Question

(15分)I．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，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中c(NH₄⁺)     (填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄中c(NH₄⁺)。

（2）如图1是0.1 mol·L^－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。

①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)；

②20℃时，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝      mol·L^－1(填数值)。

（3）室温时，向100 mL 0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol·L^－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是          ；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是          。

II．pC是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值, 类似pH。如某溶液溶质的浓度为1×10^－3 mol·L^－1，则该溶液中该溶质的pC＝－lg10^－3＝3。已知H₂CO₃溶液中存在下列平衡：CO₂＋H₂OH₂CO₃　H₂CO₃H^＋＋HCO₃^-　HCO₃^-H^＋＋CO₃^2-

图3为H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-在加入强酸或强碱溶液后，达到平衡时溶液中三种成分的pC­pH图。请回答下列问题：

（1）在pH＝9时，H₂CO₃溶液中浓度最大的含碳元素的离子为     。

（2）pH<4时，溶液中H₂CO₃的pC总是约等于3的原因是                      。

（3）已知M₂CO₃为难溶物，则其K_sp的表达式为      ；现欲将某溶液中的M^＋以碳酸盐(K_sp＝)的形式沉淀完全，则最后溶液中的CO₃^2-的pC最大值为     (溶液中的离子浓度小于1×10^－5 mol·L^－1时，沉淀完全)。

Answer

Ⅰ、（1）小于(1分)

（2）①A (1分) ②10－3－10-11mol·L－1(2分,写成10－3 mol·L－1也给分)

（3）a(2分) c(Na＋)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋) (2分)

II．（1）HCO3- (1分)

（2）c(H＋)增大后，H2CO3H＋＋HCO3-平衡向左移动放出CO2，碳酸浓度保持不变；

（3）Ksp＝c2(M＋)·c(CO32-) (2分) 2 (2分)

【解析】

试题分析：（1）相同条件下，因为 NH4++H2ONH3·HO+H+，酸能抑制NH4+的水解，0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2中c(NH4+)小于0.1 mol·L－1NH4HSO4中c(NH4+)。

（2）①因在水中NH4Al(SO4)2的水解，pH＜7，升高温度，水解程度最大，pH减小，故变化的曲线是A；

②20℃时，0.1 mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液pH=3，c(H＋)=10－3mol·L－1，由电荷守恒可知：

2c(SO42-)+c(OH－)=c(NH4+)+3c(Al3＋)+c(H＋)，2c(SO42-)－c(NH4+)－3c(Al3＋)＝c(H＋) －c(OH－)=(10－3－10-11)mol·L－1。

（3）酸和碱加入水中对水的电离有抑制作用，生成盐时，存在NH4+，水解，对水的电离有促进作用，加入100mLNaOH时正好生成正盐，水解程度最大，是a点；而b点需要多加入一些NaOH，因此c(Na＋) >c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH－)＝c(H＋)。

II．（1）pH=9时pc是HCO3-最高，浓度最大；（2）c(H＋)增大后，CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO3-平衡向左移动放出CO2，碳酸浓度保持不变，pc=3；（3）因为M2CO32M＋+CO32-，故Ksp＝c2(M＋)·c(CO32-)， (1×10－5) 2·c(CO32-)=1×10－12，c(CO32-)=1×10－2 mol·L－1，故pc(CO32-)=2。

考点：溶液中的离子平衡、离子浓度变化及大小比较。