Question

H₂SO₄是工业上常用的酸，NH₄Al(SO₄)₂是一种食品加工业中常用的食品添加剂，用于焙烤食品；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）NH₄Al(SO₄)₂可作净水剂，其原理是_____________（用离子方程式说明）。

（2）20℃时，均为0.1mol L^-1的几种电解质溶液的pH 随温度变化的曲线如图1 所示。

① 其中符合0.1mol·L^-1 NH₄Al(SO₄)₂溶液的pH随温度变化的曲线是_______（填罗马数字）。

② 20℃ 时，0.1mol·L^-1NH₄Al(SO₄)₂溶液中，2c(SO₄^2-)-c(NH₄⁺)-3c(Al³⁺)=____mol·L^-1（填具体数字计算式，不必化简）

（3）室温时，向100mL0.1mol·L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol L^-1NaOH溶液，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__________点，在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________________。

（4）t℃ 时，pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性，则该温度下水的离子积常数K_w=________________。

Answer

Al3++3H2OAl(OH)3+3H+I10-3-10-11ac(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)10-13

【解析】(1)Al3+水解生成的Al(OH)3胶体，具有吸附性，离子方程式：Al3++3H2OAl(OH)3胶体+3H+，故答案为：Al3++3H2OAl(OH)3胶体+3H+；

(2)①NH4Al(SO4)2水解，溶液呈酸性，升高温度其水解程度增大，pH减小，符合的曲线为Ⅰ，故答案为：Ⅰ；

②20℃ 时，0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH=3，根据电荷守恒，有2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)= c(H+)-=(10-3-10-11)mol•L-1 ，故答案为：10-3-10-11；

(3)a、b、c、d四个点，根据反应量的关系，a点恰好消耗完H+，溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4；b、c、d三点溶液均含有NH3•H2O，(NH4)2SO4可以促进水的电离，而NH3•H2O抑制水的电离，水的电离程度最大的是a点；b点溶液呈中性，即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3•H2O三种成分，a点时c(Na+)=c(SO42-)，b点时c(Na+)＞c(SO42-)，根据N元素与S元素的关系，可以得出c(SO42-)＞c(NH4+)，故c(Na+)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)，故答案为：a；c(Na+)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)；

(4)设该温度下设该温度下水的离子积常数Kw=10-a，pH=2的H2SO4溶液中氢离子的浓度为10-2mol/L，pH=11的NaOH溶液中氢离子浓度为10-11mol/L，则氢氧根离子浓度为：mol/L=10(11-a)mol/L，等体积的氢氧化钠、稀硫酸恰好反应，则氢离子与氢氧根离子浓度相等，即10-2mol/L=10(11-a)mol/L，解得a=13，水的离子积常数Kw=10-13，故答案为：10-13。

点睛：本题考查盐类的水解和离子浓度大小的比较，酸碱混合后溶液定性判断及溶液pH的简单计算。(2)②为易错点，注意利用守恒思想解题。