Question

【題目】金屬錳及化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、制造業(yè)等領(lǐng)域。

（1）科研人員將錳粉碎后加入到溶液中使其浸出（假定雜質(zhì)不反應(yīng)，溶液體積不變），發(fā)生反應(yīng)（已知含水溶液為米黃色）

①為加快上述反應(yīng)速率可以采取的措施有________________（寫出一條即可）。

②下列說明反應(yīng)已達(dá)平衡的有_______（填編號(hào)）。

A．溶液的顏色不發(fā)生變化

B．溶液中

C．體系中固體的質(zhì)量不變

D．與濃度的比值保持不變

③室溫下，測(cè)得溶液中陽(yáng)離子濃度 隨時(shí)間的變化情況如下圖所示，則上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________________，的轉(zhuǎn)化率為______________。

④若其他條件不變，10mim后向容器中迅速加入蒸餾水至溶液體積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則再次平衡時(shí) =_____________（不考慮離子水解的影響）。

（2）電解制錳后的廢水中含有Mn2+，常用石灰乳進(jìn)行一級(jí)沉降得到Mn(OH)2沉淀，過濾后再向?yàn)V液中加入等體積的Na2S溶液，進(jìn)行二級(jí)沉降，為了將Mn2+的濃度降到，則加入的Na2S溶液的濃度至少是______________mol/L[已知 ]

Answer 1

【答案】升高溫度或增大c(Sn2+) ACD 3 75％ 0.375molL-1 9.0×10－5

【解析】

(1)①加快反應(yīng)速率的因素有升溫、加壓、增大濃度、加入催化劑、增大接觸面積、構(gòu)成原電池加快反應(yīng)速率等措施；

②化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷；

③圖象分析可知平衡狀態(tài)下Mn2+(aq)濃度為0.75mol/L，Sn2+(aq)濃度0.25mol/L，平衡常數(shù)K=，Mn2+的產(chǎn)率為Sn的轉(zhuǎn)化率；

④若其他條件不變，10min后向容器中迅速加入蒸餾水至溶液體積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，濃度變?yōu)樵瓉?lái)的一半；

(2)由過濾后再向?yàn)V液中加入等體積的Na2S溶液，進(jìn)行二級(jí)沉降，結(jié)合MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2-)進(jìn)行計(jì)算得到硫離子濃度，體積增大一倍濃度減小原來(lái)的一半，據(jù)此計(jì)算。

(1)①為加快上述反應(yīng)速率可以采取的措施有升溫、增大c(Sn2+)離子濃度等；

②發(fā)生反應(yīng)Mn(s)+Sn2+(aq)Mn2+(aq)+Sn(s)(已知含Sn2+水溶液為米黃色)；

A．溶液的顏色不發(fā)生變化，說明離子濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；

B．溶液中c(Mn2+)=c( Sn2+)和起始濃度變化濃度有關(guān)，與平衡狀態(tài)無(wú)直接關(guān)系，故B錯(cuò)誤；

C．體系中固體的質(zhì)量不變，說明溶液中離子濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D．Mn2+與Sn2+濃度的比值保持不變說明正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；

故答案為：ACD；

③圖象分析可知平衡狀態(tài)下Mn2+(aq)濃度為0.75mol/L，Sn2+(aq)濃度0.25mol/L，平衡常數(shù)K===3，Mn2+的產(chǎn)率為Sn的轉(zhuǎn)化率=×100%=75%；

④若其他條件不變，10min后向容器中迅速加入蒸餾水至溶液體積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，兩種離子濃度都變?yōu)樵瓉?lái)的一半，平衡不移動(dòng)，所以錳離子濃度==0.375molL-1；

(2)由過濾后再向?yàn)V液中加入等體積的Na2S溶液，進(jìn)行二級(jí)沉降，結(jié)合MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2-)進(jìn)行計(jì)算得到硫離子濃度，MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2-)=4.5×10-14，為了將Mn2+降到1.0×10-9mol/L，則c(S2-)===4.5×10-5mol/L，即硫化鈉的濃度是混合后溶液中硫離子濃度的2倍，加入硫化鈉的濃度9.0×10-5mol/L。