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）若該交換膜為陽離子交換膜（只允許陽離子自由通過）．左邊充滿加過鹽酸酸化的H₂O₂溶液．右邊充滿滴有少量KSCN溶液的FeCl₂溶液（FeCl₂過量），一段時間后可觀察到的現(xiàn)象：右邊

 

（從下列選項中選擇）
A．無明顯現(xiàn)象   B．溶液有淺綠色變紅色      C．溶液由無色變黃色    D．鹽溶液由淺綠色變無色
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）．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，一段時間后可觀察到的現(xiàn)象：左邊

 

（從下列選項中選擇）
A．無明顯現(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：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）交換膜為陽離子交換膜，二價鐵離子通過交換膜從右邊進入到左邊被雙氧水氧化生成三價鐵離子，三價鐵離子通過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小．

解答： 解：（1）二價鐵離子通過交換膜從右邊進入到左邊被雙氧水氧化生成三價鐵離子，三價鐵離子通過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⁺）．

點評：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．