Question

18．NH₄Al（SO₄）₂ 在食品、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛．回答下列問題：
（1）NH₄Al（SO₄）₂可做凈水劑，其理由是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺（用離子方程式表示）．
（2）相同條件下，0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂ 溶液中，c（NH₄⁺）小于0.1mol•L^-1 NH₄HSO₄溶液中c（NH₄⁺ ）（填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）如圖1是 0.1mol•L^-1 電解質(zhì)溶液的pH 隨溫度變化的圖象．
①其中符合 0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂ 溶液pH變化的是（填字母）Ⅰ．
導(dǎo)致溶液 pH 隨溫度變化的原因是NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度，其水解程度增大，pH減�。�
②20℃時(shí)，0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂ 溶液中，2c（SO₄^2- ）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=10^-3mol?L^-1．
（4）室溫時(shí)，向 0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂ 溶液中滴加0.1mol•L^-1 NaOH 溶液，得到溶液pH與NaOH溶液體積關(guān)系曲線如圖2所示：
①已知：K_sp[Al（OH）₃]=1×10^-33，Al³⁺沉淀完全時(shí)，溶液的 pH=4.7，試分析圖中a、b、c、d 四點(diǎn)，水的電離程度最大的是a．
②在b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．
③b-c 段隨著NaOH的加入，溶液中$\frac{c（N{H}_{3}{•H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$的值減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性；
（2）NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大；
②根據(jù)電荷守恒定律解題；
（4）①0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂ 溶液中，c（Al³⁺）=0.1mol•L^-1，KsKspAl（OH） 3=c（Al³⁺）×c³（OH^-），則c（OH^-）=$\root{3}{\frac{KspAl（OH）_{3}}{c（A{l}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-33}}{0.1}}$mol/L=2.15×10^-11 mol/L，則c（H⁺）=$\frac{Kw}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1.25×1{0}^{-11}}$=4.6×10^-4mol/L，故pH=-logc（H⁺），據(jù)此進(jìn)行分析；a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，a點(diǎn)恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；
②b、c、d三點(diǎn)溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進(jìn)水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點(diǎn)溶液呈中性；
③b-c 段隨著NaOH的加入，導(dǎo)致溶液中c（OH^-）增加，NH₄Al（SO₄）₂中NH₄⁺水解離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，c（OH^-）增加，導(dǎo)致水解向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即c（NH₃•H₂O）燁增加，但得不償失，分母增加的幅度大于分子，故整個(gè)分式值減�。�

解答 解：（1）Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，離子方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃膠體能吸附懸浮顆粒使其沉降從而凈化水，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）NH₄Al（SO₄）₂與NH₄HSO₄中的NH₄⁺均發(fā)生水解，但是NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解，因?yàn)镠SO₄^-電離生成的H⁺濃度比Al³⁺水解生成的H⁺濃度大，所以NH₄HSO₄中NH₄⁺水解程度比NH₄Al（SO₄）₂中的小，則濃度相同的NH₄Al（SO₄）₂溶液和NH₄HSO₄溶液中，NH₄⁺濃度較大的是NH₄HSO₄溶液，故NH₄Al（SO₄）₂溶液中c（NH₄⁺ ）小于NH₄HSO₄溶液，
故答案為：小于；
（3）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大，pH減小，符合的曲線為Ⅰ，
故答案為：Ⅰ；NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度，其水解程度增大，pH減�。�
②根據(jù)電荷守恒，可以求出2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-3 mol•L^-1[c（OH^-）太小，可忽略]，
故答案為：10^-3；
（4）0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂ 溶液中，c（Al³⁺）=0.1mol•L^-1，KsKspAl（OH） 3=c（Al³⁺）×c³（OH^-），則c（OH^-）=$\root{3}{\frac{KspAl（OH）_{3}}{c（A{l}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-33}}{0.1}}$mol/L=2.15×10^-11 mol/L，則c（H⁺）=$\frac{Kw}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1.25×1{0}^{-11}}$=4.6×10^-4mol/L，故pH=-logc（H⁺）=-log4.6×10^-4mol/L=4.7；a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，a點(diǎn)恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄，b、c、d三點(diǎn)溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進(jìn)水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離，所以a水的電離程度最大，則在a點(diǎn)，反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
故答案為：4.7；a；
②b、c、d三點(diǎn)溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進(jìn)水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點(diǎn)溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三種成分，a點(diǎn)時(shí)c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b點(diǎn)時(shí)c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根據(jù)N元素與S元素的關(guān)系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
③b-c 段隨著NaOH的加入，導(dǎo)致溶液中c（OH^-）增加，NH₄Al（SO₄）₂中NH₄⁺水解離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，c（OH^-）增加，導(dǎo)致水解向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即c（NH₃•H₂O）燁增加，但得不償失，分母增加的幅度大于分子，故整個(gè)分式值減小，
故答案為：減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查鹽類的水解和離子濃度大小的比較，題目難度較大，（3）②為易錯(cuò)點(diǎn)，注意根據(jù)守恒思想解題．