Question

13．（1）室温下，有一pH=12的NaOH溶液100mL，欲使它的pH降为11．
①如果加入蒸馏水，就加入900 mL
②如果加入pH=10的NaOH溶液，应加入1000 mL
③如果加入0.008mol/L HCl溶液，应加入100 mL
（2）实验室在配制溶液时，一些物质存在水解的情况，如在配制Na₂CO₃溶液时，CO₃^2-会水解，请书写水解离子方程式CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，在配制Al₂（SO₄）₃溶液时，Al³⁺也存在水解，请书写水解离子方程式Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，为了防止Al₂（SO₄）₃发生水解，可加入少量的硫酸．
（3）工业上用氧化铜制备氯化铜时，先将制的氧化铜（含有杂质FeO）用浓酸溶解得到的氯化铜（溶液中含有一定量的Fe²⁺）．

金属离子	PH值
	开始沉淀	完全沉淀
Fe2+	7.6	9.6
Cu2+	4.4	6.4
Fe3+	2.7	3.7

实际生产中先用次氯酸钠将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，然后用试剂CuO或Cu（OH）₂将溶液PH值调至3.7～4.4，即可除去铁杂质．

Answer 1

分析 （1）①先根据溶液的pH计算氢氧根离子浓度，再根据c₁V₁=c₂（V₁+V₂）计算加入的水体积；
②先根据溶液的pH计算氢氧根离子浓度，再根据c₁V₁+c₂V₂=c₃（V₁+V₂）计算加入的氢氧化钠溶液体积；
③先计算混合溶液中氢氧根离子浓度，再根据c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{V（酸）+V（碱）}$进行解答；
（2）CO₃^2-水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子；铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子；加入硫酸会抑制铝离子的水解；
（3）调节pH时能与氢离子反应，但是不能引入新的杂质；调节pH使Fe³⁺完全沉淀，而Cu²⁺不沉淀．

解答 解：（1）①pH=12 的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L，设加入水的体积是V₂，c₁V₁=c₂（V₁+V₂）=0.01mol/L×0.1L=（0.1+V₂）L，V₂=$\frac{0.01mol/L×0.1L}{0.001mol/L}$=0.9L=900mL，
故答案为：900；
②pH=12 的NaOH溶液中氢氧根离子浓度是0.01mol/L，pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L，pH=10的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.0001mol/L，
设加入pH=10的NaOH溶液体积是V₂，
c₁V₁+c₂V₂=c₃（V₁+V₂）=0.01mol/L×0.1L+0.0001mol/L×V₂=0.001mol/L（0.1+V₂），
V₂=1L=1000mL，
故答案为：1000；
③0.008mol/L HCl溶液中氢离子浓度为0.008mol/L，设加入盐酸的体积为V，
c（OH^-）=$\frac{0.01mol/L×0.1L-0.008mol/LL×V}{0.1L+V}$=0.001mol/L，
解得：V=100mL．
故答案为：100；
（2）CO₃^2-水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，其水解的离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；在配制Al₂（SO₄）₃溶液时，Al³⁺会部分水解而使溶液呈酸性，水解的离子方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；为了防止发生水解，可以加入少量的硫酸；
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；硫酸；
（3）调节pH时能与氢离子反应，但是不能引入新的杂质，所以可加CuO或Cu（OH）₂；调节pH使Fe³⁺完全沉淀，而Cu²⁺不沉淀，由表中数据可知，pH控制在3.7～4.4；
故答案为：CuO或Cu（OH）₂；3.7～4.4．

点评 本题考查溶液pH的简单计算、盐的水解原理的应用、物质的分离提纯，题目难度中等，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的计算方法，明确酸碱中和反应实质为解答本题的关键，试题培养了学生的化学计算能力．