Question

【題目】(1)H2A在水中存在以下平衡：H2AH＋＋HA－，HA－H＋＋A2－。NaHA溶液顯酸性，則溶液中離子濃度的大小順序為__________________________。

(2)已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)飽和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2＋(aq)＋A2－(aq)滴加少量Na2A固體，c(Ca2＋)___(填“增大”“減小”或“不變”)，原因是______。

(3)含有的廢水毒性較大，某工廠廢水中含4.00×10－3 mol·L－1的Cr2O。為使廢水能達標排放，作如下處理： Cr2＋、Fe3＋Cr(OH)3、Fe(OH)3　

①該廢水中加入FeSO4·7H2O和稀硫酸，發生反應的離子方程式為：_______。

②若處理后的廢水中殘留的c(Fe3＋)＝1×10－13 mol·L－1，則殘留的Cr3＋的濃度為__________________。{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10－38 ，Ksp[Cr(OH)3]≈1.0×10－31}

Answer 1

【答案】c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)減小加少量Na2A固體，A2－濃度增大，CaA的溶解平衡向左移動，所以c(Ca2＋)減小Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O1×10－6 mol·L－1

【解析】

(1) H2A在水中存在以下平衡：H2AH+＋HA-，HA－H+＋A2-，所以H2A 是二元弱酸，NaHA在溶液中存在電離平衡和水解平衡，溶液顯酸性，說明HA-的電離程度大于水解程度，以此分析。

(2)加少量Na2A固體，A2－濃度增大，CaA的溶解平衡向左移動。

(3) ①亞鐵離子被氧化的離子方程式為Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

②根據Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38 和Ksp[Cr(OH)3]≈1.0×10－31 可知＝，根據c(Fe3＋)濃度可求出Cr3＋的濃度。

（1）因為鈉離子不水解，HA－既水解又電離，所以c(Na＋)>c(HA－)，因為NaHA溶液顯酸性，所以HA－的電離大于水解，又因為水電離也能產生H＋，所以c(H＋)>c(A2－)，水的電離很微弱，OH－濃度很小，所以c(A2－)>c(OH－)，綜上，c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)。

因此，本題正確答案是：c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)。

（2）由于加入Na2A固體，c(A2-)增大，從而導致溶解平衡左移，c(Ca2+)減小。

因此，本題正確答案是：減小；加少量Na2A固體，A2－濃度增大，CaA的溶解平衡向左移動，所以c(Ca2＋)減小。

（3）Cr2O有較強氧化性，FeSO4·7H2O中Fe2＋有一定的還原性，在酸性介質中發生氧化還原反應，由實驗流程可知，第①步反應中Cr2O在酸性條件下將Fe2＋氧化為Fe3＋，自身被還原為Cr3＋，根據元素守恒及所處環境可知，還應有水生成，反應離子方程式為Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；

因此，本題正確答案是：Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。

（4）根據Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38 和Ksp[Cr(OH)3]≈1.0×10－31，若處理后的廢水中殘留的c（Fe3+）＝1×10-13molL-1，＝，c（Cr3+）＝mol/L=1×10-6molL-1。

因此，本題正確答案是：1×10－6 mol·L－1。