Question

回答下列问题。

（1）如右图，某温度（t℃）时水的图像如下，a点离子积K_W=__________mol²·L^-2，该温度下，pH=12的NaOH与pH=2的H₂SO₄等体积混合，溶液显_________性。

（2）25℃时，向0．1mol·L^-1氨水中加入少量NH₄Cl固体，当固体溶解后，测得溶液pH__________，NH₄⁺的物质的量浓度________。（填增大、减小或不变）

（3）体积相等的稀NaOH和CH₃COOH溶液混合，若溶液中c(Na⁺)=c(CH₃COO^-)，则该溶液显______（填“酸性”、“碱性”、“中性”），则混合前c(NaOH)_______C(CH₃COOH)（填“＞”、“＜”或“=”）。

（4）常温时，Fe(OH)₃的K_sp=1×10^-38，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c(Fe³⁺)＜10^-5mol·L^-1），则溶液的pH最小为___________。

（5）用可溶性碳酸盐，可以浸取CaSO₄固体，则溶液浸取过程中会发生反应：

CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）。

已知298K时，K_sp（CaCO₃）=2.80×10^-9， K_sp（CaSO₄）=4.90×10^-5，则此温度下该反应的平衡常数K为_________（计算结果保留三位有效数字）。

Answer

（1）1.0×10-12 碱（2）减小，增大

（3）中性，＜（4）3（5）1.75×104

【解析】

试题分析：（1）根据图知，当c（H+）=10-6 mol/L，c（OH-）=10-6 mol/L，由离子积常数=c（H+）×c（OH-）=10-6×10-6=10-12，pH=2的H2SO4溶液中c（H+）= 0.01 mol/L ， pH = 12的NaOH中c（OH-）=10−12÷10−12 =1mol/L，等体积混合时碱过量，溶液呈碱性；

（2）一水合氨为弱电解质，溶液中存在电离平衡NH3•H2ONH4++OH-，向氨水中加入氯化铵时，溶液中铵根离子浓度增大，抑制一水合氨电离，溶液中氢氧根离子浓度减小，则pH减小；

（3）溶液中存在电荷守恒c（Na+） + c（H+） = c（CH3COO-） + c（OH-） ， c（Na+） = c（CH3COO-），所以c（OH-）=c（H+），所以溶液呈中性；醋酸钠溶液呈碱性，要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，因为二者的体积相等，所以醋酸的浓度大于氢氧化钠；

（4）常温时，Fe（OH）3的Ksp=1×10-38，要使溶液中的Fe3+沉淀完全，残留在溶液中的c（Fe3+）＜10-5mol•L-1；Ksp=c（Fe3+）c3（OH-）=10-5×c3（OH-）=1×10-38 c（OH-）=10-11mol/L，c（H+）=10−14÷10−11=10-3mol/L，溶液pH=3；

（5）溶浸过程中会发生：CaSO4（s） + CO32-（aq） CaCO3（s） + SO42- （aq），CaCO3 （s） =Ca2+ + CO32- ； CaSO4（s） = Ca2+ + SO42-；依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式，转化关系中钙离子相同计算，反应的平衡常数K=c(SO42−) ÷c(CO32−)=Ksp(CaSO4) ÷Ksp(CaCO3) =4.90×10−5 ÷2.80×10−9=1.75×104。

【考点定位】本题主要是考查了酸碱混合溶液定性判断、盐类水解、溶度积常数的计算等知识点

【名师点晴】明确物质的性质是解本题关键，再结合盐类水解的影响因素结合电荷守恒来分析解答，题目难度中等，难点是平衡常数的计算应用，溶度积的计算分析。答题时注意从化学平衡的角度去分析理解。广义的化学平衡包括狭义的化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，这四个方面的平衡被称为四大化学平衡。勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)适用于四大平衡体系。各种平衡常数(化学平衡常数、电离平衡常数、水解平衡常数、溶度积)均为温度的函数。