Question

18．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．请根据所学的知识回答：
（1）A为0.1mol/L的（NH₄）₂SO₄溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（2）B为0.1mol/L NaHCO₃溶液，请分析NaHCO₃溶液显碱性的原因：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）C为FeCl₃溶液，实验室中配制FeCl₃溶液时常加入盐酸溶液以抑制其水解，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Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．
（4）D为CuSO₄溶液，已知25℃时，K_sp[Cu（OH）₂]=2×10^-20．要使0.2mol•L^-1 D溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（使Cu²⁺浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为6．

Answer 1

分析 （1）依据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）Cu²⁺沉淀较为完全浓度降至原来的千分之一，根据K_sp求出OH^-离子的浓度，再求pH．

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-；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^-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，Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
（4）Cu²⁺沉淀较为完全是的浓度为$\frac{0.2mol/L}{1000}$=2×10^-4mol/L，
则c（OH^-）=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{2×1{0}^{-4}}}$mol/L═10^-8mol/L，
则c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$mol/L=10^-6mol/L，
所以pH=-lg（10^-6）=6，
故答案为：6．

点评 本题考查了盐类水解的应用，溶液中离子浓度大小的比较，溶液中平衡的分析，溶液配制等知识，注意知识的归纳和整理是关键，难度不大．