Question

有一帶有刻度的容器被一種特殊的隔膜分成左右兩部分，如圖所示：
（1）若該隔膜為半透膜，左邊充滿淀粉溶液，右邊充滿等體積的碘水，一段時(shí)間后可觀察到的現(xiàn)象：左

 

，右

 

（從下列選項(xiàng)中選擇）
A．無(wú)明顯現(xiàn)象B．溶液顏色變淺C．溶液變藍(lán)色D．溶液變渾濁
（2）若該隔膜只允許水分子自由通過(guò)，且能左右滑動(dòng)．左邊充滿含有agNaCl的飽和溶液，右邊充滿等體積的含有0.2agNaCl的溶液，一段時(shí)間后隔膜最終會(huì)移動(dòng)到

 

處；（填0～6中的數(shù)字）若要使隔膜回到原位置可采取的操作是

 

．
（3）若該隔膜為陽(yáng)離子交換膜（只允許陽(yáng)離子自由通過(guò)），且將該膜固定在3處，左邊充滿滴有少量品紅溶液的SO₂的水溶液，右邊充滿滴有少量KSCN溶液的FeCl₃溶液（FeCl₃足量），一段時(shí)間后可觀察到的現(xiàn)象：左

 

，右

 

（從下列選項(xiàng)中選擇）
A．無(wú)明顯現(xiàn)象B．溶液變?yōu)榧t色C．溶液紅色變淺D．有紅褐色沉淀生成
試寫(xiě)出左邊產(chǎn)生該現(xiàn)象的離子方程式：

 

．
（4）若該隔膜為陰離子交換膜（只允許陰離子自由通過(guò)且不易堵塞），且將該膜固定在3處，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

 

，右

 

（從下列選項(xiàng)中選擇）
A．無(wú)明顯現(xiàn)象  B．有氣泡現(xiàn)象產(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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）溶液中粒子能透過(guò)半透膜，膠體中粒子不能透過(guò)，淀粉溶液屬于膠體，碘水屬于溶液，據(jù)此分析；
（2）計(jì)算混合后濃度，和右邊濃度相比，可知移動(dòng)位置，若要保持在3處，則兩邊濃度應(yīng)相等；
（3）當(dāng)右邊Fe³⁺透過(guò)隔膜進(jìn)入左邊溶液后發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+4H⁺+SO₄^2-，SO₂被消耗，品紅又被釋放出來(lái)，故左邊溶液由無(wú)色變紅色，右邊溶液紅色變淺；
（4）當(dāng)陰離子通過(guò)隔膜左右兩邊溶液中均發(fā)生如下反應(yīng)：HCO₃^-+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-，故左、右兩邊均產(chǎn)生白色膠狀沉淀，因c（NaAlO₂）=c（NaHCO₃），所以反應(yīng)完全后為Na₂CO₃溶液，根據(jù)碳酸鈉溶液中碳酸鈉的水解考慮離子濃度大小．

解答： 解：（1）因該隔膜允許水分子、離子透過(guò)，但不允許膠體粒子通過(guò)的半透膜，故一段時(shí)間后，右邊I₂分子通過(guò)半透膜進(jìn)入左邊淀粉溶液，故左邊淀粉溶液遇I₂變藍(lán)，右邊溶液顏色變淺；
故答案為：C；B；
（2）依題意左右容器體積可設(shè)為6V，則左邊ag NaCl濃溶液和右邊0.2ag NaCl稀溶液最終通過(guò)水分子可透過(guò)的隔膜調(diào)節(jié)溶液濃度應(yīng)為

(a+0.2a)g

6V

=

0.2ag

V

和右邊溶液濃度相等，隔膜應(yīng)停留在“5”處．若要使隔膜固定在“3”處，則兩邊濃度應(yīng)相等，在右邊應(yīng)加0.8ag NaCl
故答案為：5；在右邊加入0.8agNaCl晶體；
（3）左邊滴有少量品紅溶液的SO₂溶液，溶液呈無(wú)色．當(dāng)右邊Fe³⁺透過(guò)隔膜進(jìn)入左邊溶液后發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+4H⁺+SO₄^2-，SO₂被消耗，品紅又被釋放出來(lái)，故左邊溶液由無(wú)色變紅色，右邊溶液紅色變淺；
故答案為：B；C；2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+4H⁺+SO₄^2-；
（4）如上圖所示，當(dāng)陰離子通過(guò)隔膜左右兩邊溶液中均發(fā)生如下反應(yīng)：
HCO₃^-+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-，故左、右兩邊均產(chǎn)生白色膠狀沉淀．因c（NaAlO₂）=c（NaHCO₃），所以反應(yīng)完全后為Na₂CO₃溶液．在Na₂CO₃溶液中存在如下水解平衡：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，所以溶液中：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
故答案為：C；C；c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了膠體的性質(zhì)、質(zhì)量濃度的計(jì)算、鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化、碳酸氫鈉與偏鋁酸鈉的性質(zhì)，題目難度較大，解題關(guān)鍵在于明確離子交換膜的作用和所發(fā)生的反應(yīng)原理．