第3章 物质在水溶液中的行为 测试题
一、选择题
1.下列实验操作能达到相应实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 向食盐溶液中滴加淀粉溶液 检验食盐中是否含碘元素
B 用pH计测同浓度的溶液和NaClO溶液的pH 比较和HClO的酸性强弱
C 用装有标准浓度盐酸的酸式滴定管滴定一定体积未知浓度的氨水,用酚酞做指示剂 用盐酸做标准液测定氨水的浓度
D 向久置的粉末中滴加过量的盐酸,产生无色气体 检验是否变质
A.A B.B C.C D.D
2.在实验室和生活中高铁酸钾都是一种应用十分广泛的盐类,如下有几种制备方式,
湿法:
干法:
电解法:
下列选项中说法正确的是
A.实验室中常用钾盐而不是钠盐原因是钠盐易风化导致固体结块
B.物质的氧化性和还原性在水溶液中和非水体系中不一定相同
C.坤cà和Nilky两神根据元素和化合物知识做出推断,坤ca:高铁酸钾在生活中可用于杀菌因为具有强氧化性;Nilky:高铁酸钾不可用作净水剂,因为高铁酸根不能水解生成胶体
D.高铁酸根在酸性或中性溶液中分解,将生成气体收集在试管中,点燃的小木条靠近可以听到轻微的爆鸣声,且该气体在能源方面有很广泛的发展前景,常用于作清洁能源
3.下列离子方程式正确的是
A.将磁性氧化铁溶于稀硫酸:FeO+2H+ = Fe2++H2O
B.向FeCl3溶液中滴加氨水出现红褐色沉淀:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
C.氢氧化钡溶液中加入过量小苏打溶液
D.氯化钙溶液中通入CO2气体:Ca2++CO2+H2O=CaCO3↓+2H+
4.下列实验方案、现象、结论均正确的是
选项 方案 现象 结论
A 向溶液中滴加溴水 溴水褪色 含有碳碳双键
B 将通入淀粉溶液中至过量 溶液先变蓝,后褪色 具有氧化性和漂白性
C 向盛有溶液的试管中,先滴几滴溶液,再滴加溶液。 试管先出现白色沉淀,后出现淡黄色沉淀
D 用PH试纸测定同温、同浓度的溶液、溶液的pH 溶液pH更大 电离常数:
A.A B.B C.C D.D
5.室温下,通过下列实验探究0.0100 mol L 1 Na2C2O4溶液的性质。
实验1:实验测得0.0100 mol L 1 Na2C2O4溶液的pH为8.6。
实验2:向溶液中滴加等体积、0.0100 mol L 1 HCl溶液,pH由8.6降为4.8。
实验3:向溶液中加入等体积、0.0200 mol L 1 CaCl2溶液,出现白色沉淀。
实验4:向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色。
已知室温下Ksp(CaC2O4)=2.5×10 9,下列说法错误的是
A.0.0100 mol L 1 Na2C2O4溶液中满足: >2
B.实验2滴加盐酸过程中可能存在:c(Na+ )=c( )+2c( )+c(C1-)
C.实验3所得上层清液中:c( )=5×10 7 mol·L 1
D.实验4发生反应的离子方程式为+4+12H+=2CO2 ↑+4Mn2+ +6H2O
6.常温下,CH3COOH、HCOOH(甲酸)的电离常数分别为1.7×10-5、1.8×10-4,以下关于0.1mol/LCH3COOH溶液、0.1mol/LHCOOH溶液的说法正确的是
A.c(H+):CH3COOH>HCOOH
B.等体积的两溶液中,分别加入过量的镁,产生氢气的体积:HCOOH>CH3COOH
C.HCOOH与NaOH发生反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
D.将CH3COOH溶液稀释100倍过程中,其电离常数保持不变
7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B.Ca(ClO)2(aq)HClO(aq)O2(g)
C.Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)→无水MgCl2(s)
D.NH3(g)NO(g)HNO3(aq)
8.利用下列实验装置能达到实验目的的是
A B C D
测定溶液浓度 制备 测定锌粒与稀反应的速率 制备
A.A B.B C.C D.D
9.NA为阿伏加德罗常数,下列关于NA的说法中正确的是
A.pH=1的H2SO4溶液1L,含H+的数目为0.2NA
B.1L0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中,通入适量氨气后呈中性,此溶液中数目为0.1NA
C.一定温度下,Kw=1×10-13,pH为12的NaOH溶液中OH-数目为0.1NA
D.将2molSO2与1molO2混合后充分反应,所得SO3的分子数为2NA
10.某些电解质分子的中心原子最外层电子未达饱和结构,其电离采取结合溶液中其他离子的形式,而使中心原子最外层电子达到饱和结构。例如:硼酸分子的中心原子B最外层电子并未达到饱和,它在水中的电离过程为:
