Question

【題目】(14分)某工業(yè)原料主要成分是NH4Cl、FeCl3和AlCl3。利用此原料可以得到多種工業(yè)產(chǎn)品。分析下面流程，回答問題。

已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38

（1）用稀硫酸中和等體積等pH值的氨水和燒堿溶液，前者需要消耗的酸液體積 （填“大”“小”或“相同”）

（2）計(jì)算溶液②中Fe3＋的物質(zhì)的量濃度為 mol/L

（3）緩沖溶液中存在的平衡體系有： 、 、

此時(shí)溶液中c(NH4＋) c(Cl-)(填>、=、<)。

（4）在緩沖溶液中加入少量鹽酸或者NaOH溶液，溶液的pH值幾乎依然為9.2。簡(jiǎn)述原理：

請(qǐng)舉出另一種緩沖溶液的例子(寫化學(xué)式) 。

（5）常溫下向較濃的溶液④中不斷通入HCl氣體，可析出大量AlCl3·6H2O晶體，結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋析出晶體的原因： 。

Answer 1

【答案】（1）大 （2分）

（2）4.0×10-20 （2分）

（3）NH4++H2ONH3·H2O+H+(Ⅰ) NH3·H2ONH4++OH-(Ⅱ) H2OH++OH-(Ⅲ) >

（4分，每空1分）

（4）當(dāng)加入少量酸時(shí)，平衡體系(Ⅱ)產(chǎn)生的OH-與酸反應(yīng)，消耗了加入的H+，當(dāng)加入少量堿時(shí)，平衡體系(Ⅰ)的NH4+與堿反應(yīng)，消耗了加入的OH-，從而可在一定范圍內(nèi)維持溶液pH大致不變。（2分）

CH3COONa-CH3COOH(或其它合理答案) （1分）

（5）AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s)Al3+(aq) +3Cl—(aq) +6H2O(l)，通入HCl氣體使溶液中c(Cl—)增大，平衡向析出固體的方向移動(dòng)從而析出AlCl3晶體。（3分）

（從抑制鋁離子水解角度答題不得分）

【解析】

試題分析：（1）pH相同的氨水和燒堿，氨水的物質(zhì)的量濃度大，所以需要的酸的體積大。（2） 溶液的pH=8，氫離子濃度=10-8mol/L，氫氧根離子濃度=10-6mol/L，根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38計(jì)算鐵離子濃度=4.0×10-20。

（3）緩沖溶液中有銨根離子，所以存在銨根離子的水解平衡，NH4++H2ONH3·H2O+H+，溶液中有一水合氨，NH3·H2ONH4++OH-，存在一水合氨的電離平衡，溶液中肯定存在水的電離平衡， H2OH++OH-。由于溶液中的pH=9.2，所以溶液顯堿性，說明氫離子濃度小于氫氧根離子濃度，根據(jù)電荷守恒，所以銨根離子濃度大于氯離子濃度。（4）緩沖溶液中加入少量鹽酸，平衡體系(Ⅱ)產(chǎn)生的OH-與酸反應(yīng)，消耗了加入的H+，當(dāng)加入少量堿時(shí)，平衡體系(Ⅰ)的NH4+與堿反應(yīng)，消耗了加入的OH-，從而可在一定范圍內(nèi)維持溶液pH大致不變。類似的緩沖溶液由CH3COONa-CH3COOH。 （5） 沉淀①為氫氧化鋁和氫氧化鐵，加入過量氫氧化鈉后溶液③為偏鋁酸鈉，沉淀②為氫氧化鐵沉淀，溶液③中加入足量的鹽酸，得到的溶液④為氯化鋁溶液，在AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s)Al3+(aq) +3Cl—(aq) +6H2O(l)，通入HCl氣體使溶液中c(Cl—)增大，平衡向析出固體的方向移動(dòng)從而析出AlCl3晶體。