Question

（20分） Ⅰ.（1）一定條件下Fe(OH)₃與KClO在KOH溶液中反應可制得K₂FeO₄，該反應的化學方程式為                                    ；
生成0.1molK₂FeO₄轉移的電子的物質的量       mol。
（2）高鐵電池是一種新型二次電池，電解液為堿溶液，其反應式為：
3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O 3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH
放電時電池的負極反應式為           。充電時電解液的pH       （填“增大”“不變”或“減小”）。
Ⅱ.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、醫藥、電子工業中用途廣泛。請回答下列問題：

（1）相同條件下，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中c(NH)     （填“等于”、“大于”或“小于”）0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄中c(NH)。
（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(SO)－c(NH)－3c(Al^3＋)＝           mol·L^－1。
（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                  。
（4）已知Al(OH)₃為難溶物（常溫下，K_sp[Al(OH)₃]＝2.0×10^－33）。當溶液pH=5時，某溶液中的
Al³⁺    （填“能”或“不能”）完全沉淀（溶液中的離子濃度小于1×10^－5 mol·L^－1時，沉淀完全）。

Answer 1

(20分)
Ⅰ、(1)2Fe(OH)₃ + 3KClO + 4KOH = 2K₂FeO₄ + 3KCl + 5H₂O (2分)  0.3 (2分)
(2)Zn + 2OH^- - 2e^- = Zn(OH)₂ (2分)  減小(2分)
Ⅱ、(1) 小于  (2分)  (2)①A  (2分) 　②10^－3-10^－11  (2分)  
(3)a　(2分)        c(Na^＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH^－)＝c(H^＋)    (2分)  
(4)能 (2分)  

解析試題分析：Ⅰ、(1)KClO在KOH存在條件下，把Fe(OH)₃氧化為K₂FeO₄，同時生成KCl、H₂O，根據化合價升降法配平可得化學方程式：2Fe(OH)₃ + 3KClO + 4KOH = 2K₂FeO₄ + 3KCl + 5H₂O；根據Fe元素化合價變化可得：K₂FeO₄ ~ 3e?，所以生成0.1molK₂FeO₄轉移的電子的物質的量為0.3mol。
（2）放電時電池的負極發生氧化反應，元素化合價升高，根據總方程式可得放電時電池的負極反應式為：Zn + 2OH^- - 2e^- = Zn(OH)₂，根據化學方程式，充電時消耗KOH，所以充電時電解液的pH減小。
Ⅱ、(1) NH₄HSO₄為強酸的酸式鹽，電離出的H⁺抑制NH₄⁺的水解，所以相同條件下，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中c(NH)小于 0.1 mol·L^－1NH₄HSO₄中c(NH)。
(2)①NH₄Al(SO₄)₂中NH₄⁺和Al³⁺水解使溶液顯酸性，溫度升高，水解程度增大，pH減小，故符合0隨溫度變化的曲線為A。
②根據示意圖可知：20℃時，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂pH為3，則c(H⁺)=10^－3mol?L?¹，c(OH?)= 10^－11mol?L?¹，根據電荷守恒可得：c(H⁺)+c(NH₄⁺)+3c(Al³⁺)=c(OH?)+2c(SO₄²?)，所以2c(SO)－c(NH)－3c(Al^3＋)＝c(H⁺)—c(OH?)= 10^－3-10^－11
（3）a點顯酸性，NH₄⁺、Al³⁺水解，促進了H₂O的電離，b點為中性，沒有其它離子干擾，c、d顯堿性，NaOH過量，抑制了H₂O的電離，所以水的電離程度最大的是a；b點為中性，c(H⁺)=c(OH?)，根據電荷守恒，c(Na⁺)+c(NH₄⁺)=2c(SO₄²?)，溶液顯中性，NaOH應稍過量，抵消NH₄⁺水解產生的H⁺，所以離子濃度由大到小順序為：c(Na^＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH^－)＝c(H^＋)
（4）溶液的pH=5，則c(OH?)=10^-9mol?L?¹，帶入c(Al³⁺)?c³(OH?)= 2.0×10^－33，解得c(Al³⁺)= 2.0×10^－6mol?L?¹，所以Al³⁺完全沉淀。
考點：本題考查氧化還原反應、電化學原理、鹽類的水解、離子濃度比較、K_sp的應用。