下列判断正确的是
A.凡是酸或碱对水的电离都是抑制的
B.硼酸是三元酸
C.硼酸溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为:H3BO3+OH-=[B(OH)4]-
D.硼酸是两性氢氧化物
11.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.足量的Cu和100g98%的硫酸反应,被还原的硫酸为0.5NA
B.25°C时,pH=3的醋酸溶液1L,溶液中含H+的数目小于0.001NA
C.0.1mol乙烯与乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3 NA
D.60gSiO2和l2g金刚石中各含有4 NA个Si-O键和C-C键
12.常温下,下列关于溶液中粒子浓度大小关系的说法正确的是
A.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:
B.0.1的NaHS溶液:
C.的氨水与的盐酸等体积混合:
D.和混合溶液:
13.如图所示图象与对应文字叙述相符的是
A.图甲表示一定温度下FeS和CuS的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(FeS)
B.图乙表示pH=a的HA酸与HB酸溶液稀释时的pH变化曲线,则酸性:HA酸C.25℃时,图丙表示用0.1mol L-1NaOH溶液滴定25.00mL某盐酸的滴定曲线,则c(HCl)=0.080mol L-1
D.图丁表示反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线,则N2的平衡转化率:b>a>c
14.一定温度下,向足量的固体中加入100 mL水充分搅拌,慢慢加入固体,随着增大,溶液中的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.该温度下
B.从Y点到Z点发生的离子反应为:
C.与在一定条件下可以相互转化
D.P点溶液中
15.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.c(H+) /c(OH-) =10-12的溶液中: 、Ba2+ 、Cl-、
B.透明的溶液中:K+、Na+、、
C.能使甲基橙变红的溶液中:Fe2+ 、K+、、
D.由水电离的 c(OH-)=1×10-10 mol L-1 的溶液中:K+ 、Na+、、Al3+
二、填空题
16.下列三组物质中,均有一种物质的类别与其他三种不同。
①KOH、Na2CO3、NH3 H2O、Mg(OH)2
②HClO4、H2O、H2SO4、CH3COOH
③Fe2O3、Na2O、CO2、CaO
(1)三种物质依次是(填化学式):A ;B ;C 。
(2)这三种物质相互作用可生成一种新物质 ,该反应类型 (从四种基本反应类型考虑)。
(3)写出物质C与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为: 。
(4)水溶液中NaHSO4的电离方程式为: 。
17.硫酸盐在工、农业生产,生活中具有广泛应用。
(1)某CuSO4溶液中混有少量FeSO4和Fe2(SO4)3杂质,已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH2)]=8.0×10-16,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
①为了除去杂质,通常是先加入H2O2,再调节溶液pH,其中加入H2O2的作用是 ;与其他试剂相比,使用H2O2的优点是 (答出两点即可)。
②调节溶液pH时,加入的物质是 (填化学式);控制溶液的pH≥ 即可除去杂质离子。
(2)下图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3使c(CO)增大时溶液中c(Ba2+)和c(SO)的变化曲线。根据图中的数据分析并计算:
①该温度下,BaSO4的Ksp= 。
②当c(CO)大于 mol·L-1时开始有BaCO3沉淀生成;BaCO3的Ksp= 。
③图象中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO)变化的曲线是 (填“MP”或“MN”);沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),该反应的平衡常数K= 。
④向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO)=1×10-3 mol·L-1时,溶解BaSO4的物质的量为 mol。
18.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ 25
