Question

【題目】已知K、Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp分別表示化學平衡常數(shù)、弱酸的電離平衡常數(shù)、弱堿的電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。

（1）有關上述常數(shù)的說法正確的是______。

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Ka大于在飽和CH3COONa溶液中的Ka

d．一定溫度下，在CH3COONa溶液中，Kw＝Ka·Kh

（2）25℃時，將a mol·L－1的氨水與0.01 mol·L－1的鹽酸等體積混合所得溶液中c(NH4+)＝c(Cl－)，則溶液顯_____(填“酸”“堿”或“中”)性；用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb＝____。

（3）高爐煉鐵中發(fā)生的反應有FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH<0。該反應的平衡常數(shù)表達式K＝_____；已知1100 ℃時，K＝0.25，則平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為________；在該溫度下，若測得高爐中c(CO2)＝0.020 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，則此時反應速率是υ(正)_____υ(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

（4）已知高溫下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分別為8.0×10－38、1.0×10－11，向濃度均為0.1 mol·L－1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(diào)節(jié)溶液pH的范圍是______(已知lg2＝0.3)。

Answer 1

【答案】ad 中 20% > 3.3≤pH<9

【解析】

(1)平衡常數(shù)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(jù)電荷守恒得c(OH-)═c(H+)；根據(jù)物料守恒得c(NH3．H2O)=(0.5a-0.005)mol/L，根據(jù)電荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性，NH3H2O的電離常數(shù)Kb=；

(3)依據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)概念書寫表達式；設起始時CO的濃度為1mol/L，

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 1 0

變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) c c

平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L) 1-c c

結(jié)合平衡常數(shù)的表達式計算平衡時CO的濃度，再計算其轉(zhuǎn)化率；依據(jù)濃度商計算結(jié)合平衡常數(shù)比較分析反應進行的方向；

(4)分別計算Fe3+完全沉淀時的pH和Mg2+開始沉淀時的pH。

(1)a．平衡常數(shù)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a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(shù)K減小，故b錯誤；

c．電離平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度相同電離平衡常數(shù)相同，故c錯誤；

d．一定溫度下，在CH3COONa溶液中Ka=，Kh=，Kw=c（H+）·c（OH-），則Kw=KaKh，故d正確；

故選ad；

(2)所得混合溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，根據(jù)電荷守恒得c(OH-)═c(H+)，溶液呈中性；根據(jù)物料守恒得c(NH3．H2O)=(0.5a-0.005)mol/L，根據(jù)電荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性，NH3H2O的電離常數(shù)Kb===；

(3)FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H＜0，平衡常數(shù)是生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物的平衡濃度冪次方乘積，平衡常數(shù)K=；設起始時CO的濃度為1mol/L，

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 1 0

變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) c c

平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L) 1-c c

則平衡常數(shù)K===0.25，解得：c=0.2mol/L，CO的轉(zhuǎn)化率為=20%；已知1100℃時，K=0.25，測得高爐中c(CO2)＝0.020 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，濃度商Qc==0.2＜K，在這種情況下該反應未處于平衡狀態(tài)，反應正向進行，即υ正＞υ逆 ；

(4)Fe3+完全沉淀時溶液中c（OH-）==2×10-11mol/L，c（H+）=5×10-4mol/L，此時溶液的pH=-lgc(H+)=4-lg5=3.3；Mg2+開始沉淀時溶液中c（OH-）==1×10-5mol/L，c（H+）=1×10-9mol/L，此時溶液的pH=9；要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，應該調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為3.3≤pH＜9。