题目

物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀溶解平衡,它们都可看作化学平衡.请根据所学知识回答下列问题:(1)AlCl_(3)溶液呈性(填"酸"、"中"、"碱"),原因是(用离子方程式表示)；若把AlCl_(3)溶液蒸干,灼烧,最后主要得到固体产物是______；若将AlCl_(3)溶液和NaHCO_(3)溶液混合,该反应的离子方程式为.(2)将1L0.2 molcdot L^-1HA溶液与1L0.1molcdot L^-1NaOH溶液混合(混合后溶液体积变化忽略不计),测得混合溶液中c(Na^+) gt c(A^-),则:①混合溶液中,c(A^-)c(HA)(填" gt "" lt "或"=",下同).②混合溶液中,c(HA)+c(A^-)__0.1 molcdot L^-1.(3)已知25^circmathrm(C)是部分弱电解质的电离平衡常数如表所示:弱酸化学式CH_(3)COOHHClOH_(2)CO_(3)电离平衡常数1.8times 10^-63.0times 10^-8K_(a1)=4.3times 10^-7K_(a2)=5.6times l0^-11则pH相同的①CH_(3)COONa、②NaHCO_(3)、③NaClO三种溶液的c(Na^+):______(用序号表示由大到小的顺序).(4)已知如下物质的溶度积常数:K_(sp)(FeS)=6.3times 10^-18,K_(sp)(CuS)=6.3times 10^-36,则向含有等物质的量的FeCl_(2)和CuCl_(2)的混合溶液中逐滴加入Na_(2)S溶液,最先出现的沉淀是(填化学式),除去工业废水中的Cu^2+和Hg^2+,可以选用FeS作沉淀剂,写出除去废水中Cu^2+的离子方程式:.

物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀溶解平衡,它们都可看作化学平衡.请根据所学知识回答下列问题:
$(1)AlCl_{3}$溶液呈______性(填"酸"、"中"、"碱"),原因是______$(用离子方程式表示)$；若把$AlCl_{3}$溶液蒸干,灼烧,最后主要得到固体产物是______；若将$AlCl_{3}$溶液和$NaHCO_{3}$溶液混合,该反应的离子方程式为______.
$(2)$将$1L0.2 mol\cdot L^{-1}HA$溶液与$1L0.1mol\cdot L^{-1}NaOH$溶液混合(混合后溶液体积变化忽略不计),测得混合溶液中$c(Na^{+}) \gt c(A^{-})$,则:
①混合溶液中,$c(A^{-})$______$c\left(HA\right)($填"$ \gt $""$ \lt $"或"$=$",下同).
②混合溶液中,$c\left(HA\right)+c(A^{-})$______$0.1 mol\cdot L^{-1}$.
$(3)$已知$25^{\circ}\mathrm{C}$是部分弱电解质的电离平衡常数如表所示:

弱酸化学式	$CH_{3}COOH$	$HClO$	$H_{2}CO_{3}$
电离平衡常数	$1.8\times 10^{-6}$	$3.0\times 10^{-8}$	$K_{a1}=4.3\times 10^{-7}$ $K_{a2}=5.6\times l0^{-11}$

则$pH$相同的①$CH_{3}COONa$、②$NaHCO_{3}$、③$NaClO$三种溶液的$c(Na^{+}):\_\_\_\_\_\_(用序号表示由大到小的顺序)$.
$(4)$已知如下物质的溶度积常数:$K_{sp}(FeS)=6.3\times 10^{-18}$,$K_{sp}(CuS)=6.3\times 10^{-36}$,则向含有等物质的量的$FeCl_{2}$和$CuCl_{2}$的混合溶液中逐滴加入$Na_{2}S$溶液,最先出现的沉淀是______$(填化学式)$,除去工业废水中的$Cu^{2+}$和$Hg^{2+}$,可以选用$FeS$作沉淀剂,写出除去废水中$Cu^{2+}$的离子方程式:______.

