Question

物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡，它们都可看作化学平衡．请根据所学知识的回答：
（1）A为0.1mol?L^-1的（NH₄）₂SO₄溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为

 

．
（2）B为0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液，在NaHCO₃溶液中存在的各种平衡体系为（共3个，分别用离子方程式表示）：

 

；实验测得NaHCO₃溶液的pH＞7，请分析NaHCO₃溶液显碱性的原因：

 

．
（3）C为FeCl₃溶液，实验室中配制FeCl₃溶液时通常需要向其中加入

 

，目的是

 

；若把B和C溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为

 

．
（4）D为含有足量AgCl固体的饱和溶液，AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），在25℃时，AgCl的K_sp=1.8×10^-10；25°C时，现将足量AgCl分别放入：①100mL蒸馏水；②100mL 0.2mol?L^-1AgNO₃溶液；③100mL 0.1mol?L^-1氯化铝溶液；④100mL 0.1mol?L^-1盐酸溶液．充分搅拌后，相同温度下Ag⁺浓度由大到小的顺序是

 

 （填写序号）；②中Cl^-的浓度为

 

 mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）溶液中铵根离子水解，溶液呈酸性，水解程度微弱，分析比较；
（2）在NaHCO₃溶液中存在碳酸氢根离子的水解平衡和电离平衡；水的电离平衡；溶液显碱性是因为溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度；
（3）配制氯化铁溶液需要防止水解而变浑浊；NaHCO₃溶液和FeCl₃溶液混合发生双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体；
（4）氯化银饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，饱和溶液中的溶度积是常数，只随温度变化；依据溶度积分别计算离子浓度．

解答：解：（1）铵根离子水解，溶液呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），.1mol?L^-1的（NH₄）₂SO₄溶液中，铵根离子水解微弱，所以得到溶液中的离子浓度大小为：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）在NaHCO₃溶液中存在碳酸氢根离子的水解平衡为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，电离平衡为：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、H₂O?H⁺+OH^-；而以水解为主，即碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度溶液，故显碱性，
故答案为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-、HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、H₂O?H⁺+OH^-；HCO₃^-的水解程度大于其电离程度，溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），故溶液显碱性；
（3）实验室中配制FeCl₃溶液时通常需要向其中加盐酸抑制Fe³⁺水解，NaHCO₃溶液和FeCl₃溶液混合发生双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体；反应的离子方程式为Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：盐酸；抑制Fe³⁺水解；Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）K_sp=1.8×10^-10mol²?L^-2=C（Ag⁺）?C（Cl^-），通过计算分别得到：①100mL蒸馏水中含银离子浓度和氯离子浓度相同；②100mL 0.2mol?L^-1AgNO₃溶液中Ag⁺浓度为0.2mol/l抑制沉淀溶解平衡，c（Cl^-）=9×10^-10mol/L；③100mL 0.1mol?L^-1氯化铝溶液中氯离子浓度为0.3mol/L，银离子浓度=6×10^-10mol/L；④100mL 0.1mol?L^-1盐酸溶液中氯离子浓度为0.1mol/L，银离子为1.8×10^-9mol/L；综上所述大小顺序为：②①④③；②中氯离子的浓度9×10^-10 mol/L，
故答案为：②①④③；9×10^-10．

点评：本题考查了盐类水解的应用及溶液中离子浓度大小的比较，注意溶液中平衡的分析、溶液配制、溶度积的计算应用即可解答，题目难度中等．