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【题目】NH4Al(SO4)2是一种食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析化学、制药工业中用途广泛。请回答下列问题:

(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是 (用必要的化学用语和相关文字说明)。

(2)相同条件下,0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液中的c() (填“等于”“大于”或“小于”)0.1 mol/L NH4HSO4溶液中的c()。

(3)如图是0.1 mol/L电解质溶液的pH随温度变化的图象。

①其中符合0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是 (填写字母),导致pH随温度变化的原因是 ;

②20 ℃时,0.1 mol/L的NH4Al(SO4)2溶液中2c()-c()-3c(Al3+)= (填数值)。

(4)室温时,向100 mL 0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,所得溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:

试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 ;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。

【答案】(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮颗粒使其沉降从而净化水

(2)小于

(3)①Ⅰ NH4Al(SO4)2溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小 ②10-3 mol/L

(4)a点 c(Na+)>c()>c()>c(OH-)=c(H+)

【解析】(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3吸附水中的悬浮颗粒使其沉降。

(2)NH4Al(SO4)2溶液与NH4HSO4溶液中的均发生水解,但NH4Al(SO4)2溶液中Al3+水解后溶液呈酸性抑制的水解,NH4HSO4溶液中电离出的H+同样抑制的水解,相同条件下,因为电离生成的H+浓度比Al3+水解生成的H+浓度大,所以NH4HSO4溶液中的水解程度比NH4Al(SO4)2溶液中的小。

(3)NH4Al(SO4)2溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小,符合其变化的曲线为Ⅰ。根据电荷守恒,可以得出2c()-c()-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=10-3 mol/L[其中c(OH-)太小,可忽略]。

(4)分析a、b、c、d四个点,根据反应物的用量可知,a点恰好消耗完电离出来的H+,溶液中的溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液中均含有NH3·H2O,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3·H2O抑制水的电离,故a点水的电离程度最大。b点溶液呈中性,即溶液中含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3·H2O三种溶质,a点时c(Na+)=c(),则b点时c(Na+)>c),根据电荷守恒可得b点时c()+c(Na+)=2c(),故可以得出c()>c(),故b点时c(Na+)>c)>c()>c(OH-)=c(H+)。

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【题目】[2017江苏]砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。

(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其原因是___________________________________。

(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。

①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 ~ 10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。

②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=_________(pKa1=lgKa1)。

(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH > 7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图3所示。

①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是____________________。

②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。

【题目】雯雯在自学碳酸钠性质时,查到了以下资料:

①CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3,CO2通入饱和碳酸钠溶液会产生白色沉淀,CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液。

②碳酸钠、碳酸氢钠在不同温度下的溶解度如表:

0 ℃

10 ℃

20 ℃

30 ℃

Na2CO3

7.1

12.2

21.8

39.7

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

【进行实验1】验证CO2通入饱和碳酸钠溶液会产生白色沉淀

①配制碳酸钠溶液:取100 g 20 ℃的水,加入35 g碳酸钠固体,搅拌后,静置,取上层清液。

②利用装置一进行实验,连续5分钟向新制得的碳酸钠溶液中通入CO2。

【发现问题】实验中,始终没有看到沉淀现象,原因是什么呢?雯雯进行了以下实验探究。

【进行实验2】

实验操作

实验现象

①取100 g 20 ℃的水,加入35 g碳酸钠固体,搅拌后,静置,取上层清液

②利用装置二进行实验,连续5分钟向新制得的碳酸钠溶液中通入CO2

没有出现白色沉淀

(1)在0 ℃~30 ℃,Na2CO3和NaHCO3的溶解度受温度变化影响较大的是 。

(2)大理石与稀盐酸反应的化学方程式为 。

(3)装置二中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。

【进行实验3】

实验操作

实验现象

①取100 g热开水,加入35 g碳酸钠固体,完全溶解,再降温至20 ℃,取上层清液

②利用装置一和装置二分别进行实验,连续3分钟向新制得的碳酸钠溶液中通入CO2

装置一和装置二中的碳酸钠溶液中均出现白色沉淀

(4)雯雯在最初的实验中没有看到沉淀现象的原因是 。

(5)CO2通入饱和碳酸钠溶液会产生白色沉淀的原因是 。

(6)请你依据题中信息,写出一种能够区分碳酸钠和碳酸氢钠固体的实验方案 。

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