高中 | 盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修四

第三章 水溶液中的离子平衡

第三节 盐类的水解

盐溶液微粒间的三大守恒原理的理解及应用

$25\ ^{\circ}\text{C}$时,通过下列实验探究$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$的性质。

实验$\rm 1$:取$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$溶液,向其中缓慢滴入等体积$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$盐酸

实验$\rm 2$:取$46.6\ \text{g BaS}\text{O}_{4}$固体,每次用$1.0\ \text{L}\ 1.0\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$溶液处理

实验$\rm 3$$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$溶液,测得$25\ ^{\circ}\text{C}$$\text{pH}$约为$12$$80\ ^{\circ}\text{C}$$\text{pH}$约为$\rm 11$

实验$\rm 4$:向$10\;\rm \text{mL}\;\rm 0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$溶液中加入$\rm 2$$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ AlC}{{\text{l}}_{3}}$溶液

已知:$25\ ^{\circ}\text{C}$时,${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{BaS}{{\text{O}}_{4}} \right)=1.3\times {{10}^{-10}}$${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{BaC}{{\text{O}}_{3}} \right)=2.6\times {{10}^{-9}}$

下列说法正确的是$(\qquad)$

["

实验$\\rm 1$所得溶液中,$c\\left( \\text{N}{{\\text{a}}^{+}} \\right)+c\\left( {{\\text{H}}^{+}} \\right)=c\\left( \\text{O}{{\\text{H}}^{-}} \\right)+c\\left( \\text{HCO}_{3}^{-} \\right)+2c\\left( \\text{CO}_{3}^{2-} \\right)$

","

实验$\\rm 2$中要使$\\text{BaS}{{\\text{O}}_{4}}$中的$\\text{SO}_{4}^{2-}$全部转化到溶液中,至少需要反复处理$\\rm 5$

","

实验$\\rm 3$说明$80\\ ^{\\circ}\\text{C}$$\\text{N}{{\\text{a}}_{2}}\\text{C}{{\\text{O}}_{3}}$溶液的水解程度低于$25\\ ^{\\circ}\\text{C}$

","

实验$\\rm 4$中发生反应的离子方程式为:$2\\text{A}{{\\text{l}}^{3+}}+3\\text{CO}_{3}^{2-}+3{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=2\\text{Al}{{(\\text{OH})}_{3}}\\downarrow +3\\text{C}{{\\text{O}}_{2}}\\uparrow $

"]
[["B"]]

$\rm A$.电荷守恒式中缺少$\rm Cl$⁻的浓度,正确的电荷守恒应为$c\left( \text{N}\text{a}^{+}\right)+c\left( \text{H}^{+}\right)=c\left( \rm Cl^{-}\right)+c\left( \text{O}\text{H}^{-}\right)+c\left( \text{HCO}_{3}^{-}\right)+2c\left( \text{CO}_{3}^{2-}\right)$$\rm A$错误;

$\rm B$.实验$\rm 2$中,发生的转化:$\text{BaS}{{\text{O}}_{4}}(\text{s})+\text{CO}_{3}^{2-}(\text{aq})\rightleftharpoons \text{BaC}{{\text{O}}_{3}}(\text{s})+\text{SO}_{4}^{2-}(\text{aq})$$n\rm (BaSO_{4})$ $\rm =$ $\rm 46.6$ $\rm g/$ $\rm 233$ $\rm g·L^{-1}$ $\rm =$ $\rm 0.2$ $\rm mol$,设每次处理转化$\text{SO}_{4}^{2-}$的浓度为$x$ $\rm mol/L$,则平衡时$c(\text{CO}_{3}^{2-}\rm )=(1-\textit{x})$ $\rm mol/L$,根据已知可得该可逆反应的平衡常数$\textit{K=}\dfrac{\textit{K}_{\text{sp}}(\text{BaS}\text{O}_{4})}{\textit{K}_{\text{sp}}(\text{BaC}\text{O}_{3})}=\dfrac{x}{1-x}=0.05$,解得$x$ $\rm =$ $\rm 0.0476$ $\rm mol/L$,每次体积为$\rm 1\;\rm L$,则每次处理可转化$\rm 0.0476\;\rm mol\ $ $\text{SO}_{4}^{2-}$,由于$\dfrac{\text{0.2\;\rm mol}}{0.0476\;\rm mol}\approx 4.2$,故至少需处理$\rm 5$次,$\rm B$正确;

$\rm C$.水解是吸热反应,温度升高促进水解,$\rm 80\;\rm ^\circ\rm C$$\rm pH$降低是因温度升高水的离子积$(K_\rm w)$增大,不能说明水解程度降低,实际水解程度更高,$\rm C$错误;

$\rm D$.该实验中$\rm Al^{3+}$少量,则$\rm Al^{3+}$$\text{CO}_{3}^{2-}$发生双水解反应生成$\rm Al(OH)_{3}$$\text{HCO}_{3}^{-}$,方程式错误,$\rm D$错误;

故选:$\rm B$

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