Question

3．NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品中；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）相同條件下，0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂中c（NH₄⁺）小于（填“等于”、“大于”或“小于”）0.1mol•L^-1NH₄HSO₄中c（NH₄⁺）．
（2）如圖1是0.1mol•L^-1電解質溶液的pH隨溫度變化的圖象．
①其中符合0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂的pH隨溫度變化的曲線是A（填寫字母）；
②20℃時，0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂中2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=10^-3-10^-11mol•L^-1（填數值表達式）．
（3）室溫時，向100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到的溶液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；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）鋁離子、氫離子抑制銨根離子水解，且鋁離子抑制程度小于氫離子；
（2）①NH₄Al（SO₄）₂為強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，升高溫度促進水解；
②根據電荷守恒計算；
（3）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）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；
（2）①NH₄Al（SO₄）₂為強酸弱堿鹽，其溶液呈酸性，升高溫度促進水解，導致溶液酸性增強，溶液的pH減小，則A正確，
故答案為：A；
②20℃時，0.1 mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂溶液pH=3，c（H⁺）=10^-3mol•L^-1，由電荷守恒可知：2c（SO₄^2-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+3c（Al³⁺）+c（H⁺），2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-3-10^-11）mol•L^-1，
故答案為：10^-3-10^-11；
（3）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 本題考查了離子濃度大小比較、鹽類水解等知識點，題目難度中等，離子濃度大小比較常常與鹽類水解、弱電解質的電離聯合考查，確定離子濃度大小時要結合電荷守恒、物料守恒來分析解答，難點是（3）題，知道圖象中各個點的溶質即可解答．