题目解答

答案

【答案】

(1)氯化铝水溶液中铝离子水解显酸性，其水解方程式为：$Al^{3+}+3H_{2}O\rightleftharpoons Al\left(OH\right)_{3}+3H^{+}$；其溶液加热促进水解，生成的$HCl$挥发，最后蒸干，灼烧时氢氧化铝分解生成氧化铝和水，所以得到固体为$Al_{2}O_{3}$，若将$AlCl_{3}$溶液和$NaHCO_{3}$溶液混合，该反应的离子方程式为：$Al^{3+}+3HCO_{3}^{-}$═$Al\left(OH\right)_{3}\downarrow +3CO_{2}\uparrow $，
故答案为：酸；$Al^{3+}+3H_{2}O\rightleftharpoons Al\left(OH\right)_{3}+3H^{+}$；$Al_{2}O_{3}$；$Al^{3+}+3HCO_{3}^{-}$═$Al\left(OH\right)_{3}\downarrow +3CO_{2}\uparrow $；
$(2)$①将$0.2mol/L HA $溶液与$ 0.1mol/L NaOH$溶液等体积混合，则溶液中的溶质是$HA$、$NaA$，物质的量浓度是$0.05mol/L$，混合溶液中$c(Na^{+}) \gt c(A^{-})$，则$A^{-}$离子的水解程度大于$HA$的电离程度，溶液显碱性，则$c(A^{-}) \lt c\left(HA\right)$，
故答案为：$ \lt $；
②反应后溶质为$HA$、$NaA$，物质的量浓度是$0.05mol/L$，根据物料守恒得：$c\left(HA\right)+c(A^{-})=0.1mol/L$，
故答案为：$=$；
$(3)$在相同的条件下测得①$CH_{3}COONa$②$NaHCO_{3}$③$NaClO$三种溶液$pH$相同，电离平衡常数得到酸性强弱为：$CH_{3}COOH \gt H_{2}CO_{3} \gt HClO$，所以水解程度：$NaClO \gt NaHCO_{3} \gt CH_{3}COONa$，$pH$相同时，溶液的浓度：$NaClO \lt NaHCO_{3} \lt CH_{3}COONa$，即①$ \gt $②$ \gt $③，$c(Na^{+})$大小顺序为①$ \gt $②$ \gt $③，
故答案为：①$ \gt $②$ \gt $③；
$(4)$溶度积常数表达式相同时，溶度积常数小的物质先生成沉淀，溶度积常数：$K_{sp}(FeS) \gt K_{sp}(CuS)$，所以向含有等物质的量的$FeCl_{2}$和$CuCl_{2}$的混合溶液中逐滴加入$Na_{2}S$溶液，最先出现的沉淀是$CuS$，选用$FeS$作沉淀剂，除去废水中$Cu^{2+}$的离子方程式为：$Cu^{2+}+FeS=CuS+Fe^{2+}$，
故答案为：$CuS$；$Cu^{2+}+FeS=CuS+Fe^{2+}$。

解析

盐类水解：AlCl₃为强酸弱碱盐，Al³⁺水解使溶液显酸性；蒸干时HCl挥发，灼烧后生成Al₂O₃；与NaHCO₃反应因相互促进水解。
电离与水解平衡：混合溶液中HA与NaA共存，根据电荷守恒和物料守恒判断离子浓度关系。
盐溶液浓度与pH关系：酸性越弱的盐，水解程度越大，相同pH时对应盐的浓度越高。
溶度积应用：Kₛₚ越小的物质优先沉淀；利用FeS的Kₛₚ大于CuS，判断沉淀顺序及反应式。

第（1）题

第一空

盐类水解：Al³⁺在水中水解生成H⁺，使溶液显酸性，反应为：
$Al^{3+} + 3H_2O \rightleftharpoons Al(OH)_3 + 3H^+$

第二空

蒸干与灼烧：蒸干时HCl挥发，剩余Al(OH)₃；灼烧时分解为Al₂O₃：
$2Al(OH)_3 \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + 3H_2O$

第三空

相互促进水解：Al³⁺与HCO₃⁻反应生成Al(OH)₃和CO₂：
$Al^{3+} + 3HCO_3^- \rightarrow Al(OH)_3 \downarrow + 3CO_2 \uparrow$

第（2）题

①

电荷守恒与水解：混合液中$c(Na^+) > c(A^-)$，说明$A^-$水解程度大于$HA$电离，溶液显碱性，故$c(A^-) < c(HA)$。

②

物料守恒：HA与NaA总浓度等于初始浓度：
$c(HA) + c(A^-) = 0.1 \, \text{mol·L}^{-1}$

第（3）题

酸性强弱比较

对应酸的酸性：$CH_3COOH > H_2CO_3 > HClO$，故水解程度：$NaClO > NaHCO_3 > CH_3COONa$。
相同pH时浓度关系：水解程度越大，盐浓度越低，因此$c(Na^+)$顺序为：
$①CH_3COONa > ②NaHCO_3 > ③NaClO$

第（4）题

沉淀顺序

$K_{sp}(FeS) > K_{sp}(CuS)$，故Cu²⁺优先与S²⁻反应生成CuS沉淀。

离子方程式

FeS沉淀Cu²⁺的反应：
$Cu^{2+} + FeS \rightarrow CuS \downarrow + Fe^{2+}$