Question

【題目】通過學習，同學們對宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與平衡思想等學科素養有了進一步的認識和理解。請根據所學知識回答下列問題

(1)FeCl3溶液呈酸性原因是__________________（用離子方程式表示）；若把FeCl3溶液蒸干，灼燒，最后得到固體產物是 ____________。

(2)將1L 0.2 mol·L－1HA溶液與1L 0.1 mol·L－1NaOH溶液等體積混合（混合后溶液體積變化忽略不計），測得混合溶液中c(Na＋)> c(A－)，則混合溶液中c(HA)＋c(A－)_____0.1 mol·L－1（填“>”、“<”或“＝”）。

(3)濃度均為0.1 mol/L的四種溶液①氯化銨溶液、②碳酸氫銨溶液、③氨水、④硫酸氫銨中，NH4+濃度由大到小的順序為________________________。（填序號）

(4)已知：常溫下，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38。

①常溫下，某酸性MgCl2溶液中含有少量的FeCl3 ，為了得到純凈的MgCl2·2H2O晶體，應加入________（填化學式），調節溶液的pH＝4，使溶液中的Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀，此時溶液中的c(Fe3＋)＝________mol·L－1。

②常溫下，若將0.01 mol·L－1 MgCl2溶液與________ mol·L－1 NaOH溶液等體積混合時有沉淀生成。

Answer 1

【答案】Fe 3++3H2OFe(OH)3+3H+ Fe2O3 = ④>①>②>③ MgO[或Mg(OH)2、MgCO3]等 4×10-8 1.2×10-4

【解析】

(1)FeCl3溶液呈酸性的原因是Fe3+發生水解生成Fe(OH)3和H+；若把FeCl3溶液蒸干、灼燒，水解生成的HCl揮發，Fe(OH)3分解，由此可得最后得到固體產物的成分。

(2)將1L 0.2 mol·L－1HA溶液與1L 0.1 mol·L－1NaOH溶液等體積混合，發生反應HA+NaOH=NaA+H2O，此時溶液中c(HA)=c(A－)，測得混合溶液中c(Na＋)> c(A－)，則表明溶液中以A-水解為主，依據物料守恒，可得出c(HA)＋c(A－)與0.1 mol·L－1的關系。

(3)濃度均為0.1 mol/L的四種溶液

①氯化銨溶液中，NH4Cl=NH4++Cl-，NH+H2ONH3·H2O + H+；

②碳酸氫銨溶液中，NH4HCO3=NH4++HCO3-，NH+ HCO3-+H2ONH3·H2O + H2CO3；

③氨水中，NH3·H2ONH+ OH-；

④硫酸氫銨中，NH4HSO4=NH4++H++SO42-，NH+H2ONH3·H2O + H+；

以①中氯化銨溶液為參照，依據NH4+所在環境對NH4+的促進或抑制，確定濃度由大到小的順序。

(4)①常溫下，某酸性MgCl2溶液中含有少量的FeCl3，為了得到純凈的MgCl2·2H2O晶體，應加入鎂的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽等，調節溶液的pH＝4，此時c(OH-)=10-10mol/L，代入Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38，求溶液中的c(Fe3＋)。

②常溫下，利用Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，求0.01 mol·L－1 MgCl2溶液有沉淀生成時，所需NaOH溶液的濃度。

(1)FeCl3溶液呈酸性的原因是Fe3+發生水解生成Fe(OH)3和H+，反應的離子方程式為Fe 3++3H2OFe(OH)3+3H+；若把FeCl3溶液蒸干、灼燒，水解生成的HCl揮發，Fe(OH)3分解，最后得到固體產物為Fe2O3。答案為：Fe 3++3H2OFe(OH)3+3H+；Fe2O3；

(2)將1L 0.2 mol·L－1HA溶液與1L 0.1 mol·L－1NaOH溶液等體積混合，發生反應HA+NaOH=NaA+H2O，此時溶液中c(HA)=c(A－)=0.05 mol·L－1，測得混合溶液中c(Na＋)> c(A－)，則表明溶液中以A-水解為主，依據物料守恒，可得出c(HA)＋c(A－)= 2×0.05 mol·L－1=0.1 mol·L－1。答案為：=；

(3)①氯化銨溶液中，NH4Cl=NH4++Cl-，NH+H2ONH3·H2O + H+；

②碳酸氫銨溶液中，NH4HCO3=NH4++HCO3-，NH+ HCO3-+H2ONH3·H2O + H2CO3，由于HCO3-水解反應的促進，c(NH)比①中小；

③氨水中，NH3·H2ONH+ OH-，由于電離程度較小，所以溶液中c(NH)比②中小；

④硫酸氫銨中，NH4HSO4=NH4++H++SO42-，NH+H2ONH3·H2O + H+，由于H+的抑制作用，溶液中c(NH)比①中大；

依據上述分析，c(NH)由大到小的順序為④>①>②>③。答案為：④>①>②>③；

(4)①常溫下，某酸性MgCl2溶液中含有少量的FeCl3，為了得到純凈的MgCl2·2H2O晶體，應加入MgO[或Mg(OH)2、MgCO3]等；溶液的pH＝4，此時c(OH-)=10-10 mol·L－1，代入Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38，求得溶液中的c(Fe3＋)==4×10-8 mol·L－1。答案為：MgO[或Mg(OH)2、MgCO3]等；4×10-8；

②常溫下，利用Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，要使0.01 mol·L－1 MgCl2溶液有沉淀生成，設加入等體積NaOH溶液的濃度為x，則，x=1.2×10-4 mol·L－1。答案為：1.2×10-4。