Question

(15分)I．NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛。請回答下列問題：

（1）相同條件下，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）如圖1是0.1 mol·L^－1電解質溶液的pH隨溫度變化的圖像。
①其中符合0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂的pH隨溫度變化的曲線是    (填寫字母)；
②20℃時，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝     mol·L^－1(填數值)。
（3）室溫時，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與NaOH溶液體積的關系曲線如圖2所示。
試分析圖中a、b、c、d四個點，水的電離程度最大的是         ；在b點，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是         。
II．pC是指極稀溶液中溶質物質的量濃度的常用對數負值, 類似pH。如某溶液溶質的濃度為1×10^－3 mol·L^－1，則該溶液中該溶質的pC＝－lg10^－3＝3。已知H₂CO₃溶液中存在下列平衡：CO₂＋H₂OH₂CO₃　H₂CO₃H^＋＋HCO₃^-　HCO₃^-H^＋＋CO₃^2-
圖3為H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-在加入強酸或強堿溶液后，達到平衡時溶液中三種成分的pC­pH圖。請回答下列問題：
（1）在pH＝9時，H₂CO₃溶液中濃度最大的含碳元素的離子為    。
（2）pH<4時，溶液中H₂CO₃的pC總是約等于3的原因是                     。
（3）已知M₂CO₃為難溶物，則其K_sp的表達式為     ；現欲將某溶液中的M^＋以碳酸鹽(K_sp＝)的形式沉淀完全，則最后溶液中的CO₃^2-的pC最大值為    (溶液中的離子濃度小于1×10^－5 mol·L^－1時，沉淀完全)。

Answer 1

Ⅰ、（1）小于(1分)
（2）①A (1分) ②10^－3－10^-11mol·L^－1(2分,寫成10^－3 mol·L^－1也給分)  
（3）a(2分)  c(Na^＋)>c(SO₄^2-)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)＝c(H^＋)(2分)  
II．（1）HCO₃^- (1分)
（2）c(H^＋)增大后，H₂CO₃H^＋＋HCO₃^-平衡向左移動放出CO₂，碳酸濃度保持不變；
（3）K_sp＝c²(M^＋)·c(CO₃^2-)(2分)  2(2分)  

解析試題分析：（1）相同條件下，因為 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，升高溫度，水解程度最大，pH減小，故變化的曲線是A；
②20℃時，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂溶液pH=3，c(H^＋)=10^－3mol·L^－1，由電荷守恒可知：
2c(SO₄^2-)+c(OH^－)=c(NH₄⁺)+3c(Al^3＋)+c(H^＋)，2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝c(H^＋) －c(OH^－)=(10^－3－10^-11)mol·L^－1。
（3）酸和堿加入水中對水的電離有抑制作用，生成鹽時，存在NH₄⁺，水解，對水的電離有促進作用，加入100mLNaOH時正好生成正鹽，水解程度最大，是a點；而b點需要多加入一些NaOH，因此c(Na^＋) >c(SO₄^2-)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)＝c(H^＋)。
II．（1）pH=9時pc是HCO₃^-最高，濃度最大；（2）c(H^＋)增大后，CO₂＋H₂OH₂CO₃H^＋＋HCO₃^-平衡向左移動放出CO₂，碳酸濃度保持不變，pc=3；（3）因為M₂CO₃2M^＋+CO₃^2-，故K_sp＝c²(M^＋)·c(CO₃^2-)， (1×10^－5) ²·c(CO₃^2-)=1×10^－12，c(CO₃^2-)=1×10^－2 mol·L^－1_，故pc(CO₃^2-)=2。
考點：溶液中的離子平衡、離子濃度變化及大小比較。