Question

某工业原料主要成分是NH₄Cl、FeCl₃ 和AlCl₃ ，利用此原料可以得到多种工业产品，分析下面流程，回答问题：

已知Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38
（1）用稀硫酸中和等体积等pH值的氨水和烧碱溶液，前者需要消耗的酸液体积

 

（填“大”、“小”或“相同”）；
（2）计算溶液②中Fe³⁺的物质的量浓度为

 

 mol/L；
（3）缓冲溶液中存在的平衡体系有：

 

，此时溶液中 c（NH₄⁺ ）

 

c（Cl^-）（填＞，=，＜）

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：原料中中含有NH₄Cl、FeCl₃ 和AlCl₃ ，加入水溶解得到溶液①，在溶液中加入氨水调节溶液pH=8.0，得到沉淀①为Fe（OH）₃、Al（OH）₃，加入过量NaOH，由于与氢氧化钠反应，则溶液③为NaAlO₂，加入过量盐酸可生成氯化铝，沉淀②为Fe（OH）₃，加热分解生成氧化铁，可得到红色颜料，溶液②主要含有氯化铵和氨水，可得到缓冲溶液，以此解答该题．

解答： 解：原料中中含有NH₄Cl、FeCl₃ 和AlCl₃ ，加入水溶解得到溶液①，在溶液中加入氨水调节溶液pH=8.0，得到沉淀①为Fe（OH）₃、Al（OH）₃，加入过量NaOH，由于与氢氧化钠反应，则溶液③为NaAlO₂，加入过量盐酸可生成氯化铝，沉淀②为Fe（OH）₃，加热分解生成氧化铁，可得到红色颜料，溶液②主要含有氯化铵和氨水，可得到缓冲溶液，
（1）由于一水合氨为弱电解质，不能完全电离，则pH值的氨水和烧碱溶液相比较，氨水浓度较大，用稀硫酸中和时消耗酸液体积较大，故答案为：大；
（2）在溶液中加入氨水调节溶液pH=8.0，过滤得到溶液②，此时c（OH^-）=1×10^-6mol/L，c（Fe³⁺）=

4.0×10-38

(1.0×10-6)3

mol/L=4.0×10^-20mol/L，
故答案为：4.0×10^-20mol/L；
（3）缓冲溶液中存在NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-、NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺、H₂O?OH^-+H⁺，溶液中的电荷守恒c（NH⁺₄）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），将溶液②调节pH=9.2可到缓冲溶液，所以c（H⁺）＜c（OH^-），则有c（NH⁺₄）＞c（Cl^-），故答案为：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-、NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺、H₂O?OH^-+H⁺；＞．

点评：本题考查物质的分离、提纯，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，题目着重于弱电解质的电离和盐类水解的考查，注意把握解答问题的角度，难度中等．