Question

4．物質(zhì)X、Y、Z有如圖轉化關系：請回答下列問題：
（1）若X、Y、Z中均含有鋁元素，則Y的化學式是Al（OH）₃，實驗室用明礬制取該物質(zhì)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（2）若M是某元素的最高價氧化物且為氣態(tài)，此元素的最高價與最低價化合價代數(shù)和為0，X是由電子數(shù)均為10的陰陽離子組成，則Y溶液中離子濃度大小的順序為c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^--）＞c（H⁺）．
（3）若X為黃綠色氣體，M是常見金屬．完成下列問題：
①X能與石灰乳反應制取漂白粉，其離子方程式Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+ClO^-+Cl^-+H₂O
②含M的一種鹽可以作為殺菌消毒、凈水劑，其一種制備方法是：以M（OH）₃、NaClO和KOH為原料，請寫出此反應的離子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
③M（OH）₃溶液中存在如下的沉淀溶解平衡：M（OH）₃（s）?M³⁺ （aq）+3OH^-（aq），常溫下，M（OH）₃的溶度積K_sp=4.0×10^-38，要使M³⁺離子濃度降至10^-5mol•L^-1，溶液的PH應調(diào)至3.2． （lg2=0.3，lg5=0.7）

Answer 1

分析 （1）若X、Y、Z中均含有鋁元素依據(jù)鋁離子和堿反應生成氫氧化鋁沉淀是兩性氫氧化物，溶于過量強堿溶液中生成偏鋁酸鹽，偏鋁酸鹽和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀；明礬和過量氨水反應得到氫氧化鋁沉淀；
（2）若M是某元素的最高價氧化物且為氣態(tài)，此元素的最高價與最低價化合價代數(shù)和為0，為+4價和-4價，判斷為碳元素，氧化物為CO₂，X是由電子數(shù)均為10的陰陽離子組成，為NaOH，則Y溶液為Na₂CO₃，Z為NaHCO₃；
（3）若X為黃綠色氣體為Cl₂，M是常見金屬有變價判斷為Fe，
①氯氣和氫氧化鈣反應生成漂白粉；
②含M的一種鹽可以作為殺菌消毒、凈水劑，為Na₂FeO₄，其一種制備方法是：以Fe（OH）₃、NaClO和KOH為原料制備得到的鹽為高鐵酸鹽；
③依據(jù)Fe3+濃度計算氫氧根離子濃度，結合離子積常數(shù)計算得到溶液氫離子濃度，計算得到溶液PH；

解答 解：（1）若X、Y、Z中均含有鋁元素依據(jù)鋁離子和堿反應生成氫氧化鋁沉淀是兩性氫氧化物，溶于過量強堿溶液中生成偏鋁酸鹽，偏鋁酸鹽和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀；明礬和過量氨水反應得到氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al（OH）₃，Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
（2）若M是某元素的最高價氧化物且為氣態(tài)，此元素的最高價與最低價化合價代數(shù)和為0，為+4價和-4價，判斷為碳元素，氧化物為CO₂，X是由電子數(shù)均為10的陰陽離子組成，為NaOH，則Y溶液為Na₂CO₃，Z為NaHCO₃，Na₂CO₃溶液中碳酸根離子水解分步進行，溶液中離子濃度大小的順序為c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^--）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^--）＞c（H⁺）；
（3）①氯氣與石灰乳反應制取漂白粉，其離子方程式為：Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+Ca（OH）₂=Ca²⁺+ClO^-+Cl^-+H₂O；
②含M的一種鹽可以作為殺菌消毒、凈水劑，為Na₂FeO₄，其一種制備方法是：以Fe（OH）₃、NaClO和KOH為原料制備得到的鹽為高鐵酸鹽，反應的離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
③常溫下，M（OH）₃的溶度積K_sp=4.0×10^-38，要使M³⁺離子濃度降至10^-5mol•L^-1，c³（OH^-）=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{1{0}^{-5}}$=4×10^-33mol/L，c（OH^-）=$\root{3}{4×1{0}^{-33}}$mol/L=$\root{3}{4}$×10^-11mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1}{\root{3}{4}}$×10^-3mol/L，溶液的PH=-lgc（H⁺）=$\frac{1}{3}$lg4+3=3.2，
故答案為：3.2；

點評 本題考查了物質(zhì)推斷，物質(zhì)性質(zhì)的分析應用，主要是電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較，溶度積計算分析，離子方程式書寫，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．