Question

5．完成下列各小題：
（1）某溫度下，純水中C（H⁺）=2.0×10^-7 mol•L^-1，則此溶液中的C（OH^-）=2×10^-7mol•L^-1．
若溫度不變，滴入稀鹽酸使C（H⁺）=5.0×10^-6 mol•L^-1，則此時溶液中的C（OH^-）=8×10^-9mol/L．
（2）向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至SO₄^2-剛好沉淀完全時，溶液的PH＞7（填＞、＜、=），離子反應總方程式為：Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O；
向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至Al³⁺剛好沉淀完全時，溶液的PH＞7（填＞、＜、=），離子反應總方程式為：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓．
（3）鹽堿地（含較多NaCl、Na₂CO₃）不利于作物生長，通過施加適量石膏可以降低土壤的堿性．試用離子方程式表示該鹽堿地產生堿性的原因為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，用化學方程式表示石膏能降低其堿性的反應原理為：Na₂CO₃+CaSO₄═Na₂SO₄+CaCO₃↓．

Answer 1

分析 （1）水電離的c（OH^-）=c（H⁺），溫度不變，Kw不變，滴入稀鹽酸，使c（H⁺）=5.0×10^-6 mol•L^-1，則c（OH^-）=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$，以此計算，而水電離出的c（H⁺）等于水電離出的c（OH^-）；
（2）假設SO₄^2-的物質的量為1mol或2mol，判斷完全反應需要其它離子的物質的量，進而書寫反應的離子方程式，并判斷溶液的酸堿性；
（3）碳酸根離子水解顯堿性，導致鹽堿地產生堿性；石膏能與碳酸根離子反應，降低堿性．

解答 解：（1）某溫度下純水中的c（H⁺）=2×10^-7mol•L^-1，由于純水顯中性，故此水中的c（OH^-）=2×10^-7mol•L^-1，該溫度下Kw=2×10^-7mol•L^-1×2×10^-7mol•L^-1=4×10^-14（mol•L^-1）²，溫度不變，滴入稀鹽酸，使c（H⁺）=5.0×10^-6 mol•L^-1，則此時溶液中由水電離產生的c（OH^-）=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-6}}$=8×10^-9mol/L，而水電離出的c（H⁺）等于水電離出的c（OH^-），故此溶液中水電離出的c（OH^-）=8×10^-9mol/L，
故答案為：2×10^-7mol•L^-1；8×10^-9mol/L；
（2）假設SO₄^2-的物質的量為2mol，則明礬溶液中含有2mol SO₄^2-，1molAl³⁺，向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至SO₄^2-剛好沉淀完全時，需要2molBa（OH）₂，即加入的Ba²⁺為2mol，OH^-為4mol，生成2molBaSO₄，1molAl³⁺與4molOH^-反應生成1molAlO₂^-，反應的離子方程式為Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O，反應后溶液呈堿性，pH＞7；
向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液，當Al³⁺恰好全部沉淀時，反應生成硫酸鋇、氫氧化鋁、硫酸鉀，離子方程式為：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓，此時溶液pH=7．
故答案為：＞；Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O；=；2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓．
（3）碳酸根離子水解顯堿性，導致鹽堿地產生堿性，水解離子反應為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
石膏能與碳酸根離子反應，降低堿性，化學方程式為Na₂CO₃+CaSO₄═Na₂SO₄+CaCO₃↓，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Na₂CO₃+CaSO₄═Na₂SO₄+CaCO₃↓．

點評 本題為綜合題，涉及鹽類水解、離子反應方程式的書寫、蓋斯定律計算反應熱、離子濃度的比較，注重常考考點的考查，題目難度中等，（3）為解答的難點．