Question

根据要求填空：

（1）FeSO₄可转化为FeCO₃，FeCO₃在空气中加热可制得铁系氧化物材料，已知25℃，101KPa时：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）    △H=-1648kJ/mol

C（s）+O₂（g）=CO₂（g）    △H=-393kJ/mol

2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）=2FeCO₃（s）    △H=-1480kJ/mol

FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式为___。

（2）某温度时水的离子积K_w=1.0×10^-13，则该温度时纯水的pH__7（填“＞”、“＜”或“=”）。该温度下，pH=2的CH₃COOH溶液中，c（OH^-）=__。

（3）向2份0.1mol/LCH₃COONa溶液中分别加入少量NH₄NO₃、Na₂SO₃固体（忽略体积变化），则CH₃COO^-浓度的变化依次为___、___（填“减小”“增大”或“不变”）。

（4）同浓度的NaA和NaB两种溶液pH前者大于后者，比较两份溶液中所含阴离子总浓度大小为c（NaA）__c（NaB）（填“＞”、“＜”或“=“）。

（5）25℃时，某溶液中Fe³⁺的浓度为0.010mol/L，使Fe³⁺恰好完全沉淀的pH为__。（已知：当离子浓度小于或等于10^-5mol/L认为完全反应；K_sp[Fe（OH）₃]=8×10^-38，lg2=0.3）

Answer

4FeCO3(s)+O2(g)＝2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝−260 kJ∙mol-1 ＜ 1.0×10−11mol∙L−1 减小 增大 ＜ 3.3

【解析】

⑴根据盖斯定律，得到热化学方程式和焓变。

⑵温度电离为吸热反应，某温度时水的离子积与常温比较，得出溶液中氢离子浓度大小关系，计算该温度下pH＝2的CH3COOH溶液中氢氧根浓度。

⑶CH3COONa水解显碱性，NH4NO3水解显酸性，两者相互促进，醋酸根水解平衡正向移动；CH3COONa水解显碱性，Na2SO3水解显碱性，两者相互抑制，醋酸根水解平衡逆向移动。

⑷根据水解程度大小，和电荷守恒得出阴离子总浓度关系。

⑸根据溶度积计算使Fe3+恰好完全沉淀时氢氧根浓度，再计算氢离子浓度，最后算pH值。

⑴根据盖斯定律，第一个方程式加上第二个方程式的4倍，减去第三个方程式的2倍，得到4FeCO3(s)+O2(g)＝2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝−1648kJ∙mol-1+4×(−393 kJ∙mol-1) −2×(−1480 kJ∙mol-1) ＝−260 kJ∙mol-1，故答案为：4FeCO3(s)+O2(g)＝2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H＝−260 kJ∙mol-1。

⑵电离为吸热反应，某温度时水的离子积Kw＝1.0×10−13>1.0×10−14，说明溶液中氢离子浓度大于10−7mol∙L−1，所以该纯水的pH小于7，该温度下，pH＝2的CH3COOH溶液中，；故答案为：＜：1.0×10−11mol∙L−1。

⑶向2份0.1 mol∙L−1CH3COONa溶液中加入少量NH4NO3，CH3COONa水解显碱性，NH4NO3水解显酸性，两者相互促进，醋酸根水解平衡正向移动，因此CH3COO－浓度减小；CH3COONa水解显碱性，Na2SO3水解显碱性，两者相互抑制，醋酸根水解平衡逆向移动，因此CH3COO－浓度增大；故答案为：减小；增大。

⑷同浓度的NaA和NaB两种溶液pH前者大于后者，说明前者水解程度大，碱性强，氢氧根浓度大，氢离子浓度小，根据两者电荷守恒：和，前者氢离子浓度小，又因钠离子浓度都相等，因此前者的阴离子总浓度小，故答案为：＜。

⑸25℃时，某溶液中Fe3+的浓度为0.010 mol∙L−1，使Fe3+恰好完全沉淀, ，，，pH ＝4−lg5=3.3，因此溶液的pH为3.3；故答案为：3.3。