Question

化學(xué)學(xué)科中的平衡理論主要包括：化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡四種，且均符合勒夏特列原理．請回答下列問題：
（1）一定溫度下，在一個固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng) A（g）+2B（g）═4C（g）△H＞0 達到平衡時，c（A）=2mol?L^-1，c（B）=4mol?L^-1，c（C）=4mol?L^-1．試確定B的起始濃度c（B）的取值范圍是

 

；若改變條件重新達到平衡后體系中C的質(zhì)量分數(shù)增大，下列措施可行的是

 

．
A．增加C的物質(zhì)的量     B．加壓     C．升溫     D．使用催化劑
（2）常溫下，取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應(yīng)過程中兩溶液的pH變化如圖甲所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是

 

 （填“A”或“B”）．設(shè)鹽酸中加入的Zn質(zhì)量為m₁，醋酸溶液中加入的Zn質(zhì)量為m₂．則m₁

 

 m₂．（選填“＜”、“=”、“＞”）
（3）某溫度時，在25mL 0.1mol/L NaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L CH₃COOH溶液，曲線如圖乙所示，有關(guān)粒子濃度關(guān)系的比較正確的是

 

．
A．在A、B間任一點，溶液中一定都有c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
B．在B點，a＞12.5，且有c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=c（OH^-）=c（H⁺）
C．在C點：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
D．在D點：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=2c（Na⁺）
（4）難溶電解質(zhì)在水溶液中存在著電離平衡．在常溫下，溶液里各離子濃度以它們化學(xué)計量數(shù)為方次的乘積是一個常數(shù)，叫溶度積常數(shù)．例如：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），Ksp=c（Cu²⁺ ）c²（OH^-）=2×10^-20．當(dāng)溶液中各離子濃度方次的乘積大于溶度積時，則產(chǎn)生沉淀，反之固體溶解．若某CuSO₄溶液里c（ Cu²⁺）=0.02mol?L^-1，如果生成Cu（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使之大于

 

；要使0.2mol?L^-1的CuSO₄ 溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（使Cu²⁺濃度降至原來的千分之一）則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH值為

 

．
（5）常溫下，某純堿（Na₂CO₃）溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色．則該溶液呈

 

性．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時，甲同學(xué)認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH所致；乙同學(xué)認為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設(shè)計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學(xué)的說法以評判（包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論）

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）若A完全轉(zhuǎn)化為C，B取最小值，若C完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，B取最大值；改變條件重新達到平衡后體系中C的體積分數(shù)增大，可使平衡正向移動或增加C；
（2）醋酸為弱酸，等pH時，醋酸濃度較大，與鋅反應(yīng)時，醋酸進一步電離出氫離子，則醋酸的pH變化較小，醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應(yīng)時促進醋酸電離，補充反應(yīng)的氫離子，pH變化等量時，消耗的鋅較多，以此解答；
（3）在25mL 0.1mol．L^-1NaOH溶液中逐滴加入0.2mol?L^-1 CH₃COOH 溶液，二者之間相互反應(yīng)，當(dāng)恰好完全反應(yīng)時，所需醋酸的體積為12.5mL，當(dāng)反應(yīng)至溶液顯中性時，醋酸應(yīng)稍過量，且c（OH^-）=c（H⁺），注意根據(jù)電荷守恒思想來比較離子濃度大�。�
（4）根據(jù)K_sp=c（Cu²⁺）?[c（OH^-）]²=2×10^-20，根據(jù)Cu²⁺離子的濃度計算OH^-離子的濃度，根據(jù)水的離子積常數(shù)計算氫離子濃度，并以此計算溶液pH值；
（5）常溫下，純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，則該溶液呈堿性；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸鋇沉淀，根據(jù)顏色的變化分析．．

