Question

化學學科中的平衡理論主要包括：化學平衡、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）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1所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是

 

 （填“A”或“B”）．

（2）在體積為3L的密閉容器中，CO與H₂在一定條件下反應(yīng)生成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．如圖2，在500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

（用含n_A或n_B的分式表示）．
（3）某溫度下Mg（OH）₂的K_sp=2×10^-11．某MgSO₄溶液里c（Mg²⁺）=0.002mol?L^-1，如果生成Mg（OH）₂沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液pH，使之大于

 

；該溫度下，往0.0001mol?L^-1 MgSO₄溶液中加入等體積的0.10mol?L^-1的氨水（該溫度下電離度α（NH₃?H₂O）=1.0%），試計算判斷混合液中

 

（填“有”或“無”）Mg（OH）₂沉淀生成．
（4）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．請設(shè)計一個簡單的實驗，證明酚酞溶液呈紅色是因溶液中存在的CO₃^2-發(fā)生水解所致（包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論）

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,鹽類水解的應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學平衡專題

分析：（1）從醋酸是弱電解質(zhì)的角度分析，醋酸與Zn反應(yīng)同時，電離出H⁺，pH變化較緩慢；
（2）依據(jù)化學反應(yīng)平衡常數(shù)概念結(jié)合化學方程式書寫表達式，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，平衡常數(shù)隨溫度變化，圖象分析先拐先平，溫度高，結(jié)合甲醇物質(zhì)的量變化判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進行，平衡常數(shù)減�。灰罁�(jù)圖象分析甲醇物質(zhì)的量變化得到濃度變化，依據(jù)速率概念計算V（CH₃OH），結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比得到氫氣的反應(yīng)速率；
（3）根據(jù)c（OH^-）=

Ksp c(Mg2+)

計算氫氧根離子濃度，從而確定溶液的pH，根據(jù)混合溶液中氫氧根離子濃度的平方與鎂離子濃度的積與k_sp比較，可判斷；
（4）酚酞遇堿變紅色，可知純堿溶液呈堿性；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液（或加熱碳酸鈉溶液），根據(jù)顏色的變化分析．

解答： 解：（1）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，故答案為：B；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反應(yīng)達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；圖象分析可知先拐先平溫度高，T₂＞T₁，溫度越高甲醇物質(zhì)的量越小，說明升溫平衡逆向進行，逆向是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進行，平衡常數(shù)減��；
在圖象中，T₂時，從反應(yīng)開始到平衡甲醇生成物質(zhì)的量n_B，V（H₂）=2V（CH₃OH）=2×

nBmol 3L

tBmin

=

2nB

3tB

mol/（L?min）；
故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；減小；

2nB

3tB

mol/（L?min）；
（3）0.002mol?L^-1MgSO₄溶液中c（Mg²⁺）=0.0002mol/L，沉淀平衡時c（OH^-）=

Ksp c(Mg2+)

=

2×10-11 0.002

mol/L=10^-4 mol/L，則c（H⁺）=10^-10 mol/L，所以溶液的pH=-lgc（H⁺）=10，故應(yīng)調(diào)整溶液pH大于10，往0.0001mol?L^-1 MgSO₄溶液中加入等體積的0.10mol?L^-1的氨水，鎂離子的濃度為5×10^-5mol?L^-1，氫氧根的濃度為0.05×1%=5×10^-4mol?L^-1，c（Mg²⁺）?c²（OH^-）=2.5×10^-8＜K_sp=2×10^-11，無沉淀產(chǎn)生，故答案為：10；無；
（4）酚酞遇堿變紅色，該溶液呈紅色說明是堿性溶液，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，如果紅色褪去，則說明是CO₃^2-發(fā)生水解所致；
方法二：加熱，如果紅色加深，則說明是CO₃^2-發(fā)生水解所致，
故答案為：堿；向紅色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果紅色褪去，則說明是CO₃^2-水解所致．

點評：本題考查了弱電解質(zhì)的電離、化學平衡常數(shù)、化學反應(yīng)速率概念的理解應(yīng)用、溶度積有關(guān)計算、鹽類水解等知識點，是高考的熱點，應(yīng)熟練掌握，難度中等．