(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：

题文

(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＋H₂O

H₂CO₃ H₂CO₃

H^＋＋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)。

题型：未知 难度：其他题型

答案

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(SO₄^2-)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)＝c(H^＋)(2分)  
II．（1）HCO₃^- (1分)
（2）c(H^＋)增大后，H₂CO₃

H^＋＋HCO₃^-平衡向左移动放出CO₂，碳酸浓度保持不变；
（3）K_sp＝c²(M^＋)·c(CO₃^2-)(2分)  2(2分)  

解析

（1）相同条件下，因为 NH₄⁺+H₂O

NH₃·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(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(SO₄^2-)>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＋H₂O

H₂CO₃

H^＋＋HCO₃^-平衡向左移动放出CO₂，碳酸浓度保持不变，pc=3；（3）因为M₂CO₃

2M^＋+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。

考点

据考高分专家说，试题“(15分)I．NH4Al(SO4)2是食.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。