解答： 解：（1）可逆反應(yīng)A（g）+2B（g）?4C（g）△H＞0達到平衡時，c（A）=2mol/L，c（B）=4mol/L，c（c）=4mol/L，若A完全轉(zhuǎn)化為C，消耗B為4mol/L，則B最小值為0mol/L，若C完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，生成2mol/LB，則B的最大值為6mol/L，因反應(yīng)為可逆反應(yīng)，均不能完全轉(zhuǎn)化，則B的濃度范圍為0mol/L＜c（B）＜6mol/L；
若改變條件重新達到平衡后體系中C的質(zhì)量分數(shù)增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，
A增加C的物質(zhì)的量，等效為增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，C的質(zhì)量分數(shù)降低，故A錯誤；
B加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，C的質(zhì)量分數(shù)降低，故B錯誤；
C升溫，平衡向正反應(yīng)方向移動，C的質(zhì)量分數(shù)增大，故C正確；
D使用催化劑，平衡不移動，C的質(zhì)量分數(shù)不變，故D錯誤；
故答案為：0mol/L＜c（B）＜6mol/L；C；
（2）由于醋酸是弱電解質(zhì)，與Zn反應(yīng)同時，電離出H⁺，所以pH變化較緩慢，所以B曲線是醋酸溶液的pH變化曲線．由圖知鹽酸和醋酸的pH變化都是由2到4，鹽酸中氫離子濃度逐漸減小，但醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應(yīng)時促進醋酸電離，補充反應(yīng)的氫離子，所以醋酸是邊反應(yīng)邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂，
故答案為：B；＜；
（3）A、在A、B間任一點，溶液中只存在四種離子有Na⁺、H⁺、CH₃COO^-、OH^-，根據(jù)電荷守恒則有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），c（H⁺）＜c（OH^-），溶液中離子濃度大小關(guān)系為：c （Na⁺）＞c （CH₃COO^-）＞c （OH^-）＞c （H⁺），還有可能c （Na⁺）＞c （OH^-）＞c （CH₃COO^-）＞c （H⁺），故A錯誤；
B、在B點溶液顯中性，則結(jié)果是c（OH^-）=c（H⁺），根據(jù)電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），則一定有c（Na⁺）=c（CH₃COO^-），溶液的成分為：反應(yīng)生成的醋酸鈉和剩余的醋酸，醋酸鈉的水解程度和醋酸的電離程度相等，故有：c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）=c（H⁺），故B錯誤；
C、在C點，溶液顯酸性，故有c（OH^-）＜c（H⁺），根據(jù)電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），故c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），c （CH₃COO^-）＞c （Na⁺）＞c （H⁺）＞c （OH^-），故C錯誤；
D、在D點時，醋酸剩余，剩余的醋酸的濃度和生成的醋酸鈉濃度相等均為0.05mol/l，根據(jù)物料守恒，則：c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）=0.1mol?L^-1，c（Na⁺）=0..05mol/L，c （CH₃COO^-）+c （CH₃COOH）=2c （Na⁺），故D正確；
故選D；
（4）某CuSO₄溶液里c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，則應(yīng)有c（OH^-）≥

2×10-20 0.02

mol/L=10^-9mol/L，則c（H⁺）≤

1×10-14

10-9

mol/L=10^-5mol/L，
所以pH≥-lg（10^-5）=5；
Cu²⁺沉淀較為完全是的濃度為

0.2mol/L

1000

=2×10^-4mol/L，
則c（OH^-）=

2×10-20 2×10-4

mol/L═10^-8mol/L，
則c（H⁺）=

1×10-14

10-8

mol/L=10^-6mol/L，
所以pH=-lg（10^-6）=6，
故答案為：5； 6；
（5）常溫下，純堿（Na₂CO₃） 溶液中滴入酚酞，溶液呈紅色，則該溶液呈堿性；
要驗證該溶液遇酚酞呈紅色原因，可用以下方法：
方法一：向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液顯紅色，說明甲正確，如果紅色褪去，說明乙正確；
方法二：加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確，
故答案為：堿； 向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液還顯紅色說明甲正確，紅色褪去說明乙正確．

點評：本題考查弱電解質(zhì)的電離，化學(xué)平衡影響因素分析判斷，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，有利于培養(yǎng)學(xué)生的良好的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，注意把握弱電解質(zhì)的電離特點和影響因素，平衡移動原理實質(zhì)理解應(yīng)用、溶度積常數(shù)的計算，題目難度不大，注意把握計算公式的運用．