Question

20．运用有关原理，回答下列问题：
（1）25℃时，某FeCl₃溶液的pH=2，则此溶液中由水电离产生的c（H⁺）=0.01mol/L，用离子方程式表示CH₃COONa溶液呈碱性的原因：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-．
（2）已知NaHSO₄在水中的电离方程式为NaHSO₄═H⁺+SO₄^2-+Na⁺．在NaHSO₄溶液中，c（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-）（填“＜”“＞”或“=”，下同）；室温下用NaHSO₄溶液与Ba（OH）₂溶液制取BaSO₄，若溶液中的SO₄^2-完全沉淀，则反应后溶液的pH＞7
（3）已知Ksp（BaSO₄）=1.1×10^-10．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沉淀所需的BaCl₂溶液的最小浓度为2.2×10^-8 mol/L．（忽略溶液混合时体积的变化）

Answer 1

分析 （1）铁离子结合水电离出的氢氧根离子形成氢氧化铁，溶液中氢离子是水电离出的，水电离出的c（OH^-）=c（H⁺），醋酸钠溶液中醋酸根离子水解，溶液显碱性；
（2）已知NaHSO₄在水中的电离方程式为NaHSO₄═H⁺+SO₄^2-+Na⁺．在NaHSO₄溶液中氢离子浓度等于硫酸根离子浓度等于钠离子浓度，结合溶液中电荷守恒分析判断；室温下用NaHSO₄溶液与Ba（OH）₂溶液制取BaSO₄，若溶液中的SO₄^2-完全沉淀，按照1：1反应，氢氧根离子剩余，溶液显碱性；
（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．

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，CH₃COONa溶液呈碱性是醋酸根离子水解促进水的电离，离子方程式为：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，
故答案为：0.01mol/L；CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-；
（2）在NaHSO₄溶液中氢离子浓度等于硫酸根离子浓度等于钠离子浓度，结合溶液中电荷守恒，c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+2c（SO₄^2-），得到c（H⁺）=c（OH^-）+c（SO₄^2-），室温下用NaHSO₄溶液与Ba（OH）₂溶液制取BaSO₄，若溶液中的SO₄^2-完全沉淀，按照1：1反应，NaHSO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+NaOH+H₂O，氢氧根离子剩余，溶液显碱性，反应后溶液的pH＞7，
故答案为：=；＞；
（3）等体积混合后，c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$×0.02mol/L=0.01mol/L，故BaSO₄沉淀所需Ba²⁺离子的最小浓度为c（Ba²⁺）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{0.01}$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^-8 mol/L．

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．