Question

20．運用有關原理，回答下列問題：
（1）25℃時，某FeCl₃溶液的pH=2，則此溶液中由水電離產生的c（H⁺）=0.01mol/L，用離子方程式表示CH₃COONa溶液呈堿性的原因：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-．
（2）已知NaHSO₄在水中的電離方程式為NaHSO₄═H⁺+SO₄^2-+Na⁺．在NaHSO₄溶液中，c（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-）（填“＜”“＞”或“=”，下同）；室溫下用NaHSO₄溶液與Ba（OH）₂溶液制取BaSO₄，若溶液中的SO₄^2-完全沉淀，則反應后溶液的pH＞7
（3）已知Ksp（BaSO₄）=1.1×10^-10．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沉淀所需的BaCl₂溶液的最小濃度為2.2×10^-8 mol/L．（忽略溶液混合時體積的變化）

Answer 1

分析 （1）鐵離子結合水電離出的氫氧根離子形成氫氧化鐵，溶液中氫離子是水電離出的，水電離出的c（OH^-）=c（H⁺），醋酸鈉溶液中醋酸根離子水解，溶液顯堿性；
（2）已知NaHSO₄在水中的電離方程式為NaHSO₄═H⁺+SO₄^2-+Na⁺．在NaHSO₄溶液中氫離子濃度等于硫酸根離子濃度等于鈉離子濃度，結合溶液中電荷守恒分析判斷；室溫下用NaHSO₄溶液與Ba（OH）₂溶液制取BaSO₄，若溶液中的SO₄^2-完全沉淀，按照1：1反應，氫氧根離子剩余，溶液顯堿性；
（3）計算混合后硫酸根的濃度，根據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的濃度降為原來的一半．

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，CH₃COONa溶液呈堿性是醋酸根離子水解促進水的電離，離子方程式為：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，
故答案為：0.01mol/L；CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-；
（2）在NaHSO₄溶液中氫離子濃度等于硫酸根離子濃度等于鈉離子濃度，結合溶液中電荷守恒，c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），得到c（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-），室溫下用NaHSO₄溶液與Ba（OH）₂溶液制取BaSO₄，若溶液中的SO₄^2-完全沉淀，按照1：1反應，NaHSO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+NaOH+H₂O，氫氧根離子剩余，溶液顯堿性，反應后溶液的pH＞7，
故答案為：=；＞；
（3）等體積混合后，c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$×0.02mol/L=0.01mol/L，故BaSO₄沉淀所需Ba²⁺離子的最小濃度為c（Ba²⁺）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{0.01}$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^-8 mol/L．

點評 本題考查了離子濃度大小的比較、溶度積常數的有關計算等知識點，難度較大，（3）題是易錯題，注意溶液混合后各種物質的濃度變為原來的一半，為易錯點．