Question

16．鹽在化學工業中有重要的應用，請回答下列問題
（1）用離子方程式表示FeCl₃可作凈水劑的原因：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（2）常溫下，在pH=3的硫酸與pH=11的Na₂S溶液中，水電離出來的c（OH^-）之比為1：10⁸，向Na₂S溶液中加入AlCl₃溶液時，產生白色沉淀和有臭雞蛋味的氣體，其離子方程式為：2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑．
（3）c（NH₄⁺）相等的下列溶液①NH₄Cl ②NH₄HSO₄ ③（NH₄）₂SO₄  ④CH₃COONH₄ ⑤NH₃H₂O，溶液的物質的量濃度由小到大的順序是③＞②＞①＞④＞⑤ （用序號表示）
（4）已知t℃時AgCl的K_sp=2×10^-10；（2）在t℃時，Ag₂CrO₄在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示．下列正確的是C
A．在t℃時，Ag₂CrO₄的K_sp為1×10^-9
B．t℃時，在飽和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄可使溶液由Y點到X點
C．在t℃時，以0.01mol/L AgNO₃溶液滴定20mL 0.01mol/L KCl和0.01mol/L的K₂CrO₄的混合溶液，Cl^-先沉淀
D．在t℃時，AgCl的溶解度大于Ag₂CrO₄
（5）已知某溫度時：K_sp[Fe（OH）₃]=1×10^-38，K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20．在該溫度下向Fe³⁺、Cu²⁺均為0.01mol•L^-1的溶液中逐滴加入NaOH溶液，要Fe³⁺完全沉淀，而Cu²⁺不產生沉淀，溶液中PH應控制的范圍是3～5．（當離子濃度小于1×10^-5mol/L時，認為完全沉淀）．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺離子水解生成具有較強吸附性的Fe（OH）₃膠體，據此分析；
（2）常溫下，在pH=3的硫酸溶液中水電離出的氫氧根離子濃度c（OH-）=$\frac{1{0}^{-14}}{10-3}$=10^-11，pH=11的Na₂S溶液中水電離出的氫氧根離子濃度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，向Na₂S溶液中加入AlCl₃溶液時，產生白色沉淀和有臭雞蛋味的氣體是硫離子和鋁離子發生雙水解反應生成硫化氫和氫氧化鋁沉淀；
（3）物質的量濃度相等的這幾種溶液中，NH₃•H₂O溶液中c（NH₄⁺）小于銨鹽的c（NH₄⁺），銨根離子水解程度較小，所以要比較銨根離子濃度大小，先比較鹽中銨根離子的系數，系數越大，溶液中銨根離子濃度越大，相同系數的銨鹽溶液，再根據溶液中其它離子是促進銨根離子水解還是抑制銨根離子水解判斷即可；
（4）A、依據 圖象曲線上的數據結合溶度積常數概念計算得到；曲線上的點是沉淀溶解平衡，溶度積是飽和溶液中離子濃度冪次方的乘積；
B、在飽和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄仍為飽和溶液，點仍在曲線上；
C、依據溶液中離子濃度結合溶度積常數計算銀離子濃度，銀離子濃度越小先析出沉淀；
D、已知t℃時AgCl的K_sp=2×10^-10，由A 知Ag₂CrO₄的K_sp為1×10^-12，則S（AgCl）=$\sqrt{Ksp}$=$\sqrt{2×1{0}^{-10}}$=1.41×10^-5，而S（Ag₂CrO₄）=$\root{3}{\frac{Ksp}{4}}$=$\frac{\root{3}{2}}{2}$×10^-4；
（5）當離子濃度小于1×10^-5mol/L時，認為完全沉淀，K_sp[Fe（OH）₃]=1×10^-38，計算此時氫氧根離子濃度計算PH，沉淀完全，依據，K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20，Cu²⁺為0.01mol•L^-1 時計算氫氧根離子濃度得到溶液PH，此時銅離子未沉淀；

