜”、“=”、“＞”）
（3）某温度时，在25mL 0.1mol/L NaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L CH₃COOH溶液，曲线如图乙所示，有关粒子浓度关系的比较正确的是

 

．
A．在A、B间任一点，溶液中一定都有c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
B．在B点，a＞12.5，且有c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=c（OH^-）=c（H⁺）
C．在C点：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
D．在D点：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=2c（Na⁺）
（4）难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡．在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），Ksp=c（Cu²⁺ ）c²（OH^-）=2×10^-20．当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH，使之大于

 

；要使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（使Cu²⁺浓度降至原来的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH值为

 

．
（5）常温下，某纯碱（Na₂CO₃）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色．则该溶液呈

 

性．在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所致；乙同学认为是溶液中Na₂CO₃电离出的CO₃^2-水解所致．请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,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,离子浓度大小的比较

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）若A完全转化为C，B取最小值，若C完全转化为反应物，B取最大值；改变条件重新达到平衡后体系中C的体积分数增大，可使平衡正向移动或增加C；
（2）醋酸为弱酸，等pH时，醋酸浓度较大，与锌反应时，醋酸进一步电离出氢离子，则醋酸的pH变化较小，醋酸中存在电离平衡，氢离子和锌反应时促进醋酸电离，补充反应的氢离子，pH变化等量时，消耗的锌较多，以此解答；
（3）在25mL 0.1mol．L^-1NaOH溶液中逐滴加入0.2mol?L^-1 CH₃COOH 溶液，二者之间相互反应，当恰好完全反应时，所需醋酸的体积为12.5mL，当反应至溶液显中性时，醋酸应稍过量，且c（OH^-）=c（H⁺），注意根据电荷守恒思想来比较离子浓度大小；
（4）根据K_sp=c（Cu²⁺）?[c（OH^-）]²=2×10^-20，根据Cu²⁺离子的浓度计算OH^-离子的浓度，根据水的离子积常数计算氢离子浓度，并以此计算溶液pH值；
（5）常温下，纯碱（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，则该溶液呈碱性；向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸钡沉淀，根据颜色的变化分析．．

解答： 解：（1）可逆反应A（g）+2B（g）?4C（g）△H＞0达到平衡时，c（A）=2mol/L，c（B）=4mol/L，c（c）=4mol/L，若A完全转化为C，消耗B为4mol/L，则B最小值为0mol/L，若C完全转化为反应物，生成2mol/LB，则B的最大值为6mol/L，因反应为可逆反应，均不能完全转化，则B的浓度范围为0mol/L＜c（B）＜6mol/L；
若改变条件重新达到平衡后体系中C的质量分数增大，应使平衡向正反应方向移动，
A增加C的物质的量，等效为增大压强，平衡向逆反应方向移动，C的质量分数降低，故A错误；
B加压，平衡向逆反应方向移动，C的质量分数降低，故B错误；
C升温，平衡向正反应方向移动，C的质量分数增大，故C正确；
D使用催化剂，平衡不移动，C的质量分数不变，故D错误；
故答案为：0mol/L＜c（B）＜6mol/L；C；
（2）由于醋酸是弱电解质，与Zn反应同时，电离出H⁺，所以pH变化较缓慢，所以B曲线是醋酸溶液的pH变化曲线．由图知盐酸和醋酸的pH变化都是由2到4，盐酸中氢离子浓度逐渐减小，但醋酸中存在电离平衡，氢离子和锌反应时促进醋酸电离，补充反应的氢离子，所以醋酸是边反应边电离H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂，
故答案为：B；＜；
（3）A、在A、B间任一点，溶液中只存在四种离子有Na⁺、H⁺、CH₃COO^-、OH^-，根据电荷守恒则有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），c（H⁺）＜c（OH^-），溶液中离子浓度大小关系为：c （Na⁺）＞c （CH₃COO^-）＞c （OH^-）＞c （H⁺），还有可能c （Na⁺）＞c （OH^-）＞c （CH₃COO^-）＞c （H⁺），故A错误；
B、在B点溶液显中性，则结果是c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），则一定有c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），溶液的成分为：反应生成的醋酸钠和剩余的醋酸，醋酸钠的水解程度和醋酸的电离程度相等，故有：c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）=c（H⁺），故B错误；
C、在C点，溶液显酸性，故有c（OH^-）＜c（H⁺），根据电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），故c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），c （CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-），故C错误；
D、在D点时，醋酸剩余，剩余的醋酸的浓度和生成的醋酸钠浓度相等均为0.05mol/l，根据物料守恒，则：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=0.1mol?L^-1，c（Na⁺）=0..05mol/L，c （CH₃COO^-）+c （CH₃COOH）=2c （Na⁺），故D正确；
故选D；
（4）某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，则应有c（OH^-）≥

2×10-20 0.02

mol/L=10^-9mol/L，则c（H⁺）≤

1×10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，
所以pH≥-lg（10^-5）=5；
Cu²⁺沉淀较为完全是的浓度为

0.2mol/L

1000

=2×10^-4mol/L，
则c（OH^-）=

2×10-20 2×10-4

mol/L═10^-8mol/L，
则c（H⁺）=

1×10-14

10-8

mol/L=10^-6mol/L，
所以pH=-lg（10^-6）=6，
故答案为：5； 6；
（5）常温下，纯碱（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，则该溶液呈碱性；
要验证该溶液遇酚酞呈红色原因，可用以下方法：
方法一：向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液显红色，说明甲正确，如果红色褪去，说明乙正确；
方法二：加热，如果红色不变说明甲正确，如果红色加深，说明乙正确，
故答案为：碱； 向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确．

点评：本题考查弱电解质的电离，化学平衡影响因素分析判断，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型和高频考点，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学生学习的积极性，注意把握弱电解质的电离特点和影响因素，平衡移动原理实质理解应用、溶度积常数的计算，题目难度不大，注意把握计算公式的运用．