Question

工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中，除了含有大量硫酸外．还含有少量NH₄⁺、Fe³⁺、AsO₄^3-、Cl^-。为除去杂质离子，部分操作流程如下：

请回答问题：

（1）NH₄⁺在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH₄)₂SO₄和NH₄Cl形式存在．现有一份(NH₄)₂SO₄溶液，一份NH₄Cl溶液，(NH₄)₂SO₄溶液中c(NH₄⁺)恰好是NH₄Cl溶液中c(NH₄⁺)的2倍，则c[(NH₄)₂SO₄]_____c(NH₄Cl)(填：<、= 或 >) 。

（2）随着向废液中投入生石灰（忽略溶液温度的变化），溶液中______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）投入生石灰调节pH到2～3时，大量沉淀主要成分为CaSO₄·2H₂O[含有少量Fe(OH)₃]，提纯CaSO₄·2H₂O的主要步骤：向沉淀中加入过量_______，充分反应后，过滤、洗涤、______。

（4）25℃，H₃AsO₄电离常数为K₁=5.6×10^-3、K₂=1.7×10^-7、K₃=4.0×10^-12。当溶液中pH调节到8～9时，沉淀主要成分为Ca₃(AsO₄)₂.

①pH调节到8左右Ca₃(AsO₄)₂ 才开始沉淀的原因是________。

② Na₃AsO₄ 第一步水解的平衡常数数值为：________。

③已知：AsO₄^3-+2I^-+2H⁺= AsO₄^3-+I₂+H₂O，SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺ 。上述两个反应中还原性最强的微粒是_______。

Answer

(15分)（1）<（2分）；（2）减小（2分）；（3）稀硫酸（2分）；晾干或干燥（2分）；

（4）①H3AsO4是弱酸，当溶液中pH调节到8左右，c(AsO43- )增大，Ca3(AsO4)2开始沉淀（3分）；②2.5×10-3(2分)；③SO2（2分）。

【解析】

试题分析：（1）(NH4)2SO4在溶液中电离：(NH4)2SO4=2NH4++SO42-；NH4Cl在溶液中也发生电离：NH4Cl= NH4++ Cl-，由于两种盐都是强酸弱碱盐，在溶液中NH4+发生水解反应而消耗，而且离子浓度越小，水解作用越大，因此，若(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍，则盐的浓度：c[(NH4)2SO4]I-> AsO43-，因此两个反应中还原性最强的微粒是SO2。

【考点定位】考查盐的水解、溶液中离子浓度大小比较、溶度积常数的应用，水解常数和电离常数的计算，离子方程式的书写、沉淀的形成等知识。

【名师点睛】盐是酸碱发生中和反应的产物。盐的水解规律是：有弱才水解，谁弱谁水解，谁强显谁性。稀释可以促进盐的水解平衡向水解的方向移动，因此盐的浓度越小，水解程度越大，盐的浓度越大，盐水解的程度就越小。由于稀释时溶液中离子浓度减小，因此对于盐来说，稀释使离子浓度减小的影响大于平衡移动使溶液中离子浓度增大的影响，所以稀释后盐溶液的酸性或碱性小于稀释前溶液的酸性或碱性。由于弱酸在溶液中存在电离平衡，多元弱酸在溶液中分步电离，电离程度逐渐减小，因此弱酸形成的盐水解液是逐步进行，主要是第一步水解，溶液的酸碱性主要由第一步水解决定。要会应用化学平衡移动原理分析外界条件对弱酸及燃烧的盐的平衡移动的影响。