解答 解：（1）Fe³⁺離子水解生成具有較強吸附性的Fe（OH）₃膠體，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）常溫下，在pH=3的硫酸溶液中水電離出的氫氧根離子濃度c（OH-）=$\frac{1{0}^{-14}}{10-3}$=10^-11，pH=11的Na₂S溶液中水電離出的氫氧根離子濃度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，水電離出來的c（OH^-）之比=10^-11：10^-3=1：10⁸，向Na₂S溶液中加入AlCl₃溶液時，產生白色沉淀和有臭雞蛋味的氣體是硫離子和鋁離子發生雙水解反應生成硫化氫和氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑，
故答案為：1：10⁸；2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑；
（3）①NH₄Cl ②NH₄HSO₄ ③（NH₄）₂SO₄  ④CH₃COONH₄ ⑤NH₃H₂O，
⑤NH₃•H₂O溶液中c（NH₄⁺）小于銨鹽的c（NH₄⁺），所以一水合氨溶液中銨根離子濃度最��；③中銨根離子系數是2，①②④中銨根離子系數都是1，所以③比①②④的大，②中氫離子抑制銨根離子水解，所以銨根離子難度②＞①，④CH₃COONH₄ 中醋酸根離子水解促進銨根離子水解，①＞④所以NH₄⁺濃度由大到小的順序為：③＞②＞①＞④＞⑤，
故答案為：：③＞②＞①＞④＞⑤；
（4）A、依據 圖象曲線上的數據結合溶度積常數概念計算得到；曲線上的點是沉淀溶解平衡，Ag₂CrO₄的沉淀溶劑平衡為：Ag₂CrO₄（s）?2Ag+CrO₄^2-，
Ksp=c²（Ag⁺）c（CrO₄^2-）=（10^-3）²×10^-6=10^-12，故A錯誤；
B、在飽和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄仍為飽和溶液，點仍在曲線上，所以在飽和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄不能使溶液由Y點變為X點，故B錯誤；
C、依據溶度積常數計算Ksp（CrO₄^2-）=c²（Ag⁺）c（CrO₄^2-）=1×10^-12；Ksp（AgCl）=c（Ag⁺）c（Cl^-）=2.0×10^-10，以0.01mol/L AgNO₃溶液滴定20mL0.01mol/L KCl和0.01mol/L的K₂CrO₄的混合溶液，c（CrO₄^2-）=0.01mol/L，得到c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{1{0}^{-12}}{0.01}}$=10^-5mol/L，0.01mol/L KCl溶液中，c（Cl^-）=0.01mol/L；依據溶度積計算得到：c（Ag⁺）=$\frac{2×1{0}^{-10}}{0.01}$=2×10^-8mol/L，所以先析出氯化銀沉淀，故C正確；
D、則S（AgCl）=$\sqrt{Ksp}$=$\sqrt{2×1{0}^{-10}}$=1.41×10^-5，而S（Ag₂CrO₄）=$\root{3}{\frac{Ksp}{4}}$=$\frac{\root{3}{2}}{2}$×10^-4，所以在t℃時，AgCl的溶解度小于Ag₂CrO₄，故D錯誤；
故答案為：C；
（5）當離子濃度小于1×10^-5mol/L時，認為完全沉淀，K_sp[Fe（OH）₃]=1×10^-38，此時氫氧根離子濃度c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{38}}{1{0}^{-5}}}$=10^-11mol/L，氫離子濃度=10^-3molL，計算PH=3，沉淀完全，依據K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20，Cu²⁺為0.01mol•L^-1 時計算氫氧根離子濃度c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-20}}{0.01}}$=10^-9mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，得到溶液PH，此時銅離子未沉淀，溶液中PH應控制的范圍是3～5，
故答案為：3～5；

點評 本題考查了鹽類水解、溶液PH計算分析、沉淀溶解平衡的分析判斷、溶度積常數的計算應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．