Question

3．（1）在t℃時(shí)，某NaOH稀溶液中，c（H⁺）=10^-amol/L，c（OH^-）=10^-bmol/L，已知a+b=13，則：
①該溫度下，水的離子積常數(shù)Kw=10^-13．
②該溫度下，100mL 0.1mol/L的稀硫酸溶液中由水電離的c（OH^-）=5×10^-13mol/L．
（2）實(shí)驗(yàn)室用Na₂SO₃固體與70%的硫酸反應(yīng)制取SO₂氣體時(shí)，可用NaOH溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液吸收多余的SO₂氣體．用Fe₂（SO₄）₃溶液吸收多余的SO₂氣體，寫(xiě)出SO₂與Fe₂（SO₄）₃溶液反應(yīng)的離子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
（3）用Fe₂（SO₄）₃溶液吸收SO₂氣體一段時(shí)間后，吸收液中一定存在的離子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2-和極少量的OH^-．某同學(xué)認(rèn)為還可能存在其他離子，并提出假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
①提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：還存在HSO₃^-、SO₃^2-；
假設(shè)2：還存在Fe³⁺；
假設(shè)3：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量吸收液于試管中，加稀硫酸酸化，然后再滴入幾滴品紅溶液；	現(xiàn)象：品紅不褪色 結(jié)論：假設(shè)1不成立；
步驟2：另取少量吸收液于試管中， 滴入幾滴KSCN溶液．	現(xiàn)象：溶液變紅 結(jié)論：假設(shè)2成立．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)水的離子積常數(shù)Kw=c（H⁺）•c（OH^-）來(lái)計(jì)算；
②在酸溶液中，氫氧根全部來(lái)自于水的電離；
（2）三價(jià)鐵離子具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和硫酸；
（3）①根據(jù)反應(yīng)原理：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，吸收液中一定存在的離子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2-和極少量的OH^-外，還可能有的離子：假設(shè)1：還存在HSO₃^-、SO₃^2-；假設(shè)2：還存在Fe³⁺；假設(shè)3：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在；
②步驟1：滴入品紅溶液，檢驗(yàn)溶液中是否有二氧化硫生成；步驟2，利用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)鐵離子，根據(jù)結(jié)論完成反應(yīng)現(xiàn)象．

解答 解：（1）①水的離子積常數(shù)Kw=c（H⁺）•c（OH^-）=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-13，
故答案為：10^-13；
②100mL 0.1mol/L的稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.2mol/L，在此溫度下，水的離子積故Kw=10^-13，故c（OH^-）=$\frac{K{\;}_{w}}{0.2}$=5×10^-13mol/L，而在酸溶液中，氫氧根全部來(lái)自于水的電離，故由水電離的c（OH^-）=5×10^-13mol/L，
故答案為：5×10^-13；
（2）鐵離子能夠氧化二氧化硫，SO₂與FeCl₃溶液反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（3）①根據(jù)反應(yīng)原理：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，吸收液中一定存在的離子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2-和極少量的OH^-外，還可能有的離子：假設(shè)1：還存在HSO₃^-、SO₃^2-；假設(shè)2：還存在Fe³⁺；假設(shè)3：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在，
故答案為：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在；
②步驟1，取少量吸收液于試管，滴加稀硫酸酸化，然后再滴入幾滴品紅溶液，現(xiàn)象是品紅沒(méi)有褪色，證明了假設(shè)1是錯(cuò)誤的；步驟2，利用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)溶液中是否含有鐵離子，方法是另取少量吸收液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，現(xiàn)象為溶液顯示紅色，說(shuō)明假設(shè)2是正確的，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象和結(jié)論
	品紅不褪色
步驟2：另取少量吸收液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液	溶液變紅

點(diǎn)評(píng) 本題屬于化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)探究的綜合題，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理提出假設(shè)，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)加以驗(yàn)證，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力，注意水的離子積常數(shù)的應(yīng)用，題目難度中等．