Question

運用相關(guān)原理，回答下列各小題：
（1）25℃時，某FeCl₃溶液的pH=2，則此溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH^-）=______；用離子方程式表示FeCl₃溶液用于凈水的原因：______．
（2）已知NaHSO₄在水中的電離方程式NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-．在NaHSO₄溶液中c（H⁺）______c（OH^-）+c（SO₄^2-）（填“＞”、“=”或“＜”下同）；用硫酸氫鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇，若溶液中SO₄^2-完全沉淀，則反應(yīng)后溶液的pH______7．
（3）將等體積的Na₂SO₄溶液和BaCl₂溶液混合，若Na₂SO₄溶液的濃度為0.02mol/L，則生成BaSO₄沉淀所需BaCl₂溶液的最小濃度為______．已知K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10．
（4）分析下表提供的數(shù)據(jù)：

化學(xué)式	電離常數(shù)
HClO	Ka=3×10-8
H2CO3	Ka1=4.3×10-7
	Ka2=5.6×10-11

①84消毒液（有效成分為NaClO）久置于空氣中會失效，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______ 2H⁺+2Cl^-+O₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）水電離出的c（OH^-）=c（H⁺），鐵離子能水解生成膠體，膠體具有吸附性，從而凈水；
（2）根據(jù)電荷守恒和物料守恒確定c（H⁺）與c（OH^-）+c（SO₄^2-）的關(guān)系，根據(jù)混合溶液中的溶質(zhì)確定溶液的酸堿性；
（3）計算混合后硫酸根的濃度，根據(jù)K_sp（BaSO₄）=c（Ba²⁺）?c（SO₄^2-）計算硫酸根沉淀時溶液中c（Ba²⁺），原氯化鋇溶液為此時鋇離子濃度的2倍，注意溶液混合后各種物質(zhì)的濃度降為原來的一半；
（4）①由表中電離平衡常數(shù)的數(shù)據(jù)可知，酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，從而確定次氯酸和二氧化碳、水反應(yīng)的生成物，但次氯酸不穩(wěn)定，見光易分解，從而導(dǎo)致84消毒液失效；
②鈉離子不水解，離子濃度最大，根據(jù)碳酸氫根離子和次氯酸根離子水解程度確定其濃度大小，鹽類的水解是微弱的，所以酸根離子濃度大于氫氧根離子濃度，根據(jù)溶液的酸堿性確定氫離子濃度和氫氧根離子濃度的關(guān)系，根據(jù)離子來源確定氫離子濃度和碳酸根離子濃度的關(guān)系．
解答：解：（1）氯化鐵是強酸弱堿鹽，溶液中氫離子就是水電離出的，水電離出的c（OH^-）=c（H⁺）=10^-2mol/L，氯化鐵水解生成氫氧化鐵膠體，水解方程式為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮物，所以能凈水；
故答案為：10^-2mol/L，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）+C（Na⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），根據(jù)物料守恒得C（Na⁺）=c（SO₄^2-），所以c（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-），用硫酸氫鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇，若溶液中SO₄^2-完全沉淀，則反應(yīng)方程式為NaHSO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+H₂O+NaOH，混合溶液中的溶質(zhì)是氫氧化鈉，所以溶液呈堿性，溶液的pH＞7；
故答案為：=，＞；
（3）等體積混合后，c（SO₄^2-）=×0.02mol/L=0.01mol/L，故BaSO₄沉淀所需Ba²⁺離子的最小濃度為c（Ba²⁺）=mol/L=1.1×10^-8mol/L，故原BaCl₂溶液的濃度為2×1.1×10^-8mol/L=2.2×10^-8mol/L；
故答案為：2.2×10^-8mol/L；
（4）①由表中電離平衡常數(shù)的數(shù)據(jù)可知，酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，根據(jù)強酸制備弱酸，84消毒液（有效成分為NaClO）吸收空氣中的二氧化碳生成次氯酸與碳酸氫鈉，反應(yīng)離子方程式為：ClO^-+H₂O+CO₂=HClO+HCO₃^-，生成的次氯酸分解生成鹽酸與氧氣，反應(yīng)離子方程式為：2HClO2H⁺+2Cl^-+O₂↑，導(dǎo)致失效，
故答案為：ClO^-+H₂O+CO₂=HClO+HCO₃^-，2HClO2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
②等濃度的NaClO、NaHCO₃混合溶液中，ClO^-與HCO₃^-水解，溶液呈堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），由于酸性HClO＞HCO₃^-，故HCO₃^-水解程度更大，故c（ClO^-）＞c（HCO₃^-），碳酸氫根和次氯酸根離子的水解是微弱的，所以c（HCO₃^-）＞c（OH^-），水和碳酸氫根離子都能電離出氫離子，碳酸根離子只有碳酸氫根離子電離，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），則各種離子濃度由大到小的順序：c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．
點評：本題考查了離子濃度大小的比較、溶度積常數(shù)的有關(guān)計算等知識點，難度較大，（3）題是易錯題，注意溶液混合后各種物質(zhì)的濃度變?yōu)樵瓉淼囊话�，為易錯點．