Question

13．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，相等濃度的NH₄Al（SO₄）₂溶液中c（NH₄⁺）＜NH₄HSO₄溶液中c（NH₄⁺）
（填“=”、“＞”或“＜”）．
（2）如圖1是0.1mol•L^-1電解質(zhì)溶液的pH隨溫度變化的圖象．
①其中符合0.1mol•L^-1  NH₄Al（SO₄）₂的pH隨溫度變化的曲線是A（填寫字母）．
②室溫時(shí)，0.1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=10^-3-10^-11mol•L^-1（填
計(jì)算式）．
（3）室溫時(shí)，向100mL 0.1mol•L^-1 NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到溶液的pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖2所示．圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，水的電離程度最大的是a；在b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．
（4）電解制備Al（OH）₃時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解質(zhì)溶液為Na₂CO₃溶液，電解總反應(yīng)的方程式為2Al+6H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑．
（5）一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-．

Answer 1

分析 （1）NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解；
（2）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大；
②根據(jù)電荷守恒定律解題；
（3）a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，a點(diǎn)恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；b、c、d三點(diǎn)溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進(jìn)水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點(diǎn)溶液呈中性；
（4）用Al片和石墨作電極來制備Al（OH）₃，故Al做陽極；
（5）放電時(shí)負(fù)極電極本身Al放電，失電子，根據(jù)AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-中鋁元素和氯元素的比例來確定做AlCl₄^-做反應(yīng)物而生成Al₂Cl₇^-．

解答 解：（1）NH₄Al（SO₄）₂與NH₄HSO₄中的NH₄⁺均發(fā)生水解，但是NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解，因?yàn)镠SO₄^-電離生成的H⁺濃度比Al³⁺水解生成的H⁺濃度大，所以NH₄Al（SO₄）₂中NH₄⁺水解程度比NH₄HSO₄中的大，NH₄Al（SO₄）₂溶液中c（NH₄⁺）＜NH₄HSO₄溶液中c（NH₄⁺），
故答案為：＜；
（2）①NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大，pH減小，符合的曲線為A，故答案為：A；
②根據(jù)電荷守恒，可以求出2c（SO₄^2-）-c（NH₄⁺）-3c（Al³⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-3 mol•L^-1-10^-11mol/L，故答案為：10^-3-10^-11；
（3）a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)量的關(guān)系，a點(diǎn)恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；b、c、d三點(diǎn)溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進(jìn)水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點(diǎn)溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三種成分，a點(diǎn)時(shí)c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b點(diǎn)時(shí)c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根據(jù)N元素與S元素的關(guān)系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：a；c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
（4）用Al片和石墨作電極來制備Al（OH）₃，故Al做陽極，石墨做陰極，陽極反應(yīng)為：Al-3e^-=Al³⁺①，陰極上是來自于水的H⁺放電：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑ ②，將①×2+②×3可得總反應(yīng)：2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑，
故答案為：2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑；
（5）放電時(shí)負(fù)極電極本身Al放電，失電子，由于AlCl₄^-中氯元素的含量高于Al₂Cl₇^-中氯元素的含量，故AlCl₄^-做反應(yīng)物而Al₂Cl₇^-為生成物，由于其它離子不參與電極反應(yīng)，故電極反應(yīng)為：Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-，
故答案為：Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鹽類水解、弱電解質(zhì)電離平衡及其影響因素分析、溶液中離子濃度大小關(guān)系、原電池和電解池的原理應(yīng)用，注意知識(shí)的遷移和原理的分析，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．