Question

16．盐在化学工业中有重要的应用，请回答下列问题
（1）用离子方程式表示FeCl₃可作净水剂的原因：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺．
（2）常温下，在pH=3的硫酸与pH=11的Na₂S溶液中，水电离出来的c（OH^-）之比为1：10⁸，向Na₂S溶液中加入AlCl₃溶液时，产生白色沉淀和有臭鸡蛋味的气体，其离子方程式为：2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑．
（3）c（NH₄⁺）相等的下列溶液①NH₄Cl ②NH₄HSO₄ ③（NH₄）₂SO₄  ④CH₃COONH₄ ⑤NH₃H₂O，溶液的物质的量浓度由小到大的顺序是③＞②＞①＞④＞⑤ （用序号表示）
（4）已知t℃时AgCl的K_sp=2×10^-10；（2）在t℃时，Ag₂CrO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．下列正确的是C
A．在t℃时，Ag₂CrO₄的K_sp为1×10^-9
B．t℃时，在饱和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄可使溶液由Y点到X点
C．在t℃时，以0.01mol/L AgNO₃溶液滴定20mL 0.01mol/L KCl和0.01mol/L的K₂CrO₄的混合溶液，Cl^-先沉淀
D．在t℃时，AgCl的溶解度大于Ag₂CrO₄
（5）已知某温度时：K_sp[Fe（OH）₃]=1×10^-38，K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20．在该温度下向Fe³⁺、Cu²⁺均为0.01mol•L^-1的溶液中逐滴加入NaOH溶液，要Fe³⁺完全沉淀，而Cu²⁺不产生沉淀，溶液中PH应控制的范围是3～5．（当离子浓度小于1×10^-5mol/L时，认为完全沉淀）．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺离子水解生成具有较强吸附性的Fe（OH）₃胶体，据此分析；
（2）常温下，在pH=3的硫酸溶液中水电离出的氢氧根离子浓度c（OH-）=$\frac{1{0}^{-14}}{10-3}$=10^-11，pH=11的Na₂S溶液中水电离出的氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，向Na₂S溶液中加入AlCl₃溶液时，产生白色沉淀和有臭鸡蛋味的气体是硫离子和铝离子发生双水解反应生成硫化氢和氢氧化铝沉淀；
（3）物质的量浓度相等的这几种溶液中，NH₃•H₂O溶液中c（NH₄⁺）小于铵盐的c（NH₄⁺），铵根离子水解程度较小，所以要比较铵根离子浓度大小，先比较盐中铵根离子的系数，系数越大，溶液中铵根离子浓度越大，相同系数的铵盐溶液，再根据溶液中其它离子是促进铵根离子水解还是抑制铵根离子水解判断即可；
（4）A、依据 图象曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到；曲线上的点是沉淀溶解平衡，溶度积是饱和溶液中离子浓度幂次方的乘积；
B、在饱和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄仍为饱和溶液，点仍在曲线上；
C、依据溶液中离子浓度结合溶度积常数计算银离子浓度，银离子浓度越小先析出沉淀；
D、已知t℃时AgCl的K_sp=2×10^-10，由A 知Ag₂CrO₄的K_sp为1×10^-12，则S（AgCl）=$\sqrt{Ksp}$=$\sqrt{2×1{0}^{-10}}$=1.41×10^-5，而S（Ag₂CrO₄）=$\root{3}{\frac{Ksp}{4}}$=$\frac{\root{3}{2}}{2}$×10^-4；
（5）当离子浓度小于1×10^-5mol/L时，认为完全沉淀，K_sp[Fe（OH）₃]=1×10^-38，计算此时氢氧根离子浓度计算PH，沉淀完全，依据，K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20，Cu²⁺为0.01mol•L^-1 时计算氢氧根离子浓度得到溶液PH，此时铜离子未沉淀；

解答 解：（1）Fe³⁺离子水解生成具有较强吸附性的Fe（OH）₃胶体，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；
（2）常温下，在pH=3的硫酸溶液中水电离出的氢氧根离子浓度c（OH-）=$\frac{1{0}^{-14}}{10-3}$=10^-11，pH=11的Na₂S溶液中水电离出的氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，水电离出来的c（OH^-）之比=10^-11：10^-3=1：10⁸，向Na₂S溶液中加入AlCl₃溶液时，产生白色沉淀和有臭鸡蛋味的气体是硫离子和铝离子发生双水解反应生成硫化氢和氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为：2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑，
故答案为：1：10⁸；2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑；
（3）①NH₄Cl ②NH₄HSO₄ ③（NH₄）₂SO₄  ④CH₃COONH₄ ⑤NH₃H₂O，
⑤NH₃•H₂O溶液中c（NH₄⁺）小于铵盐的c（NH₄⁺），所以一水合氨溶液中铵根离子浓度最小；③中铵根离子系数是2，①②④中铵根离子系数都是1，所以③比①②④的大，②中氢离子抑制铵根离子水解，所以铵根离子难度②＞①，④CH₃COONH₄ 中醋酸根离子水解促进铵根离子水解，①＞④所以NH₄⁺浓度由大到小的顺序为：③＞②＞①＞④＞⑤，
故答案为：：③＞②＞①＞④＞⑤；
（4）A、依据 图象曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到；曲线上的点是沉淀溶解平衡，Ag₂CrO₄的沉淀溶剂平衡为：Ag₂CrO₄（s）?2Ag+CrO₄^2-，
Ksp=c²（Ag⁺）c（CrO₄^2-）=（10^-3）²×10^-6=10^-12，故A错误；
B、在饱和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄仍为饱和溶液，点仍在曲线上，所以在饱和Ag₂CrO₄溶液中加入K₂CrO₄不能使溶液由Y点变为X点，故B错误；
C、依据溶度积常数计算Ksp（CrO₄^2-）=c²（Ag⁺）c（CrO₄^2-）=1×10^-12；Ksp（AgCl）=c（Ag⁺）c（Cl^-）=2.0×10^-10，以0.01mol/L AgNO₃溶液滴定20mL0.01mol/L KCl和0.01mol/L的K₂CrO₄的混合溶液，c（CrO₄^2-）=0.01mol/L，得到c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{1{0}^{-12}}{0.01}}$=10^-5mol/L，0.01mol/L KCl溶液中，c（Cl^-）=0.01mol/L；依据溶度积计算得到：c（Ag⁺）=$\frac{2×1{0}^{-10}}{0.01}$=2×10^-8mol/L，所以先析出氯化银沉淀，故C正确；
D、则S（AgCl）=$\sqrt{Ksp}$=$\sqrt{2×1{0}^{-10}}$=1.41×10^-5，而S（Ag₂CrO₄）=$\root{3}{\frac{Ksp}{4}}$=$\frac{\root{3}{2}}{2}$×10^-4，所以在t℃时，AgCl的溶解度小于Ag₂CrO₄，故D错误；
故答案为：C；
（5）当离子浓度小于1×10^-5mol/L时，认为完全沉淀，K_sp[Fe（OH）₃]=1×10^-38，此时氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{38}}{1{0}^{-5}}}$=10^-11mol/L，氢离子浓度=10^-3molL，计算PH=3，沉淀完全，依据K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20，Cu²⁺为0.01mol•L^-1 时计算氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-20}}{0.01}}$=10^-9mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$=10^-5mol/L，得到溶液PH，此时铜离子未沉淀，溶液中PH应控制的范围是3～5，
故答案为：3～5；

点评 本题考查了盐类水解、溶液PH计算分析、沉淀溶解平衡的分析判断、溶度积常数的计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．