水的离子积 a
回答下列问题:
(1)若,则a (填“>”“<”或“=”),作此判断的理由是 。
(2)25℃时,某溶液中,取该溶液1mL加水稀释至100mL,则稀释后溶液中 。
(3)在℃下pH=10的NaOH溶液中,由水电离产生的浓度为 。
(4)℃下,将的苛性钠溶液与的稀硫酸混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则 。
(5)常温下,的下列溶液中,水电离出的由大到小的顺序是 (填序号,下同),pH由大到小的顺序是 。
①②③④⑤NaOH⑥
19.偏钒酸镁在化工“新型材料”光电领域有着重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO(52.12%)还有Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质]为原料设计制备偏钒酸镁的生产工艺如图所示:
此过程中使Fe3+、Al3+浓度均小于1×10-6mol·L-1,在室温下需调节pH的范围是: (已知:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,pH=9.3时,Mg2+开始沉淀)。
20.表中是常温下碳酸的电离常数和Fe(OH)3的溶度积常数:
H2CO3 Fe(OH)3
K1=4.2×10-7 K2=5.6×10-11 Ksp=4×10-38
(1)常温下,pH=10的Na2CO3溶液中,发生水解反应的的浓度c(CO)≈ mol·L-1。
(2)常温下,若在实验室中配制500 mL5 mol·L-1FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,至少需要加入2 mol·L-1的盐酸 mL。(加入盐酸后溶液体积变化忽略不计)
21.在80℃时,将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间/(s) 0 20 40 60 80 100
c(N2O4)/(mol/L) 0.20 a 0.10 c d e
c(NO2)/(mol/L) 0.00 0.12 b 0.22 0.24 0.24
(1)表中b c(填“<”、“=”或“>”)。
(2)0-20s内N2O4的平均反应速率为 。
(3)在80℃时该反应的平衡常数K的数值为 。
(4)CO2可以被NaOH溶液吸收,若所得溶液c()∶c()=2∶1,溶液pH= 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(5)25 ℃时,H2SO3H++的电离平衡常数为Ka,已知该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1×10-12。则Ka= 。
22.某白色粉末中可能含有、、、,现进行以下实验:
ⅰ.将部分白色粉末加入水中,溶液呈无色,充分振荡,有白色沉淀生成;
ⅱ.取部分ⅰ中悬浊液,过滤,向得到的固体中加入过量的稀硝酸,白色沉淀部分消失,并有气体产生。
已知:遇到稀硝酸会有气泡产生且沉淀不消失。回答下列问题:
(1)由实验ⅰ可知:该白色粉末中一定无 (填化学式),判断的理由为 。
(2)查阅资料可知:(未配平)。
①请配平该反应的化学方程式: 。
②每生成15g NO,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为 (化成最简比)。
(3)由实验ⅰ和第(2)问可知:该白色粉末中一定有 (填化学式,下同),产生的气体为 。
(4)检验某溶液中是否含有的具体操作方法为 。
23.资料显示“强酸性或强碱性溶液可使品红溶液褪色”。某兴趣小组探究SO2使品红溶液褪色的原因,实验如下:
Ⅰ. 探究体现漂白性的主要微粒
实验一:将SO2分别通入0.1%品红水溶液和0.1%品红乙醇溶液中,观察到前者褪色而后者不褪色。
实验二:
试管中的液体 现象
a. 0.1mol/L SO2溶液(pH=2) 溶液逐渐变浅,约90s后完全褪色
b. 0.1mol/L NaHSO3溶液(pH=5) 溶液立即变浅,约15s后完全褪色
c. 0.1mol/L Na2SO3溶液(pH=10) 溶液立即褪色
d. pH=10 NaOH溶液 红色溶液不变色
e. pH=2 H2SO4溶液 红色溶液不变色
(1)SO2水溶液中含的微粒有 。
(2)解释NaHSO3溶液显酸性的原因是 。
(3)实验d的目的是 。
(4)由实验一、二可知:该实验条件下,SO2使品红溶液褪色时起主要作用的微粒是 。
Ⅱ. 探究褪色过程的可逆性
甲同学:向a实验后的无色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10时,溶液颜色不变。
乙同学:向a实验后无色溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10时,生成白色沉淀,溶液变红。
