Question

4．物質(zhì)在水溶液中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡或沉淀溶解平衡，它們都可看作化學(xué)平衡的一種．請(qǐng)根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識(shí)回答下列問題：
（1）體積均為10mL、pH均為2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至
1 000mL，稀釋過程中溶液pH變化如圖所示．則稀釋后，HX溶液中水電離的c（H⁺）＞醋酸溶液中水電離的c（H⁺）；電離常數(shù)K_a（HX）＞K_a（CH₃COOH）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）已知KHC₂O₄溶液呈酸性．
①KHC₂O₄溶液中，各離子濃度由大到小的順序是c（K⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．
②在KHC₂O₄溶液中，各粒子濃度關(guān)系正確的是CD．
A．c（C₂O₄^2-）＜c（H₂C₂O₄）．
B．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HC₂O₄^-）+2c（H₂C₂O₄）
C．c（K⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-）  
D．c（K⁺）═c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）
（3）含有Cr₂O₇^2-的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.0×10^-3 mol•L^-1的Cr₂O₇^2-．為了使廢水的排放達(dá)標(biāo)，進(jìn)行如下處理：Cr₂O₇^2-$→_{H+}^{綠礬}$Cr³⁺、Fe³⁺$\stackrel{石灰水}{→}$Cr（OH）₃、Fe（OH）₃
①該廢水中加入綠礬和H⁺，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．
②若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2.0×10^-13 mol•L^-1，則殘留的Cr³⁺的濃度為3×10^-6mol•L^-1．（已知：K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）

Answer 1

分析 （1）由圖可知，稀釋相同的倍數(shù)，HX的pH變化程度大，則酸性HX強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大；稀釋后，HX電離生成的c（H⁺）小，對(duì)水的電離抑制能力小；
（2）①已知KHC₂O₄溶液呈酸性，HC₂O₄^-電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性；
②A．草酸氫鉀溶液呈酸性，說明HC₂O₄^-電離程度大于水解程度；
B．KHC₂O₄溶液中，根據(jù)物料守恒可得：c（K⁺）=c（H₂C₂O₄）+c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-），電荷守恒為：c（K⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（OH^-）+2c（C₂O₄^2-），將鉀離子濃度帶入電荷守恒判斷；
C．從溶液電中性的角度判斷，溶液中存在電荷守恒，陰陽離子所帶電荷總數(shù)相同；
D．從溶液物料守恒來判斷，n（K）=n（C）；
（3）①酸性條件下，Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可氧化Fe²⁺；
②廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2.0×10^-13 mol•L^-1，可根據(jù)K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38計(jì)算c（OH^-），結(jié)合K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31計(jì)算Cr³⁺的濃度．

解答 解：（1）由圖可知，稀釋相同的倍數(shù)，HX的pH變化程度大，則酸性HX強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大；稀釋后，HX電離生成的c（H⁺）小，對(duì)水的電離抑制能力小，所以HX溶液中水電離出來的c（H⁺）大，
故答案為：＞；＞；
（2）①已知KHC₂O₄溶液呈酸性，HC₂O₄^-電離程度大于其水解程度，溶液顯酸性，離子濃度大小為：c（K⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（K⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；   
②在KHC₂O₄溶液中，
A．草酸氫鉀溶液呈酸性，說明HC₂O₄^-電離程度大于水解程度，則c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），故A錯(cuò)誤；
B．KHC₂O₄溶液中，根據(jù)物料守恒可得：c（K⁺）=c（H₂C₂O₄）+c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-），電荷守恒為：c（K⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（OH^-）+2c（C₂O₄^2-），將鉀離子濃度帶入電荷守恒可得：c（H₂C₂O₄）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（C₂O₄^2-），即c（H₂C₂O₄）+c（H⁺）-c（C₂O₄^2-）=c（OH^-），故B錯(cuò)誤；
C．溶液存在電荷守恒，則有c（K⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（OH^-）+2c（C₂O₄^2-），故C正確；
D．在0.1mol•L^-1KHC₂O₄溶液中，存在H₂C₂O₄、C₂O₄^2-、HC₂O₄^-和K⁺，根據(jù)物料守恒可知c（K⁺）=c（H₂C₂O₄）+c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-），故D正確；
故答案為：CD；
（3）①酸性條件下，Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可氧化Fe²⁺，反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol•L^-1，K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=4.0×10^-38，計(jì)算得到c³（OH^-）=2×10^-25mol/L，則殘留的Cr³⁺的濃度為K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）=6.0×10^-31 ，c（Cr³⁺）=3×10^-6mol•L^-1；
故答案為：3×10^-6mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查弱酸的電離及其影響因素、鹽類水解的應(yīng)用及其離子濃度的大小比較、氧化還原滴定、溶度積等知識(shí)，題目難度中等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意把握基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用，題目難度中等．