Question

17．NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品；NH₄HSO₄在分析試劑、醫藥、電子工業中用途廣泛．請回答下列問題：

（1）NH₄Al（SO₄）₂可作凈水劑，其原理是Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，即Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃吸附懸浮顆粒使其沉降從而凈化水（用必要的化學用語和相關文字說明）．
（2）相同條件下，0.1mol•L^-1的NH₄Al（SO₄）₂中c（NH${\;}_{4}^{+}$）小于（填“等于”、“大于”或“小于”）0.1mol•L^-1NH₄HSO₄中c（NH${\;}_{4}^{+}$）．
（3）均為0.1mol•L^-1的幾種電解質溶液的pH隨溫度變化的曲線如圖1所示．
①其中符合0.1mol•L^-1NH₄ Al（SO₄）₂的pH隨溫度變化的曲線是Ⅰ，導致pH隨溫度變化的原因是NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度，其水解程度增大，pH減小；
②20℃時，0.1mol•L^-1的NH₄ Al（SO₄）₂中2c（SO${\;}_{4}^{2-}$）-c（NH${\;}_{4}^{+}$）-3c（Al³⁺）=10^-3mol•L^-1（取近似值）
（4）室溫時，向100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖2所示：
試分析圖中a、b、c、d四個點，水的電離程度最大的是a點；在b點，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性；
（2）NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大；
②根據電荷守恒定律解題；
（4）a、b、c、d四個點，根據反應量的關系，a點恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；b、c、d三點溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點溶液呈中性．

解答 解：（1）Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，離子方程式：Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃，
故答案為：Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，即Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃吸附懸浮顆粒使其沉降從而凈化水；
（2）NH₄Al（SO₄）₂與NH₄HSO₄中的NH₄⁺均發生水解，但是NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解，因為HSO₄^-電離生成的H⁺濃度比Al³⁺水解生成的H⁺濃度大，所以NH₄HSO₄中NH₄⁺水解程度比NH₄Al（SO₄）₂中的小，故答案為：小于；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大，pH減小，符合的曲線為Ⅰ，
故答案為：Ⅰ；NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度，其水解程度增大，pH減小；
②根據電荷守恒，可以求出2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-3 mol•L^-1[c（OH^-）太小，可忽略]，故答案為：10^-3 mol•L^-1；
（4）a、b、c、d四個點，根據反應量的關系，a點恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；b、c、d三點溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三種成分，a點時c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b點時c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根據N元素與S元素的關系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：a；c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

點評 本題考查鹽類的水解和離子濃度大小的比較，題目難度較大，（3）②為易錯點，注意根據守恒思想解題，側重考查學生知識遷移應用能力．