Question

4．已知K、K_a、K_W、K_h、K_sp分別表示化學平衡常數、弱酸的電離平衡常數、水的離子積常數、鹽的水解平衡常數、難溶電解質的溶度積常數．
（1）有關上述常數的說法正確的是ad．
a．它們都能反映一定條件下對應變化進行的程度
b．它們的大小都隨溫度的升高而增大
c．常溫下，CH₃COOH在水中的K_a大于在飽和CH₃COONa溶液中的K_a
d．一定溫度下，在CH₃COONa溶液中K_W=K_a•K_h
（2）25℃時，將a mol•L^-1的氨水與0.01mol•L^-1的鹽酸等體積混合所得溶液中c（NH${\;}_{4}^{+}$）=
c（Cl^-），則溶液顯中（填“酸”、“堿”或“中”）性；用含a的代數式表示NH₃•H₂O的電離平衡常數K_b=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．
（3）25℃時，H₂SO₃?HSO${\;}_{3}^{-}$+H⁺的電離常數K_a=1×10^-2mol•L^-1，則該溫度下pH=3、c（HSO${\;}_{3}^{-}$）=0.1mol•L^-1的NaHSO₃溶液中c（H₂SO₃）=0.01mol/L．
（4）已知常溫下Fe（OH）₃和Mg（OH）₂的K_sp分別為8.0×10^-38、1.0×10^-11，向濃度均為0.1mol/L的FeCl₃、MgCl₂的混合溶液中加入堿液，要使Fe³⁺完全沉淀而Mg²⁺不沉淀，應該調節溶液pH的范圍是3.3≤pH＜9．（已知lg 2=0.3）

Answer 1

分析 （1）平衡常數只與溫度有關，升高溫度平衡向吸熱方向移動；
（2）所得混合溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），根據電荷守恒得c（OH^- ）═c（H⁺）；根據物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數K_b=$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$；
（3）根據亞硫酸第一步電離平衡常數計算亞硫酸濃度；
（4）$\root{3}{\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{0.1}}$≤c（OH^- ）＜$\sqrt{\frac{Ksp[Mg（OH）_{2}]}{0.1}}$．

解答 解：（1）a．平衡常數等于生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，所以它們都能反映一定條件下對應變化進行的程度，故正確；
b．升高溫度平衡向吸熱方向移動，如果化學平衡正反應是放熱反應，則升高溫度化學平衡常數減小，故錯誤；
c．電離平衡常數只與溫度有關，溫度相同電離平衡常數相同，故錯誤；
d．一定溫度下，在CH₃COONa溶液中K_W=K_a•K_h，故正確；
故選ad；
（2）所得混合溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），根據電荷守恒得c（OH^- ）═c（H⁺），溶液呈中性；根據物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數K_b=$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{5×1{0}^{-3}×1{0}^{-7}}{0.5a-5×1{0}^{-3}}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案為：中；$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$；
（3）電離常數K_a=1×10^-2mol•L^-1，則該溫度下pH=3、c（HSO₃^-）=0.1mol•L^-1的NaHSO₃溶液中c（H₂SO₃）=$\frac{c（{H}^{+}）•c（HS{O}_{3}^{-}）}{{K}_{a}}$=$\frac{0.001×0.1}{0.01}$mol/L=0.01 mol/L，故答案為：0.01 mol/L；
（4）$\root{3}{\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{0.1}}$≤c（OH^- ）＜$\sqrt{\frac{Ksp[Mg（OH）_{2}]}{0.1}}$，$\root{3}{\frac{8.0×1{0}^{-38}}{0.1}}$mol/L≤c（OH^- ）＜$\sqrt{\frac{1.0×1{0}^{-11}}{0.1}}$mol/L，2×10^-13×$\root{3}{100}$mol/L≤c（OH^- ）＜1×10^-5mol/L，$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-15}}$mol/L＜c（H⁺）≤$\frac{1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-13}×\root{3}{100}}$mol/L，則3.3≤pH＜9，
故答案為：3.3≤pH＜9．

點評 本題考查較綜合，涉及溶度積常數計算、弱電解質的電離、酸堿混合溶液定性判斷等知識點，側重考查學生分析計算能力，把握化學反應原理及難溶物溶解平衡是解本題關鍵，注意弱電解質電離平衡常數與其對應弱離子水解程度關系，題目難度中等．