Question

（Ⅰ）已知常温下，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，在FeCl₃溶液中加入NaHCO₃溶液产生沉淀和气体，反应的离子方程式为：

 

；若将所得悬浊液的pH调整为4，则溶液中Fe³⁺浓度为

 

mol?L^-1
（Ⅱ）常温下，如果取0.20mol?L^-1HA溶液与0.10mol?L^-1NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合后溶液的pH=8，试回答以下问题：
（1）混合溶液显碱性的原因是

 

．
（2）求出混合液中下列算式的精确计算结果（填具体数值）．
①c（Na⁺）-c（A^-）=

 

 mol?L^-1；  
②c（A^-）+c（HA）=

 

 mol?L^-1；
③c（HA）-c（A^-）=

 

 mol?L^-1．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,离子浓度大小的比较,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（Ⅰ）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；
已知溶液pH=4，即c（H⁺）=10^-4mol/L，则c（OH^-）=10^-10mol/L，根据K_sp[Fe（OH）₃]求出Fe³⁺浓度；
（Ⅱ）（1）常温下，如果取0.20mol?L^-1HA溶液与0.10mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，生成等浓度的NaA和HA，溶液中存在NaA的水解和HA的电离，溶液的pH=8说明以电离为主；
（2）0.20mol?L^-1HA溶液与0.10mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，NaA浓度为0.05mol/L，HA的浓度为0.05mol/L，溶液的pH=8，则c（H⁺）=10^-8mol/L，c（OH^-）=10^-6mol/L，
①根据溶液中电荷守恒分析；
②根据溶液中物料守恒即A元素守恒分析；
③根据溶液中电荷守恒和物料守恒综合分析．

解答： 解：（Ⅰ）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↑，已知溶液pH=4，即c（H⁺）=10^-4mol/L，
则c（OH^-）=10^-10mol/L，
已知K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，
所以c（Fe³⁺）=

Ksp[Fe(OH)3]

[c(OH-)]3

=

4.0×10-38

(10-10)3

=4.0×10^-8mol?L^-1，
故答案为：Fe³⁺+3HCO₃^-═Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；4.0×10^-8；
（Ⅱ）（1）常温下，如果取0.20mol?L^-1HA溶液与0.10mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，生成等浓度的NaA和HA，溶液中存在NaA的水解和HA的电离，溶液的pH=8说明以电离为主，即A^-水解程度大于同浓度的HA的电离程度，
故答案为：A^-水解程度大于同浓度的HA的电离程度；
（2）0.20mol?L^-1HA溶液与0.10mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，NaA浓度为0.05mol/L，HA的浓度为0.05mol/L，溶液的pH=8，则c（H⁺）=10^-8mol/L，c（OH^-）=10^-6mol/L，
①根据电荷守恒，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），故c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-6-10^-8=9.9×10^-7mol?L^-1；
故答案为：9.9×10^-7；
②0.20mol?L^-1HA溶液与0.10mol?L^-1NaOH溶液等体积混合后，NaA浓度为0.05mol/L，HA的浓度为0.05mol/L，根据A元素守恒c（A^-）+c（HA）=0.05+0.05=0.10mol?L^-1，
故答案为：0.10；
③c（A^-）+c（HA）+2[c（Na⁺）-c（A^-）]=0.10mol?L^-1+2（9.9×10^-7mol?L^-1），
所以c（HA）-c（A^-）=0.10mol?L^-1+2（9.9×10^-7mol?L^-1）-2c（Na⁺），
已知c（Na⁺）=0.05mol?L^-1；
故c（HA）-c（A^-）=1.98×10^-6mol?L^-1，
故答案为：1.98×10^-6．

点评：本题考查盐的水解，涉及内容较多，利用了电荷守恒和物料守恒，难度中等，需要细致分析，方能得到正确结果．