Question

【題目】Ⅰ．下表是不同溫度下水的離子積數據：

溫度/℃	25	t1	t2
水的離子積KW	1×10-14	1×10-13	1×10-12

試回答以下問題：

（1）在t2℃下，將amol·L-1CH3COOH溶液與bmol·L-1NaOH客液等體積混合反應后，溶液恰好呈中性，則該溫度下CH3COOH 的電離常數Ka=_______(用a、b 表示)。

（2）25℃時，有pH=4的醋酸溶液和氯化氨溶液，醋酸中水電離高出的H+濃度與氯化氨溶液中水電離出的H+濃度之比是_______。

（3）25℃時，向體積為VamLpH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液VbmL 至溶液恰好呈中性，則Va與的Vb關系是Va_______Vb (填“>”、“<”或“=”)。

（4）醋酸溶液中存在電離平衡：CH3COOHCH3COO-+H+，下列敘述不確的是（______）

a．CH3COOH 溶液中離子濃度的關系滿足：c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-）

b．0.1mol/L的CH3COOH 溶液加水稀釋，溶液中c(OH-)減小

c．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固體，平衡逆向移動

d．常溫下，pH=2的CH3COOH溶液與pH=12的NaOH 溶液等體積混合后溶液的pH<7

e ．室溫下，向pH=3的醋酸溶液中加水稀釋，溶液中不變

Ⅱ．某鎂鹽溶液中含有雜質離子Cr3+，所含主要離子及其濃度如下表所示(H+和OH-未列出)：

離子	Mg2+	Cr3+	Cl-
濃度(mol·L-1)	0.5	0.01	a

已知25℃時，KspCr(OH)3=10-32；KspMg(OH)2=5×10-11；操作過程中溶液體積的變化忽略不計。

（5）表格中的a___________1.03(填“<”、“＞”或“=”)。

（6）除去雜質Cr3+離子，可加入MgO調節溶液pH， 理論上應調節pH的范圍是_______。

（7）溶液經除雜、過濾后，由濾液制取氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)的操作是_________________。

Answer 1

【答案】 10-10∶10-4 < b )> 4≤pH＜9 或4＜pH＜9 濾液中加鹽酸(或在HCl氣流中)，加熱濃縮，冷卻結晶，過濾

【解析】Ⅰ．（1）在t2℃下，將amol·L-1CH3COOH溶液與bmol·L-1NaOH客液等體積混合反應后，溶液恰好呈中性。由于醋酸鈉溶液顯堿性，所以醋酸過量，反應后的溶液中，c(CH3COO-)=0.5bmol/L，c(CH3COOH)=0.5(a-b)mol/L，c(H+)=1×10-6mol/L，則該溫度下CH3COOH的電離常數Ka=。

（2）25℃時，有pH=4的醋酸溶液和氯化氨溶液，醋酸中水的電離受到了抑制，其中水電離的H+濃度等于OH-濃度，即10-10mol/L；所化銨溶液中，水的電離受到促進，水電離高出的H+濃度等于10-4mol/L。因此，醋酸中水電離高出的H+濃度與氯化氨溶液中水電離出的H+濃度之比是10-10∶10-4（即1:1000000）。

（3）pH=3的醋酸溶液中的c(H+)與pH=11的NaOH溶液中的c(OH-)相等，由于醋酸是弱酸，不能完全電離，所以醋酸的物質的量濃度遠遠大于氫氧化鈉的物質的量濃度，若兩者等體積混合，則混合后溶液一定會因為醋酸過量而使其顯酸性。因此，25℃時，向體積為VamLpH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液VbmL至溶液恰好呈中性，則Va與的Vb關系是Va<Vb。

（4）醋酸溶液中存在電離平衡：CH3COOHCH3COO-+H+。a．由電荷守恒可知，CH3COOH溶液中離子濃度的關系滿足c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)，a正確；b．0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀釋，溶液的酸性減弱，所以溶液中c(OH-)增大，b不正確；c．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固體，可使溶液中的醋酸根離子的濃度增大，所以平衡逆向移動，c正確；d．常溫下，pH=2的CH3COOH溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合后，過量很多的醋酸使溶液呈酸性，pH<7，d正確；e．室溫下，向pH=3的醋酸溶液中加水稀釋，溶液中，所以其值不變，e正確。綜上所述，敘述不確的是b 。

Ⅱ．（5）根據電荷守恒可得c(Cl-)+c(OH-)=2c(Mg2+)+3c(Cr3+)+c(H+)，因為氯化鎂、氯化鉻都可水解而使溶液呈酸性，所以c(Cl-)＞2c(Mg2+)+3c(Cr3+)=（2×0.5+0.01×3）mol/L=1.03mol/L，則a＞1.03。

（6）由KspCr(OH)3=10-32可知，Cr3+產生沉淀時溶液中c(OH-)==mol/L=10-10mol/L，則溶液的pH=4；由KspMg(OH)2=5×10-11可知，Mg2+產生沉淀時溶液中c(OH-)==mol/L=10-5mol/L，則溶液的pH=9。調節溶液的pH時，要保證除去鉻離子，但不能讓鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀，所以理論上應調節pH的范圍是4≤pH＜9或4＜pH＜9 。

（7）通常從溶液中獲取結晶水合物的操作是加熱濃縮、冷卻結晶、過濾。因為氯化鎂易水解，為防止其水解，應該加入適量的鹽酸，然后再加熱濃縮，冷卻結晶，過濾。所以，由濾液制取氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)的操作是濾液中加鹽酸(或在HCl氣流中)，加熱濃縮，冷卻結晶，過濾。