Question

14．利用所学知识回答下列问题
Ⅰ．（1）已知室温下，K_sp[Mg（OH）₂]=5×10^-12，若溶液中c（Mg²⁺）=5×10^-4 mol/L，则溶液的pH=10．
（2）向1mL0.1mol/LMgCl₂溶液中滴加2滴2mol/LNaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加2滴0.1mol/LFeCl₃溶液，结果有红褐色沉淀出现．请写出红褐色沉淀生成时的离子方程式3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃．
（3）“镁-次氯酸盐”燃料电池的工作原理如图所示，根据图写出镁电极的电极反应式Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂．
Ⅱ．室温下，两种酸的电离平衡常数如下表．

	K1	K2
H2SO3	1.3×10-2	1.0×10-7
H2CO3	4.2×10-7	5.6×10-11

（4）室温下，0.1mol/L Na₂CO₃溶液的pH＞0.1mol/LNa₂SO₃溶液的pH（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）0.10mol/L Na₂SO₃溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化镁的溶度积计算出氢氧根离子浓度，然后计算出该溶液的氢离子浓度及溶液的pH；
（2）MgCl₂与NaOH反应生成氢氧化镁沉淀，Fe（OH）₃比Mg（OH）₂更难溶，沉淀向着更难溶的物质转化；
（3）该燃料电池中，镁易失电子作负极、次氯酸根离子得电子发生还原反应，在碱性环境中负极电极反应式为Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂，正极电极反应式为：ClO^-+H₂O+2e^-=Cl^-+2OH^-；
（4）两溶液水解都呈碱性，盐的水解沉淀越大，溶液的pH越大，结合酸根离子对应酸的酸性强弱判断；
（5）Na₂SO₃溶液中，亚硫酸根离子部分水解，溶液呈碱性，则c （OH^-）＞c（H⁺），结合氢氧根离子来自水的电离和亚硫酸根离子的水解可知c （OH^-）＞c（HSO₃^-），据此判断各离子浓度大小．

解答 解：（1）已知室温下K_sp[Mg（OH）₂]=5×10^-12，若溶液中c（Mg²⁺）=5×10^-4 mol/L，则溶液中的氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=$\sqrt{\frac{5×1{0}^{-12}}{5×1{0}^{-4}}}$mol/L=1×10^-4 mol/L，则溶液中氢离子浓度为：c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=1×10^-10 mol/L，该溶液得到pH=10，
故答案为：10；
（2）向盛有1mL 0.1mol/L MgCl₂溶液的试管中滴加1～2滴2mol/L NaOH溶液，MgCl₂与NaOH反应生成氢氧化镁沉淀，其反应的离子方程式为：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓；再滴加2滴0.1mol/L FeCl₃溶液，Mg（OH）₂沉淀转化为溶解度更小的Fe（OH）₃沉淀，其反应的离子方程式为：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺?3Mg²⁺+2Fe（OH）₃，
故答案为：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃；
（3）根据图示可知，该燃料电池中，镁易失电子作负极、次氯酸根离子得电子发生还原反应，则负极电极反应式为：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂，
故答案为：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂；
（4）相同条件下酸性：HSO₃^-＞HCO₃^-，则室温下碳酸钠的水解程度对应亚硫酸钠，则0.1mol/L Na₂CO₃溶液的pH＞0.1mol/LNa₂SO₃溶液的pH，
故答案为：＞；
（5）由于亚硫酸根离子部分水解，溶液呈碱性，则c （OH^-）＞c（H⁺），结合氢氧根离子来自水的电离和亚硫酸根离子的水解可知：c （OH^-）＞c（HSO₃^-），溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c （SO₃^2-）＞c （OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c （SO₃^2-）＞c （OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．

点评 本题考查较为综合，涉及原电池原理、难溶物溶解平衡、离子浓度大小比较等知识，题目难度中等，注意掌握难溶物溶度积的概念及表达式，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力．