Question

15．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，它们都可看做 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，溶液的PH＜7（填＜、＞、=），在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为（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为含有足量AgCl固体的饱和溶液，氯化银在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）?Ag⁺+Cl^-，在25℃时，氯化银的K_sp=1.8×10^-10．现将足量氯化银分别放入：①100mL蒸馏水中；②100mL 0.2mol/L AgNO₃溶液中；③100mL 0.1mol/L氯化 铝溶液中；④100  mL 0.1mol/L盐酸溶液中，充分搅拌后，相同温度下银离子浓 度由大到小的顺序是②①④③（填写序号）；②中氯离子的浓度为9×10^-10   mol/L．

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）氯化银饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，饱和溶液中的溶度积是常数，只随温度变化；依据溶度积分别计算．

解答 解：（1）铵根离子水解，溶液呈酸性，溶液的PH＜7，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：＜；（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）100mL 0.2mol•L^-1AgNO₃溶液中Ag⁺浓度为0.2mol/l抑制沉淀溶解平衡，③100mL 0.1mol•L^-1氯化铝溶液中氯离子浓度为0.3mol/L，银离子浓度=6×10^-10mol/L；④100mL 0.1mol•L^-1盐酸溶液中氯离子浓度为0.1mol/L，银离子为1.8×10^-9mol/L，综上所述大小顺序为：②①④③；在②中加入氯化银后，溶液中的银离子浓度为0.2mol/L，即c（Ag⁺）=0.2mol/L，根据氯化银的K_sp=1.8×10^-10=c（Ag⁺）•c（Cl^-）=0.2mol/L×c（Cl^-），解得c（Cl^-）=9×10^-10，
故答案为：②①④③； 9×10^-10．

点评 本题考查了离子浓度大小比较、盐类水解的应用，题目难度中等，涉及溶液中离子浓度大小的比较、溶液中平衡的分析、溶液配制、溶度积的计算应用等知识，试题考查较为综合，明确盐的水解原理及其影响为解答关键．