Question

9．難溶電解質的溶解平衡屬于化學平衡的一種．
（1）已知H₂A在水中存在以下平衡：H₂A?H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-．常溫下CaA的飽和溶液中存在以下平衡CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0，則該飽和溶液呈堿性（填“酸”、“堿”或“中”），將溶液放入冰水浴中，則CaA的K_sp將減小（填“增大”、“減小”或“不變”，下同）；滴加少量濃鹽酸c（Ca²⁺）增大．
（2）含有Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.00×10^-3 mol•L^-1的Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$．為使廢水能達標排放，做如下處理：Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$$→_{H+}^{綠礬}$Cr³⁺、Fe³⁺$\stackrel{石灰水}{→}$Cr（OH）₃、Fe（OH）₃．欲使10L該廢水中的Cr₂O${\;}_{7}^{2-}$完全轉化為Cr³⁺，則理論上需要加入83.4 g FeSO₄•7H₂O．若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2×10^-13 mol•L^-1，則殘留的Cr³⁺的濃度為3×10^-6 mol•L^-1（已知；K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）．

Answer 1

分析 （1）由H₂A的電離方程式可知H₂A為弱酸，CaA水解呈堿性，CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0為吸熱過程，降溫平衡逆向移動，加入鹽酸，可生成HA^-、H₂A；
（2）依據濃度計算10L廢水中Cr₂O₇^2-的物質的量，結合氧化還原反應電子守恒的定量關系計算硫酸亞鐵晶體質量；結合溶度積常數計算．

解答 解：（1）由H₂A的電離方程式可知H₂A為弱酸，CaA水解呈堿性，CaA（s）?Ca²⁺（aq）+A^2-（aq）△H＞0為吸熱過程，降溫平衡逆向移動，加入鹽酸，可生成HA^-、H₂A，則促進CaA的溶解，c（Ca²⁺）增大，
故答案為：堿；減小；增大；
（2）某工廠廢水中含5.00×10^-3 mol•L^-1的Cr₂O₇^2-，n（Cr₂O₇^2-）=10L×5.00×10^-3mol/L=5.00×10^-2mol，
依據氧化還原反應離子方程式：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，得到n（Fe²⁺）=5.00×10^-2mol×6=0.3mol，
需要FeSO₄•7H₂O蒸餾=0.3mol×278g/mol=83.4g，
若處理后的廢水中殘留的c（Fe³⁺）=2×10^-13mol•L^-1，K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）c³（OH^-）=4.0×10^-38，計算得到c³（OH^-）=2×10^-25mol/L，則殘留的Cr³⁺的濃度為K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）=6.0×10^-31 ，c（Cr³⁺）=3×10^-6mol•L^-1，
故答案為：83.4；3×10^-6．

點評 本題考查較綜合，涉及難溶物的溶解平衡、氧化還原反應的計算等知識點，難度較大，根據溫度、電解質溶液對難溶物性質的影響和守恒的角度解答即可．