Question

18．某化學(xué)活動(dòng)小組欲檢驗(yàn)Fe、Al金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱，甲同學(xué)選用1mol•L^-1的硫酸．乙同學(xué)選用18.4mol•L^-1的硫酸．甲同學(xué)將Fe、Al直接插入1mol•L^-1的硫酸中．并且Fe、Al不連接．Fe、Al棒上均有氣泡放出；若連接電流表．發(fā)現(xiàn)Fe為正極．Al為負(fù)極．乙同學(xué)將Fe、Al直接插人18.4mol•L^-1的硫酸中．并且Fe、Al不連接．Fe、Al棒均無(wú)明顯變化．連接電流表．電流表示數(shù)為0．
（1）①寫(xiě)出甲同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)中．Fe、Al連接電流表時(shí)．發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：2Al+3H₂SO₄═2Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
    ②乙同學(xué)觀察到電流表示數(shù)為0的原因是鐵和鋁在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化，不能形成自發(fā)的氧化還原反應(yīng)．
    ③甲同學(xué)所得結(jié)論是鋁的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)
（2）已知常溫下，A1（0H）₃的K_sp=3.2×10^-34，該溫度下向甲所做實(shí)驗(yàn)的廢液中加入NaOH溶液至pH=5，試判斷該溫度下Al³⁺是否沉淀完全？是（填“是“或“否”）．此時(shí)溶液中的Al³⁺的濃度為3.2×10^-7mol/L．

Answer 1

分析 （1）①Fe、Al連接電流表時(shí)，負(fù)極為鋁，正極為鐵，電極反應(yīng)為鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣；
②18.4mol•L^-1的硫酸為濃硫酸，鐵、鋁在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化，不會(huì)形成原電池；
③甲同學(xué)做的實(shí)驗(yàn)中，鐵與鋁連接后，鋁為負(fù)極、鐵為正極，證明鋁的活潑性較強(qiáng)；
（2）計(jì)算出pH=5時(shí)溶液中氫氧根離子濃度，然后根據(jù)根據(jù)K_sp=c³（OH^-）×c（Al³⁺） 計(jì)算出該溶液中鋁離子濃度，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷鋁離子是否沉淀完全．

解答 解：（1）①Fe、Al連接電流表時(shí)，負(fù)極為Al，正極為Fe，負(fù)極鋁失去電子，正極氫離子得到電子，電極總反應(yīng)為：2Al+3H₂SO₄═2Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
故答案為：2Al+3H₂SO₄═2Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
②將Fe、Al直接插人18.4mol•L^-1的硫酸中，該硫酸為濃硫酸，鐵和鋁在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化，不能形成自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以沒(méi)有形成原電池，則觀察到電流表示數(shù)為0，
故答案為：鐵和鋁在濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化，不能形成自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；
③甲同學(xué)將Fe、Al連接電流表時(shí)，負(fù)極為Al，正極為Fe，負(fù)極鋁失去電子，正極氫離子得到電子，說(shuō)明鋁的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，
故答案為：鋁的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)；
（2）常溫下pH=5時(shí)知c（OH^-）=10^-9mol/L，根據(jù)K_sp=c³（OH^-）×c（Al³⁺） 可知：c（Al³⁺）=$\frac{3.2×1{0}^{-34}}{（{1×1{0}^{-9}）}^{3}}$mol/L=3.2×10^-7mol/L＜1×10^-5mol/L，故鋁離子沉淀完全，
故答案為：是；3.2×10^-7mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池工作原理、難溶物溶度積的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，明確原電池工作原理為解答關(guān)鍵，注意掌握難溶物溶度積的表達(dá)式及計(jì)算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．