Question

物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡，它们都可看作化学平衡。请根据所学知识回答：

（1）在0.1 mol·L^－1的(NH₄)₂SO₄溶液中，各种离子的浓度由大到小顺序为________。

（2）实验测得0.1 mol·L^－1NaHCO₃溶液的pH＞7，请从电离和水解两方面分析导致NaHCO₃溶液显碱性的原因：_____________________________________。（用化学用语及相关文字回答）

（3）①普通的泡沫灭火器内的塑料筒里盛放Al₂(SO₄)₃溶液，铁筒中盛放NaHCO₃溶液，其灭火的原理是__________________。（用化学用语及相关文字回答）

②不能把Al₂(SO₄)₃溶液盛放在铁筒中的原因是___________。（用化学用语及相关文字回答）③不用溶解度较大的Na₂CO₃代替NaHCO₃溶液的原因是___________________________。

Answer

c(NH4＋)＞c(SO42－)＞c(H＋)＞c(OH－)HCO3－H＋＋CO32－，HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－，HCO3－水解程度大于电离程度Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3↓＋3CO2↑产生的大量二氧化碳和氢氧化铝等一起以泡沫的形式喷出，覆盖在燃烧物表面，从而达到灭火的效果。因Al3＋发生水【解析】
Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，溶液呈酸性会腐蚀铁筒。等物质的量的Al2(SO4)3参加反应时，Na2CO3产生CO2的量较少，且反应的速率较慢。

【解析】(1)铵根离子水解，溶液呈酸性，c(H+)＞c(OH-)，.1mol•L-1的(NH4)2SO4溶液中，铵根离子水解微弱，所以得到溶液中的离子浓度大小为：c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)＞c(OH-)；
(2)在NaHCO3溶液中存在碳酸氢根离子的水解平衡为：HCO3+H2OH2CO3+OH-，电离平衡为：HCO3-H++CO32-；而以水解为主，即碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度溶液，故显碱性；

(3)①Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合后会发生双水解反应，反应的离子方程式为Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3↓＋3CO2↑，产生的大量二氧化碳和氢氧化铝等一起以泡沫的形式喷出，覆盖在燃烧物表面，从而达到灭火的效果；②Al3+水解产生的H+会和金属铁反应，这样会腐蚀铁筒，所以不能把硫酸铝溶液盛在铁筒里；③碳酸根离子先水解得到碳酸氢根，等物质的量的Al2(SO4)3参加反应时，Na2CO3产生CO2的量较少，且反应的速率较慢。

点睛：明确盐的水解原理以及水解原理的应用是解题关键，铝离子和碳酸氢根离子双水解会产生沉淀和气体，根据谁解原理方程式可以确定二者量的关系；碳酸根的水解是分步进行的，先水解得到碳酸氢根，进一步水解得到二氧化碳；硫酸铝中的铝离子水解得到的溶液显示酸性，能和金属铁发生反应。