Question

16．物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡．請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：
（1）常溫下，有濃度均為1mol•L^-1的下列4種溶液：
A．AlCl₃溶液   B．NaHCO₃溶液   C．NH₄HSO₄溶液   D．NaOH溶液．
①這四種溶液pH由大到小的順序是DBAC（填序號）；
②B溶液各離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
③等物質(zhì)的量濃度的NH₄Cl溶液與C溶液相比較，c（NH₄⁺）：前者＜后者（填“＜”、“＞”或“=”）；
④若將C和D按物質(zhì)的量之比1：2混合，則反應(yīng)離子方程式為NH₄⁺+H⁺+2OH^-=NH₃•H₂O+H₂0．
（2）溶液中某離子物質(zhì)的量濃度低于1.0×10^-5mol•L^-1時，可認(rèn)為已沉淀完全．現(xiàn)向一定濃度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水，當(dāng)Fe³⁺完全沉淀時，測定c（Al³⁺）=0.2mol•L^-1．此時所得沉淀中不含有（填“還含有”或“不含有”）Al（OH）₃．請寫出過程Fe³⁺完全沉淀時，c（OH^-）³=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{c（F{e}^{3+}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{1.0×1{0}^{-5}}$=4.0×10^-33，c（Al³⁺）•（OH^-）³=0.2×4.0×10^-33=8×10^-34＜K_sp[Al（OH）₃]，所以沒有生成Al（OH）₃沉淀．（已知25℃時K_ap[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_ap[Al（OH）₃=1.1×10^-33]）．

Answer 1

分析 （1）A．AlCl₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解顯酸性，B．NaHCO₃溶液中，碳酸氫根離子的水解程度大于其電離程度，溶液顯弱堿性，C．NH₄HSO₄溶液中，硫酸氫銨能夠完全電離，溶液酸性很強(qiáng)，D．NaOH為一元強(qiáng)堿，能夠完全電離，據(jù)此分析；
（2）據(jù)沉淀的溶度積，F(xiàn)e³⁺完全沉淀時，c（OH^-）³=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{c（F{e}^{3+}）}$計算氫氧根離子濃度，再據(jù)鋁離子濃度計算．

解答 解：（1）①A．AlCl₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解顯酸性，B．NaHCO₃溶液中，碳酸氫根離子的水解程度大于其電離程度，溶液顯弱堿性，C．NH₄HSO₄溶液中，硫酸氫銨能夠完全電離，溶液酸性很強(qiáng)，D．NaOH為一元強(qiáng)堿，能夠完全電離，四種溶液pH由大到小的順序是DBAC，故答案為：DBAC；
②鈉離子不水解，碳酸氫根離子水解，所以c（Na⁺）＞c（HCO₃^-），碳酸氫鈉水解而使溶液呈堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），但水解是微弱的，溶液中陰離子主要以碳酸氫根離子存在，所以c（HCO₃^-）＞c（OH^-），溶液中碳酸氫根離子電離出氫離子和碳酸根離子、水電離出氫離子，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），故溶液中各種離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
③NH₄HSO₄溶液中，硫酸氫銨能夠完全電離，溶液酸性很強(qiáng)，能夠抑制銨根離子的水解，NH₄Cl溶液中氯離子對銨根離子的水解無影響，所以等物質(zhì)的量濃度的NH₄Cl溶液與NH₄HSO₄溶液相比較，c（NH₄⁺）硫酸氫銨溶液中大，故答案為：＜；
④相同濃度的NH₄HSO₄溶液與NaOH溶液按物質(zhì)的量之比1：2混合，銨根離子與氫離子都能夠與氫氧根離子反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+H⁺+2OH^-=NH₃•H₂O+H₂0，
故答案為：NH₄⁺+H⁺+2OH^-=NH₃•H₂O+H₂0；
（2）Fe³⁺完全沉淀時，c（OH^-）³=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{c（F{e}^{3+}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{1.0×1{0}^{-5}}$=4.0×10^-33，c（Al³⁺）•（OH^-）³=0.2×4.0×10^-33=8×10^-34＜K_sp[Al（OH）₃]，所以沒有生成Al（OH）₃沉淀；故此時所得沉淀不含有Al（OH）₃，
故答案為：不含有；Fe³⁺完全沉淀時，c（OH^-）³=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{c（F{e}^{3+}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{1.0×1{0}^{-5}}$=4.0×10^-33，c（Al³⁺）•（OH^-）³=0.2×4.0×10^-33=8×10^-34＜K_sp[Al（OH）₃]，所以沒有生成Al（OH）₃沉淀．

點(diǎn)評 題目綜合性較大，涉及溶度積計算等，是對知識的綜合運(yùn)用，注意（2）中運(yùn)用Ksp進(jìn)行范圍的確定，難度不大．