题目内容

12.试根据盐类水解和沉淀溶解平衡的知识回答下列问题:
(1)明矾常用作净水剂,原因是明矾溶于水发生Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,生成Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物质(用离子方程式和必要的文字解释)
(2)把FeCl3溶液蒸干并灼烧,最后得到的主要固体产物是Fe2O3(用化学式表示)
(3)泡沫灭火器中装有浓Al2(SO4)2和浓NaHCO3溶液,当二者混合时,产生大量气体和沉淀.试写出其中发生的总离子方程式:3HCO3-+Al3+═Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)工业废水中常含有Cu2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子,可通过加入过量的FeS、MnS来除去,试写用FeS除去Cu2+的方程式FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)
(5)将标准状况下的2.24L通入150mL 1mol/L Na0H溶液中,下列说法正确的是A
A.c(HCO3-)>c(CO32-) B.c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-) C.c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3)

分析 (1)明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附作用,可以净水;
(2)将FeCl3溶液蒸干时,铁离子水解生成Fe(OH)3和HCl,升高温度促进HCl挥发,所以蒸干溶液时得到碱,灼烧Fe(OH)3时,Fe(OH)3会分解生成氧化铁;
(3)用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液分别水解呈碱性和酸性,可发生互促水解,生成二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀;
(4)沉淀转移的方向是向着更难溶的方向移动,用FeS除去Cu2+,说明CuS更难溶;
(5)n(CO2)=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,n(NaOH)=0.15L×1mol/L=0.15mol,n(CO2):n(NaOH)=0.1mol:0.15mol=1:1.5,1:2<n(CO2):n(NaOH)<1:1,故发生反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3,反应后为Na2CO3、NaHCO3混合溶液,根据钠离子守恒、碳元素守恒计算溶液中Na2CO3、NaHCO3的物质的量,HCO3-水解程度大于其电离程度,CO32-的水解程度大于HCO3-的水解程度,结合溶液的电中性原则、物料守恒以及质子守恒解答该题.

解答 解:(1)明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,生成的氢氧化铝胶体具有吸附作用,可以净水,
故答案为:明矾溶于水发生Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,生成Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物质;
(2)将FeCl3溶液蒸干时,铁离子水解生成Fe(OH)3和HCl,升高温度促进HCl挥发,所以蒸干溶液时得到碱,灼烧氢氧化铁时,氢氧化铁会分解,反应方程式为2Fe(OH)3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+3H2O,所以最终得到的是红棕色固体Fe2O3,
故答案为:Fe2O3;
(3)用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液分别水解呈碱性和酸性,可发生互促水解,生成二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为3HCO3-+Al3+═Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:3HCO3-+Al3+═Al(OH)3↓+3CO2↑;
(4)由于Ksp(FeS)>Ksp(CuS),所以在相同条件下CuS的溶解度更小,沉淀会向着生成CuS的方向进行,故离子方程式为:FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq),
故答案为:FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq);
(5)n(CO2)=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,n(NaOH)=0.15L×1mol/L=0.15mol,n(CO2):n(NaOH)=0.1mol:0.15mol=1:1.5,1:2<n(CO2):n(NaOH)<1:1,故发生反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3,反应后为Na2CO3、NaHCO3混合溶液,设Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为xmol、ymol,
则:x+y=0.1mol、2x+y=0.15,解得:x=0.05、y=0.05,
A.HCO3-水解程度大于其电离程度,CO32-的水解程度大于HCO3-的水解程度,故c(HCO3-)>c(CO32-),故A正确;
B.由于溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)可得:c(Na+)>2c(CO32-)+c(HCO3-),故B错误;
D.根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),根据物料守恒可得:2c(Na+)=3c(HCO3-)+3c(CO32-)+3c(H2CO3),二者结合可得:c(CO32-)+2c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H+)+3c(H2CO3),故D错误;
故答案为:A.

点评 本题考查了盐的水解原理及其综合应用,题目难度中等,涉及难溶物溶解平衡、离子浓度大小比较、盐的水解原理等知识,明确盐的水解原理为解答关键,试题培养了学生的灵活应用能力.

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