题目内容
【题目】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)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是_____________________________(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(
)________0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(
)。(填“等于”、“大于”或“小于”)
(3)用等式表示0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中各离子浓度关系____________。
(4)如图是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
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其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是________(填写字母),导致pH随温度变化的原因是_____________________________;
(5)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1HCl溶液中滴加0.1 mol·L-1氨水,得到溶液pH与氨水体积的关系曲线如图所示:
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①试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是____________;
②在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是__________________;
③写出a点混合溶液中下列算式的精确结果(不能近似计算):
c(Cl-)- c(NH4+)=____________,c(H+)- c(NH3·H2O)=____________。
【答案】A13+水解生成的A1(OH)3胶体具有吸附性,即A13++3H2O= A1(OH)3(胶体)+3H+,A1(OH)3胶体吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水 小于 c(NH4+)+3c(Al3+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-) 1 NHAl(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大,pH减小 a c(Cl-)= c(NH4+)>c(OH-)=c(H+) 10-6-10-8; 10-8
【解析】
(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,具有吸附性;
(2)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;
(3)溶液中存在电荷守恒分析;
(4)NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度其水解程度增大;
(5)①a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点盐酸和氨水恰好完全反应,溶液中只有NH4Cl;b、c、d三点溶液均含有NH3H2O,据此分析判断;②b点溶液中含有NH4Cl和NH3H2O,呈中性,c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒分析解答;③a点为氯化铵溶液,根据电荷守恒和质子守恒计算。
(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,氢氧化铝胶体表面积大,具有吸附性,能够吸附水中悬浮杂质达到净水的目的,水解的离子方程式为:Al3++3H2O=Al(OH)3胶体+3H+,故答案为:Al3+水解生成的Al(OH)3胶体,具有吸附性,即Al3++3H2O=Al(OH)3胶体+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化水;
(2)NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH4+均发生水解,但是NH4Al(SO4)2中Al3+水解呈酸性会抑制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NH4HSO4中NH4+水解程度比NH4Al(SO4)2中的小,故答案为:小于;
(3)根据电荷守恒,有c(NH4+)+3c(Al3+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),故答案为:c(NH4+)+3c(Al3+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-);
(4)NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,pH<7,升高温度,水解程度增大,pH减小,符合的曲线为Ⅰ,故答案为:Ⅰ;NH4Al(SO4)2水解,溶液呈酸性,升高温度,其水解程度增大,pH减小;
(5)①a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点盐酸和氨水恰好完全反应,溶液中只有NH4Cl;b、c、d三点溶液均含有NH3H2O,NH4Cl水解促进水的电离,而NH3H2O抑制水的电离,因此水的电离程度最大的是a点,故答案为:a;
②b点溶液中含有NH4Cl和NH3H2O,呈中性,c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒,c(NH4+)= c(Cl-),则b点时c(Cl-)= c(NH4+)>c(OH-)=c(H+),故答案为:c(Cl-)= c(NH4+)>c(OH-)=c(H+);
③a点为氯化铵溶液,根据电荷守恒,c(Cl-)- c(NH4+)= c(H+)-c(OH-)=10-6-
=10-6-10-8,根据质子守恒c(H+)=c(NH3·H2O)+ c(OH-),因此c(H+)-c(NH3·H2O)= c(OH-)=10-8,故答案为:10-6-10-8;10-8。