(5)实验方案合理的是 (选填“甲”或“乙”)。结合离子方程式说明其原因是 。
(6)丙同学利用SO2的还原性设计并完成下列实验:
向a实验后的无色溶液中滴入过量___________(填编号),使溶液最终恢复红色。也得出结论:该褪色过程是可逆的。
A.稀硝酸 B.氯水 C.双氧水 D.稀硫酸
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:A.加淀粉溶液是检验碘单质,而不能检验食盐中的碘元素,不能达到相应实验目的,A不符合题意;
B.用pH计测同浓度的溶液和NaClO溶液的pH,根据越弱越水解原理,可以比较和HClO的酸性强弱,能达到相应实验目的,B符合题意;
C.盐酸和氨水生成强酸弱碱盐,应该使用甲基橙做指示剂,不能达到相应实验目的,C不符合题意;
D.过氧化钠能和盐酸溶液反应生成氧气,故不能检验是否变质,不能达到相应实验目的,D不符合题意;
故选B。
2.B
解析:A.实验室中常用钾盐而不是钠盐原因是钠盐的吸湿能力比钾盐强,钠盐易导致固体结块,故A错误;
B.溶剂的极性对氧化性和还原性产生较大的影响,因此物质的氧化性和还原性在水溶液中和非水体系中不一定相同,故B正确;
C.高铁酸钾具有强氧化性,生成的还原产物铁离子水解生成胶体,具有吸附杂质的作用,因此高铁酸钾可用作净水剂,故C错误;
D.根据化合价升降守恒,铁化合价降低,则应该是氧化合价降低,因此将分解生成的气体收集在试管中,用带火星的小木条靠近,可看见小木条复燃,不会听到轻微的爆鸣声,故D错误。
综上所述,答案为B。
3.C
解析:A.磁性氧化铁是四氧化三铁,磁性氧化铁溶于稀硫酸的离子方程式为,故A错误;
B.一水合氨为弱电解质,应保留化学式,因此向FeCl3溶液中滴加氨水出现红褐色沉淀的离子方程式为,故B错误;
C.过量碳酸氢钠和氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡、碳酸钠和水,反应的离子方程式为,故C正确;
D.氯化钙溶液中通入二氧化碳气体,由于酸性:碳酸<盐酸,因此不发生反应,故D错误;
答案选C。
4.C
解析:A.碳碳双键、醛基均使溴水褪色,由实验操作和现象可知,不能证明含碳碳双键,选项A错误;
B.氯气氧化KI生成碘,淀粉遇碘单质变蓝,过量氯气可氧化碘单质,由实验操作和现象可知,不能证明氯气具有漂白性,选项B错误;
C.硝酸银不足,生成的AgCl转化为更难溶的AgI,由实验操作和现象可知发生沉淀的转化,则Ksp(AgCl) > Ksp(AgI),选项C正确;
D.NaClO溶液可使pH试纸褪色,应选pH计测定,选项D错误;
答案选C。
5.D
解析:A.0.0100 mol L 1 Na2C2O4溶液中有,则有 >2,故A正确;
B.实验2滴加盐酸,根据电荷守恒得到c(Na+ )+ c(H+ )=c( )+2c( )+c(C1-) +c(OH-),当溶液pH=7时,c(H+ )= c(OH-),则该过程中可能存在:c(Na+ )=c( )+2c( )+c(C1-),故B正确;
C.实验3两者反应生成草酸钙,反应后剩余钙离子浓度为,,,故C正确;
D.实验4发生反应的离子方程式为5+2+16H+=10CO2 ↑+2Mn2+ +8H2O,故D错误。
综上所述,答案为D。
6.D
解析:A.由电离常数可知,则等浓度的甲酸电离程度大于乙酸溶液,溶液中氢离子浓度等于乙酸溶液,故A错误;
B.由分析可知,甲酸与乙酸的浓度相同、体积相同则物质的量相同,氢原子个数相同,与过量的镁反应,酸完全反应,则根据原子守恒,产生的氢气的量相同,故B错误;
C.甲酸溶液与氢氧化钠溶液反应生成甲酸钠和水,反应的离子方程式为,故C错误;
D.电离常数为温度函数,温度不变,电离常数不变,则乙酸溶液稀释过程中,甲酸的电离常数保持不变,故D正确;
故选D。
7.B
解析:A.电解NaCl(aq)生成NaOH、H2和Cl2,由于Cl2具有强氧化性,Cl2与Fe(s)加热反应生成FeCl3(s)、不能得到FeCl2,A不符合题意;
B.Ca(ClO)2(aq)与CO2反应生成CaCO3和HClO,HClO 光照分解成HCl和O2(g),B符合题意;
C.Mg(OH)2与盐酸反应生成MgCl2和水,在MgCl2溶液中存在水解平衡:MgCl2+2H2O MgCl2+2HCl,加热MgCl2溶液时,由于HCl的挥发以及温度的升高,水解平衡正向移动,最终MgCl2完全水解成Mg(OH)2,不能得到无水MgCl2(s),C不符合题意;
D.NH3发生催化氧化生成NO和H2O,NO与水不反应,D不符合题意;
故选:B。
8.C
解析:A.实验中应该使用淀粉指示剂,不能达到实验目的,A错误;
B.铁应该做阳极发生氧化反应生成亚铁离子,亚铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀,不能达到实验目的,B错误;
C.锌和稀硫酸生成氢气,可以通过单位时间内生成气体的体积来测定锌粒与稀反应的速率,能达到实验目的,C正确;
