Question

13．NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．请回答下列问题：

（1）相同条件下，相等浓度的NH₄Al（SO₄）₂溶液中c（NH₄⁺）＜NH₄HSO₄溶液中c（NH₄⁺）
（填“=”、“＞”或“＜”）．
（2）如图1是0.1mol•L^-1电解质溶液的pH随温度变化的图象．
①其中符合0.1mol•L^-1  NH₄Al（SO₄）₂的pH随温度变化的曲线是A（填写字母）．
②室温时，0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=10^-3-10^-11mol•L^-1（填
计算式）．
（3）室温时，向100mL 0.1mol•L^-1 NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示．图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是a；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．
（4）电解制备Al（OH）₃时，电极分别为Al片和石墨，电解质溶液为Na₂CO₃溶液，电解总反应的方程式为2Al+6H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑．
（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-．

Answer 1

分析 （1）NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-电离出H⁺同样抑制NH₄⁺水解；
（2）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高温度其水解程度增大；
②根据电荷守恒定律解题；
（3）a、b、c、d四个点，根据反应量的关系，a点恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄与Na₂SO₄；b、c、d三点溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促进水的电离，而NH₃•H₂O抑制水的电离．b点溶液呈中性；
（4）用Al片和石墨作电极来制备Al（OH）₃，故Al做阳极；
（5）放电时负极电极本身Al放电，失电子，根据AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-中铝元素和氯元素的比例来确定做AlCl₄^-做反应物而生成Al₂Cl₇^-．

解答 解：（1）NH₄Al（SO₄）₂与NH₄HSO₄中的NH₄⁺均发生水解，但是NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-电离出H⁺同样抑制NH₄⁺水解，因为HSO₄^-电离生成的H⁺浓度比Al³⁺水解生成的H⁺浓度大，所以NH₄Al（SO₄）₂中NH₄⁺水解程度比NH₄HSO₄中的大，NH₄Al（SO₄）₂溶液中c（NH₄⁺）＜NH₄HSO₄溶液中c（NH₄⁺），
故答案为：＜；
（2）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高温度其水解程度增大，pH减小，符合的曲线为A，故答案为：A；
②根据电荷守恒，可以求出2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-3 mol•L^-1-10^-11mol/L，故答案为：10^-3-10^-11；
（3）a、b、c、d四个点，根据反应量的关系，a点恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄与Na₂SO₄；b、c、d三点溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促进水的电离，而NH₃•H₂O抑制水的电离．b点溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三种成分，a点时c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b点时c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根据N元素与S元素的关系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案为：a；c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
（4）用Al片和石墨作电极来制备Al（OH）₃，故Al做阳极，石墨做阴极，阳极反应为：Al-3e^-=Al³⁺①，阴极上是来自于水的H⁺放电：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑ ②，将①×2+②×3可得总反应：2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑，
故答案为：2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑；
（5）放电时负极电极本身Al放电，失电子，由于AlCl₄^-中氯元素的含量高于Al₂Cl₇^-中氯元素的含量，故AlCl₄^-做反应物而Al₂Cl₇^-为生成物，由于其它离子不参与电极反应，故电极反应为：Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-，
故答案为：Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-．

点评 本题考查了盐类水解、弱电解质电离平衡及其影响因素分析、溶液中离子浓度大小关系、原电池和电解池的原理应用，注意知识的迁移和原理的分析，掌握基础是解题关键，题目难度中等．