Question

離子交換膜是一類具有離子交換功能的高分子材料，在生產(chǎn)和研究中有廣泛應(yīng)用．一容器被離子交換膜分成左右兩部分，如圖所示：
（1）若該交換膜為陽(yáng)離子交換膜（只允許陽(yáng)離子自由通過(guò)）．左邊充滿加過(guò)鹽酸酸化的H₂O₂溶液．右邊充滿滴有少量KSCN溶液的FeCl₂溶液（FeCl₂過(guò)量），一段時(shí)間后可觀察到的現(xiàn)象：右邊

 

（從下列選項(xiàng)中選擇）
A．無(wú)明顯現(xiàn)象   B．溶液有淺綠色變紅色      C．溶液由無(wú)色變黃色    D．鹽溶液由淺綠色變無(wú)色
試寫出左邊發(fā)生的離子方程式

 

（2）若該交換膜為陰離子交換膜（只允許陰離子自由通過(guò)）．左邊充滿1mol?L^-1的NaHCO₃溶液，右邊充滿等體積的1mol?L^-1的NaAlO₂溶液，一段時(shí)間后可觀察到的現(xiàn)象：左邊

 

（從下列選項(xiàng)中選擇）
A．無(wú)明顯現(xiàn)象       B．有氣泡產(chǎn)生     C．有白色膠狀沉淀生成    D．有紅褐色沉淀生成
試比較最終容器內(nèi)所得溶液中離子濃度的大小

 

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Answer 1

考點(diǎn)：鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變,鎂、鋁的重要化合物

專題：元素及其化合物

分析：（1）交換膜為陽(yáng)離子交換膜，二價(jià)鐵離子通過(guò)交換膜從右邊進(jìn)入到左邊被雙氧水氧化生成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子通過(guò)交換膜與硫氰根離子反應(yīng)生成血紅色的絡(luò)合物；
（2）NaHCO₃溶液中碳酸氫根離子是多元弱酸的酸式根離子，水解生成碳酸和氫氧化鈉，交換膜為陰離子交換膜，NaAlO₂ 電離出的AlO₂ ^-通過(guò)交換膜與水解生成的碳酸反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀；
（3）碳酸氫鈉和偏鋁酸鈉都是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離產(chǎn)生碳酸氫根離子、偏鋁酸根離子和鈉離子，碳酸氫根離子水解生成碳酸，與偏鋁酸根離子發(fā)生反應(yīng)：2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃ ，反應(yīng)后溶液主要溶質(zhì)為碳酸鈉，據(jù)此判斷各種離子濃度大�。�

解答： 解：（1）二價(jià)鐵離子通過(guò)交換膜從右邊進(jìn)入到左邊被雙氧水氧化生成三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子通過(guò)交換膜與硫氰根離子反應(yīng)生成血紅色的絡(luò)合物，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H+=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：B；2Fe²⁺+H₂O₂+2H+=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）NaHCO₃溶液中碳酸氫根離子是多元弱酸的酸式根離子，水解生成碳酸和氫氧化鈉，交換膜為陰離子交換膜，NaAlO₂ 電離出的AlO₂ ^-通過(guò)交換膜與水解生成的碳酸反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，所以左邊會(huì)看到有白色膠狀沉淀產(chǎn)生，
故答案為：C；
（3）碳酸氫鈉和偏鋁酸鈉都是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離產(chǎn)生碳酸氫根離子、偏鋁酸根離子和鈉離子，碳酸氫根離子水解生成碳酸，與偏鋁酸根離子發(fā)生反應(yīng)：2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃ ，反應(yīng)后溶液主要溶質(zhì)為碳酸鈉，所以最終容器內(nèi)所得溶液中離子濃度的大小順序?yàn)椋篶（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⁺）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化，碳酸氫鈉與偏鋁酸鈉的性質(zhì)，題目難度中等，解題關(guān)鍵在于明確離子交換膜的作用．