Question

11．I某温度下，K_w=10^-12．
（1）若保持温度不变，向少量水中加入4g的NaOH固体，并加水至1L，才能使溶液中电离产生的H⁺、OH^-的浓度乘积即：c（H⁺）•c（OH^-）=10^-22
（2）若保持温度不变，某溶液中c（H⁺）为1×10^-7mol/L，则该溶液显碱性（选填“酸”、“碱”或“中”）
II．（3）实验室中常用NaOH进行洗气和提纯，当600mL 1mol/LNaOH溶液吸收标准状况下8.96LCO₂气体时所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）已知常温下K_w[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，在FeCl₃溶液中加入NaHCO₃溶液，发生反应的离子方程式为Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．若所得悬浊液的pH调整为4，则溶液中Fe³⁺的浓度为4.0×10^-8mol/L．
（5）试利用平衡移动原理解释下列事实：
FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中FeS（s）?Fe²⁺（aq）+S^2-（aq），加入稀盐酸后，S^2-+2H⁺=H₂S↑，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向FeS溶解的方向移动，故FeS溶解．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）水电离产生的H⁺、OH^-的浓度乘积即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-22，则c（H⁺）=10^-11mol/L，根据K_w=10^-12计算c（OH），然后计算氢氧化钠的质量；
（2）若保持温度不变，已知K_w=10^-12，中性溶液中pH=6，某溶液中c（H⁺）为1×10^-7mol/L＜1×10^-6mol/L，溶液显碱性；
II．（3）n（NaOH）=1mol/L×0.6L=0.6mol，n（CO₂）=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.6mol：0.4mol=3：2，
设生成的n（Na₂CO₃）=xmol、n（NaHCO₃）=ymol，
根据Na、C原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.6}\\{x+y=0.4}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.2}\\{y=0.2}\end{array}\right.$，
所以溶液中溶质为等物质的量浓度的Na₂CO₃、NaHCO₃，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，二者水解导致溶液呈碱性；
（4）在FeCl₃溶液中加入NaHCO₃溶液，二者发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳；溶液的pH=4，则溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10^-10 mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$；
（5）FeS（s）?Fe²⁺（aq）+S^2-（aq），加入稀盐酸后，S^2-+2H⁺=H₂S↑，促进FeS溶解．

解答 解：I．（1）水电离产生的H⁺、OH^-的浓度乘积即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-22，则c（H⁺）=10^-11mol/L，已知K_w=10^-12，c（OH）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-11}}$=0.1mol/L，则氢氧化钠的物质的量为0.1mol/L×1L=0.1mol，则质量为0.1mol×40g/mol=4g，
故答案为：4；
（2）若保持温度不变，已知K_w=10^-12，中性溶液中pH=6，某溶液中c（H⁺）为1×10^-7mol/L＜1×10^-6mol/L，溶液显碱性，故答案为：碱；
II．（3）n（NaOH）=1mol/L×0.6L=0.6mol，n（CO₂）=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，n（NaOH）：n（CO₂）=0.6mol：0.4mol=3：2，
设生成的n（Na₂CO₃）=xmol、n（NaHCO₃）=ymol，
根据Na、C原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.6}\\{x+y=0.4}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.2}\\{y=0.2}\end{array}\right.$，
所以溶液中溶质为等物质的量浓度的Na₂CO₃、NaHCO₃，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，但其水解程度都较小，二者水解导致溶液呈碱性，钠离子不水解，所以溶液中离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）在FeCl₃溶液中加入NaHCO₃溶液，二者发生双水解反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳，离子方程式为Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；溶液的pH=4，则溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10^-10 mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-10}）^{3}}$mol/L=4.0×10^-8mol/L；
故答案为：Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；4.0×10^-8；
（5）FeS（s）?Fe²⁺（aq）+S^2-（aq），加入稀盐酸后，S^2-+2H⁺=H₂S↑，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向FeS溶解的方向移动，则FeS能溶于稀盐酸，
故答案为：FeS（s）?Fe²⁺（aq）+S^2-（aq），加入稀盐酸后，S^2-+2H⁺=H₂S↑，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向FeS溶解的方向移动，故FeS溶解．

点评 本题考查较综合，涉及难溶物的溶解平衡、离子浓度大小比较、盐类水解等知识点，为高频考点，侧重考查学生分析、判断及计算能力，注意（3）中溶质及其物质的量之间的关系，为易错点．