Question

14．請回答：
（1）某同學用0.10mol/L標準NaOH溶液滴定某濃度的鹽酸，滴定是選用酚酞試劑作指示劑，如何判斷滴定達到終點錐形瓶中溶液恰好出現紅色且半分鐘內紅色不褪去．
（2）某同學用已知準確濃度的高錳酸鉀溶液滴定溶液中Fe²⁺的濃度．高錳酸鉀溶液應盛放在圖1甲中（填“甲”或“乙”）
（3）室溫下，使用pH計測定0.1mol/LNH₄Cl溶液的pH=5.12．由此可以得到的結論是abc（填字母）．
a、溶液中c（H⁺）＞c（OH^-）
b、NH₄⁺水解是微弱的
c、NH₃•H₂O是弱堿
d、由H₂O電離出的c（H⁺）＜10^-7mol/L
e、物質的量濃度相等的氨水和鹽酸等體積混合，溶液pH=7
（4）室溫下，用0.1mol/LNaOH溶液分別滴定20.00mL0.1mol/L的鹽酸和醋酸，滴定曲線如圖2所示：
①表示滴定鹽酸的曲線是II（填序號）．
②滴定醋酸溶液的過程中：
Ⅰ．（NaOH）=10.00mL時，溶液中離子濃度由大到小的順序為c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
Ⅱ．c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）時，溶液pH＞7（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）含有Cr₂O₇^2-的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.00×10^-3mol•L^-1的Cr₂O₇^2-．為使廢水能達標排放，作如下處理：
Cr₂O₇^2- $?_{H+}^{綠礬}$Cr³⁺、Fe³⁺ $\stackrel{石灰水}{→}$Cr（OH）₃、Fe（OH）₃
欲使10L該廢水中的Cr₂O₇^2-完全轉化為Cr³⁺，理論上需要加入FeSO₄•7H₂O進行處理，若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol•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）根據待測液中加入酚酞，溶液為無色，反應完全后氫氧化鈉過量，溶液變成紅色判斷達到終點現象；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，應盛放在酸式滴定管中；
（3）室溫下，使用pH計測定0.1mol/LNH₄Cl溶液的pH=5.12，即溶液顯酸性，說明NH₄Cl為強酸弱堿鹽，即NH₃•H₂O為弱堿，據此分析；
（4）①醋酸是弱電解質，HCl是強電解質，相同濃度的醋酸和HCl溶液，醋酸的pH＞鹽酸的pH；
②Ⅰ．V（NaOH）=10.00mL時，醋酸溶液中的溶質為等物質的量濃度的CH₃COOH、CH₃COONa，醋酸電離程度大于醋酸根離子水解程度，溶液呈酸性，再結合電荷守恒判斷；
Ⅱ．當c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）時，根據物料守恒可知，加入的NaOH溶液的物質的量與醋酸的物質的量相同，據此分析；
（5）依據溶度積常數計算得到．

解答 解：（1）鹽酸中加入酚酞，溶液顯示無色，鹽酸反應完全后，加入氫氧化鈉溶液后，溶液顯示紅色，所以滴定終點為滴入最后一滴氫氧化鈉溶液，錐形瓶中溶液恰好出現紅色且半分鐘內紅色不褪去；
故答案為：錐形瓶中溶液恰好出現紅色且半分鐘內紅色不褪去；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，能氧化橡皮管，應盛放在酸式滴定管甲中；
故答案為：甲；
（3）室溫下，使用pH計測定0.1mol/LNH₄Cl溶液的pH=5.12，即溶液顯酸性，說明NH₄Cl為強酸弱堿鹽，即NH₃•H₂O為弱堿．
a、溶液的pH=5.12，即溶液顯酸性，故溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），故a正確；
b、NH₃•H₂O為弱堿，故NH₄⁺是弱堿陽離子，在水溶液中能水解，但一般的單水解程度很微弱，故b正確；
c、溶液顯酸性，說明NH₄Cl為強酸弱堿鹽，即NH₃•H₂O為弱堿，故c正確；
d、NH₄Cl為強酸弱堿鹽，在水溶液中能水解，而鹽的水解能促進水的電離，故此溶液中由H₂O電離出的c（H⁺）＞10^-7mol/L，故d錯誤；
e、物質的量濃度相等的氨水和鹽酸等體積混合，會恰好完全反應得NH₄Cl溶液，但由于NH₄Cl為強酸弱堿鹽，水解顯酸性，故溶液的pH＜7，故e錯誤．
故選abc；
（4）①醋酸是弱電解質，HCl是強電解質，相同濃度的醋酸和HCl溶液，醋酸的pH＞鹽酸的pH，所以I是滴定醋酸的曲線，Ⅱ表示的是滴定鹽酸的曲線，故答案為：II；
②Ⅰ．V（NaOH）=10.00mL時，醋酸溶液中的溶質為等物質的量濃度的CH₃COOH、CH₃COONa，醋酸電離程度大于醋酸根離子水解程度，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），再結合電荷守恒得c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），故離子濃度的關系為c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案為：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
Ⅱ．當c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）時，根據物料守恒可知，加入的NaOH溶液的物質的量與醋酸的物質的量相同，此時兩者恰好完全反應得醋酸鈉溶液，而醋酸鈉為強堿弱酸鹽，水解顯堿性，故溶液的pH＞7；
故答案為：＞．
（5）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．

點評 本題考查了中和滴定、酸堿混合溶液定性判斷、氧化還原滴定、溶度積，涉及弱電解質的電離、鹽類水解、氧化還原反應計算應用等知識，根據弱電解質的電離特點、溶液酸堿性及鹽類水解等知識點來分析解答，題目難度中等．