Question

(1)请用平衡移动原理解释Na₂CO₃能使溶液中Fe³⁺转化成氢氧化物沉淀的原因_______。

(2)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3:2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则该原溶液的浓度(溶液的体积变化忽略不计)为____________。

(3)常温下，将0.1 mol·L^-1 的氨水与0.1 mol·L^-1的盐酸按一定体积混合。若两溶液混合后，所得溶液中 c(NH₄⁺)＝c(Cl^-)，混合后所得溶液中溶质的电离方程式为_______；水解离子方程式为_______。

(4)已知：Ksp(FeS)＝6.5×10^-18，Ksp(CuS)＝1.3×10^-36。向浓度均为0.1 mol·L^-1的FeSO₄和CuSO₄的混合溶液中滴加Na₂S溶液，当加入Na₂S溶液至出现两种沉淀，则溶液中c(Fe^2＋) : c(Cu^2＋) ＝___________。

Answer

因Fe3+ + 3H2O= Fe (OH)3 + 3H+水解显酸性，加入碳酸钠后，H+与CO32-反应，使水解平衡右移动从而产生沉淀 0.05mol/L NH3H2O  NH4+ +OH- NH4++H2O NH3H2O+ H+ 1：2 10-21

【解析】

(1)根据影响水解因素进行分析；

(2)根据酸碱混合溶液pH的计算进行求解；

(3)根据弱碱和强酸混合后溶液呈中性分析溶解液的成分，在进行相关反应方程式书写；

(4)根据Ksp(FeS) > Ksp(CuS)分析产生相应沉淀的各离子浓度进行计算。

(1) 因为Fe3+水解导致溶液呈酸性，其水解反应离子方程式为：Fe3+ + 3H2O= Fe (OH)3 + 3H+，碳酸根离子和氢离子反应，从而促进水解平衡向右移动，产生氢氧化铁沉淀，故答案为：因Fe3++3H2OFe (OH)3 + 3H+水解显酸性，加入碳酸钠后，H+与CO32-反应，使水解平衡右移动从而产生沉淀；

(2)设原溶液物质的量浓度为cmol/L，V[NaOH(aq)] = 3L，V[HCl(aq)] =2L，二者混合后反应,混合溶液体积为5L，二者混合后反应所得溶液pH = 12 ，则c(OH-) = 10- 2mol/L，则：3L cmol/L- 2L cmol/L==10-2 mol/L 5L，解得: c = 0.05mol/L，故答案为： 0.05mol/L；

(3)若氨水与盐酸混合后所得溶液中c(NH4+)＝c(Cl-)，根据电荷守恒有c(H+)= c(OH-)，溶液呈中性, 氨水过量，溶液中存在铵根离子的水解平衡NH4++H2O NH3H2O+ H+，一水合氨的电离平衡NH3H2O  NH4+ +OH-，故答案：NH3H2O  NH4+ +OH-

；NH4++H2O NH3H2O+ H+
(4)由于Ksp(FeS) > Ksp(CuS)，所以在相同条件下CuS的溶解度更小，沉淀会向着生成CuS的方向进行，反应的离子方程式为S2- + Cu2+ = CuS↓。当加入Na2S溶液至出现两种沉淀，此时c(S2- )== 6.5  10-17mol/L，c(Cu2+) = = 210-20mol/L，则c(Fe2+) : c(Cu2+) = 0.1:2 10-20=1：2 10-21。