Question

5．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）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變化的曲線是B 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“＜”、“=”、“＞”）．
（2）如圖2所示，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）．升高溫度，K值減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）．在500℃，從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）=$\frac{{n}_{B}}{3{t}_{B}}$mol/（L•min）．
（3）某溫度下K_sp=2×10 ^-11，若該溫度下某MgSO₄溶液里c（Mg ²⁺）=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10；該溫度下，在0.20L的0.002mol/LMgSO₄溶液中加入等體積的0.10mol/L的氨水溶液，該溫度下電離常數(shù)K_b（NH₃•H₂O）=2×10^-5，試計(jì)算有（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．在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時(shí)，甲同學(xué)認(rèn)為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致；乙同學(xué)認(rèn)為是溶液中Na₂CO₃電離出的CO₃^2-水解所致．請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)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）取少量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；或加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確．

Answer 1

分析 （1）醋酸為弱酸，等pH時(shí)，醋酸濃度較大，與鋅反應(yīng)時(shí)，醋酸進(jìn)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(shí)促進(jìn)醋酸電離，補(bǔ)充反應(yīng)的氫離子，pH變化等量時(shí)，消耗的鋅較多；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積；化合反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向吸熱方向移動；用v=$\frac{△c}{△t}$求算；
（3）根據(jù)c（OH^-）=$\sqrt{\frac{Ksp}{c（M{g}^{2+}）}}$計(jì)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(shí)，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(shí)促進(jìn)醋酸電離，補(bǔ)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；＜；
（2）因化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積，所以K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，化合反應(yīng)一般為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，K值變小，v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{{n}_{B}mol}{3L}}{{t}_{B}}$=$\frac{{n}_{B}}{3{t}_{B}}$mol/（L•min），
故答案為：減��；$\frac{{n}_{B}}{3{t}_{B}}$mol/（L•min）；
（3）0.002mol•L^-1MgSO₄溶液中c（Mg²⁺）=0.0002mol/L，沉淀平衡時(shí)c（OH^-）=$\sqrt{\frac{Ksp}{c（M{g}^{2+}）}}$=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-11}}{0.002}}$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，在0.20L的0.002mol•L^-1MgSO₄溶液中加入等體積的0.10mol•L^-1的氨水溶液，假設(shè)氨水的電離程度不變，則混合溶液中氫氧根離子濃度=$\sqrt{20}$×10^-3 mol/L=4.45×10^-3 mol/L＞10^-4 mol/L，所以有沉淀生成，
故答案為：10；有；
（4）酚酞遇堿變紅色，該溶液呈紅色說明是堿性溶液，要驗(yàn)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：取少量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；或加熱，如果紅色不變說明甲正確，如果紅色加深，說明乙正確．

點(diǎn)評 本題考查弱電解質(zhì)的電離，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(diǎn)，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(diǎn)和影響因素，題目難度中等．