D.铜离子水解生成氢氧化铜和挥发性硝酸,直接蒸发不能制备,不能达到实验目的,D错误;
故选C。
9.B
解析:A.时,,溶液中含有的的数目为:,A错误;
B.根据电荷守恒得:,中性时:,此时的数目为:,B正确;
C.根据,没有溶液体积,不能计算溶质及相关粒子的物质的量或数目,C错误;
D.2mol与1mol的反应为可逆反应,充分反应后生成的小于2mol,则的分子数小于2NA,D错误;
故选B。
10.C
解析:A.由信息可知,中心原子最外层电子未达饱和结构的酸,能结合水电离出的OH-,从而促进水的电离,A错误;
B.1个硼酸分子能结合1个OH-,从而表现一元酸的性质,所以硼酸是一元酸,B错误;
C.硼酸的中心原子未达饱和结构,与碱反应时,能结合OH-,从而生成[B(OH)4]-,C正确;
D.硼酸只能结合OH-而不能结合H+,所以它是酸性化合物,D错误。
故选C。
11.C
解析:A.随着反应的进行,硫酸浓度变小,反应就停止了,被还原的硫酸小于0.5NA,A错误;
B.25°C时,pH=3的醋酸溶液则其中氢离子浓度为0.001mol/L,1L溶液中含H+的数目等于0.001NA,B错误;
C.1分子乙烯、1分子乙醇均消耗3分子的氧气,则0.1mol乙烯与乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3 NA,C正确;
D.60gSiO2和l2g C(金刚石)的物质的量均为1mol,SiO2中1个硅原子形成4个硅氧键,1mol SiO2中含有4 NA个Si-O键,C(金刚石)中平均1个碳原子形成2个碳碳键,1mol C(金刚石)中含有2 NA个C-C键,D错误;
故选C。
12.B
解析:A.氯化银的溶度积大于碘化银,所以含有氯化银和碘化银的悬浊液中氯离子浓度大于碘离子的,故A错误;
B.硫氢化钠溶液中存在质子守恒关系,则溶液中,故B正确;
C.盐酸是强酸,在溶液中完全电离,一水合氨是弱碱,在溶液中部分电离,存在电离平衡,则的氨水与的盐酸等体积混合时,氨水过量,溶液呈碱性,溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,故C错误;
D.醋酸钠和氯化钙混合溶液中存在物料守恒为,故D错误;
故选B。
13.C
解析:A.S2-浓度相同时,c(Fe2+)>c(Cu2+),所以c(S2-)c(Fe2+)>c(S2-)×c(Cu2+),即Ksp(FeS)>Ksp (CuS),A错误;
B.稀释过程中,越强的酸碱,pH值变化的就越明显,结合图象可知,HA酸在稀释过程中pH值变化更明显,所以其酸性更强,B错误;
C.NaOH滴定HCl,pH=7时即滴定终点,此时V(NaOH)=20 mL=V(HCl),所c(NaOH)=c(HCl)=0.080 mol·L-1,C正确;
D.对于有两种反应物的可逆反应,增加其中一种反应物的物料可使另一种反应物的转化率增加,从a到b、c,H2的量增加了,所以N2的转化率就增加了,因此αA(N2)<αB(N2) <αC(N2),D错误;
故选C。
14.B
解析:A.,由初始点X可知,该温度下,A正确;
B.从Y点到Z点硫酸钡沉淀转化为碳酸钡沉淀,发生的离子反应为:,B错误;
C.通过改变溶液中酸根离子的浓度,与在一定条件下可以相互转化,C正确;
D.P点溶液中,D正确;
故选B。
15.B
解析:A.由比值可知 c(OH-)> c(H+),溶液呈碱性,在碱性条件下,OH-与不能大量共存,故A错误;
B.透明的溶液中各离子之间互不反应,能大量共存,故B正确;
C.能使甲基橙变红的溶液呈酸性,酸性条件下,H+、Fe2+与发生氧化还原反应而不能大量共存,故C错误;
D.由水电离的 c(OH-)=1×10-10 mol L-1 的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,碱性溶液中,OH-与Al3+不能大量共存,故D错误;
故选:B。
二、填空题
16.(1) Na2CO3 H2O CO2
(2)NaHCO3 化合反应
(3)CO2+2OH-=CO+H2O
(4)NaHSO4=Na++H++SO
解析:(1)①KOH、Na2CO3、NH3 H2O、Mg(OH)2除了碳酸钠其他都是碱;
②HClO4、H2O、H2SO4、CH3COOH 除了水其他都是酸;
③Fe2O3、Na2O、CO2、CaO除了二氧化碳是酸性氧化物外其他三种是碱性氧化物;
(2)碳酸钠是正盐可与水和二氧化碳反应生成酸式盐碳酸氢钠;该反应是化合反应。
(3)二氧化碳酸性氧化物可与足量氢氧化钠反应生成正盐碳酸钠和水:CO2+2OH-=CO+H2O。
(4)硫酸氢钠是强酸的酸式盐,水溶液中NaHSO4的电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO。
17.(1) 将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入其他杂质,对环境无污染(其他合理答案均可) CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等] 3.2
