Question

18．物質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，它們都可看作化學平衡．請根據所學的知識回答：
（1）A為0.1mol/L的（NH₄）₂SO₄溶液，在該溶液中各種離子的濃度由大到小順序為c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（2）B為0.1mol/L NaHCO₃溶液，請分析NaHCO₃溶液顯堿性的原因：HCO₃^-的水解程度大于其電離程度，溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），故溶液顯堿性．
（3）C為FeCl₃溶液，實驗室中配制FeCl₃溶液時常加入鹽酸溶液以抑制其水解，若把B和C溶液混合，將產生紅褐色沉淀和無色氣體，該反應的離子方程式為Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．
（4）D為CuSO₄溶液，已知25℃時，K_sp[Cu（OH）₂]=2×10^-20．要使0.2mol•L^-1 D溶液中Cu²⁺沉淀較為完全（使Cu²⁺濃度降至原來的千分之一），則應向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH為6．

Answer 1

分析 （1）依據溶液中銨根離子水解，溶液呈酸性，水解程度微弱，分析比較；
（2）在NaHCO₃溶液中存在碳酸氫根離子的水解平衡和電離平衡；水的電離平衡；溶液顯堿性是因為溶液中碳酸氫根離子的水解程度大于電離程度；
（3）配制氯化鐵溶液需要防止水解而變渾濁；NaHCO₃溶液和FeCl₃溶液混合發生雙水解生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳氣體；
（4）Cu²⁺沉淀較為完全濃度降至原來的千分之一，根據K_sp求出OH^-離子的濃度，再求pH．

解答 解：（1）銨根離子水解，溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），.1mol•L^-1的（NH₄）₂SO₄溶液中，銨根離子水解微弱，所以得到溶液中的離子濃度大小為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）在NaHCO₃溶液中存在碳酸氫根離子的水解平衡為：HCO₃+H₂O?H₂CO₃+OH^-，電離平衡為：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-；而以水解為主，即碳酸氫根離子的水解程度大于電離程度溶液，故顯堿性；
故答案為：HCO₃^-的水解程度大于其電離程度，溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），故溶液顯堿性；
（3）實驗室中配制FeCl₃溶液時通常需要向其中加鹽酸抑制Fe³⁺水解，NaHCO₃溶液和FeCl₃溶液混合發生雙水解生成氫氧化鐵沉淀和二氧化碳氣體；反應的離子方程式為Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：鹽酸，Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）Cu²⁺沉淀較為完全是的濃度為$\frac{0.2mol/L}{1000}$=2×10^-4mol/L，
則c（OH^-）=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{2×1{0}^{-4}}}$mol/L═10^-8mol/L，
則c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$mol/L=10^-6mol/L，
所以pH=-lg（10^-6）=6，
故答案為：6．

點評 本題考查了鹽類水解的應用，溶液中離子濃度大小的比較，溶液中平衡的分析，溶液配制等知識，注意知識的歸納和整理是關鍵，難度不大．