Question

运用相关原理，回答下列各小题：
（1）25℃时，某FeCl₃溶液的pH=2，则此溶液中由水电离产生的c（OH^-）=

10^-2mol/L

；用离子方程式表示FeCl₃溶液用于净水的原因：

Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺

．
（2）已知NaHSO₄在水中的电离方程式NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-．在NaHSO₄溶液中c（H⁺）

=

c（OH^-）+c（SO₄^2-）（填“＞”、“=”或“＜”下同）；用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡，若溶液中SO₄^2-完全沉淀，则反应后溶液的pH

＞

7．
（3）将等体积的Na₂SO₄溶液和BaCl₂溶液混合，若Na₂SO₄溶液的浓度为0.02mol/L，则生成BaSO₄沉淀所需BaCl₂溶液的最小浓度为

2.2×10^-8mol/L

．已知K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10．
（4）分析下表提供的数据：

化学式	电离常数
HClO	Ka=3×10-8
H2CO3	Ka1=4.3×10-7
	Ka2=5.6×10-11

①84消毒液（有效成分为NaClO）久置于空气中会失效，写出发生反应的离子方程式：

ClO^-+H₂O+CO₂=HClO+HCO₃^-，2HClO

光照  .

2H⁺+2Cl^-+O₂↑

．
②判断在等浓度的NaClO、NaHCO₃混合溶液中，各种离子浓度由大到小的顺序：

c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）

．

Answer 1

分析：（1）水电离出的c（OH^-）=c（H⁺），铁离子能水解生成胶体，胶体具有吸附性，从而净水；
（2）根据电荷守恒和物料守恒确定c（H⁺）与c（OH^-）+c（SO₄^2-）的关系，根据混合溶液中的溶质确定溶液的酸碱性；
（3）计算混合后硫酸根的浓度，根据K_sp（BaSO₄）=c（Ba²⁺）?c（SO₄^2-）计算硫酸根沉淀时溶液中c（Ba²⁺），原氯化钡溶液为此时钡离子浓度的2倍，注意溶液混合后各种物质的浓度降为原来的一半；
（4）①由表中电离平衡常数的数据可知，酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，从而确定次氯酸和二氧化碳、水反应的生成物，但次氯酸不稳定，见光易分解，从而导致84消毒液失效；
②钠离子不水解，离子浓度最大，根据碳酸氢根离子和次氯酸根离子水解程度确定其浓度大小，盐类的水解是微弱的，所以酸根离子浓度大于氢氧根离子浓度，根据溶液的酸碱性确定氢离子浓度和氢氧根离子浓度的关系，根据离子来源确定氢离子浓度和碳酸根离子浓度的关系．

解答：解：（1）氯化铁是强酸弱碱盐，溶液中氢离子就是水电离出的，水电离出的c（OH^-）=c（H⁺）=10^-2mol/L，氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，水解方程式为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，所以能净水；
故答案为：10^-2mol/L，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；
（2）根据电荷守恒得c（H⁺）+C（Na⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），根据物料守恒得C（Na⁺）=c（SO₄^2-），所以c（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-），用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡，若溶液中SO₄^2-完全沉淀，则反应方程式为NaHSO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+H₂O+NaOH，混合溶液中的溶质是氢氧化钠，所以溶液呈碱性，溶液的pH＞7；
故答案为：=，＞；
（3）等体积混合后，c（SO₄^2-）=

1

2

×0.02mol/L=0.01mol/L，故BaSO₄沉淀所需Ba²⁺离子的最小浓度为c（Ba²⁺）=

1.1×10-10

0.01

mol/L=1.1×10^-8mol/L，故原BaCl₂溶液的浓度为2×1.1×10^-8mol/L=2.2×10^-8mol/L；
故答案为：2.2×10^-8mol/L；
（4）①由表中电离平衡常数的数据可知，酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，根据强酸制备弱酸，84消毒液（有效成分为NaClO）吸收空气中的二氧化碳生成次氯酸与碳酸氢钠，反应离子方程式为：ClO^-+H₂O+CO₂=HClO+HCO₃^-，生成的次氯酸分解生成盐酸与氧气，反应离子方程式为：2HClO

光照  .

2H⁺+2Cl^-+O₂↑，导致失效，
故答案为：ClO^-+H₂O+CO₂=HClO+HCO₃^-，2HClO

光照  .

2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
②等浓度的NaClO、NaHCO₃混合溶液中，ClO^-与HCO₃^-水解，溶液呈碱性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），由于酸性HClO＞HCO₃^-，故HCO₃^-水解程度更大，故c（ClO^-）＞c（HCO₃^-），碳酸氢根和次氯酸根离子的水解是微弱的，所以c（HCO₃^-）＞c（OH^-），水和碳酸氢根离子都能电离出氢离子，碳酸根离子只有碳酸氢根离子电离，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），则各种离子浓度由大到小的顺序：c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．

点评：本题考查了离子浓度大小的比较、溶度积常数的有关计算等知识点，难度较大，（3）题是易错题，注意溶液混合后各种物质的浓度变为原来的一半，为易错点．