(2)1.0×10-10 mol2·L-2 2.5×10-4 2.5×10-9 mol2·L-2 MN 0.04 4×10-5
【分析】已知: , ,残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol/L时就认为沉淀完全,铁离子完全沉淀时c3(OH-)==4.0×10-33;
求得c(OH-)=1.59×10-11mol/L,c(H+)=mol/L,则溶液pH=3.2;同理,亚铁离子完全沉淀时、c(H+)=mol/L,溶液的pH=9,则Fe(OH)3沉淀完全比Fe(OH2)沉淀更容易,因此要除去某CuSO4溶液中混有少量FeSO4和Fe2(SO4)3杂质,可选择将亚铁离子氧化为铁离子、通过调节pH产生氢氧化铁沉淀、铜离子不沉淀、经过滤除去。
解析:(1)①据分析,先加入H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+;与其他试剂相比,使用H2O2的优点是不引入其他杂质,对环境无污染。
②调节溶液pH时,不能引入其它杂质、若自身过量可过滤除去,故加入的物质是CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等];据分析,溶液pH≥3.2时铁离子已沉淀完全,则控制溶液的pH≥3.2即可除去杂质离子。
(2)①对于BaSO4的饱和溶液,,且;由图可知,AM段,=1.0×10-5 mol·L-1,所以该温度下,BaSO4的Ksp= c(Ba2+)·c()=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10 mol2·L-2(中学阶段Ksp没有单位)。
②当加入的浓度大于2.5×10-4mol/L时,纵轴表示的Ba2+和浓度不再相等,说明M点BaSO4开始转变为BaCO3沉淀,M点即BaCO3恰好开始生成沉淀的点,BaCO3的Ksp=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9 mol2·L-2(中学阶段Ksp没有单位)。
③加入碳酸钠使硫酸钡转化为碳酸钡,那么溶液中的的浓度会逐渐增大,所以曲线MP表示的是,MN表示的才是Ba2+,则图象中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO)变化的曲线是MN;沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),该反应的平衡常数。
④向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,会将部分BaSO4转变为BaCO3,即存在反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),结合③中的分析可知,转化完毕最终溶液中有:,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO)=1×10-3 mol·L-1时,存在:,则、溶解BaSO4的物质的量为4×10-5mol。
18.(1) <; 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度变大,离子积增大
(2)100:1
(3)
(4)9:2
(5)③=④>①=⑤>②=⑥ ⑥>⑤>④>③>①>②
解析:(1)水是弱电解质,存在电离平衡,电离过程为吸热反应,所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大,故a<1×10 13;
(2)根据硫酸钠的化学式,则溶液中一定满足c(Na+):c(SO)=2:1,硫酸钠溶液中c(Na+)=2×5×10-4mol/L=10-3mol/L,稀释后c(Na+)==10-5mol/L,溶液呈中性,c(OH-)=10-7mol/L,则稀释后溶液中c(Na+) :c(OH-)= 10-5:10-7=100︰1
(3)pH=10的NaOH溶液中c(H+)=10 10mol L 1,NaOH溶液中H+来自于水的电离,水电离出H+的同时也电离出等量的OH ,所以水电离产生的OH 的浓度为c(OH-)=1×10-10mol/L;
(4)t2℃时,所得混合溶液的pH=2,说明溶液为酸性,酸过量,t2℃时,pH=11的NaOH溶液,c(OH )=0.01mol·L 1,则,解得V1∶V2=9∶2;
(5)酸、碱中c(H+)、c(OH-)越大,越会抑制水的电离,水电离的c(H+)越少,的几种溶液中,中c(H+)= NaOH中c(OH-)=,中c(H+)=中c(OH-)=,中c(H+)=中c(OH-)<,故水电离的c(H+)由大到小的顺序是③=④>①=⑤>②=⑥;c(OH-)越大,碱性越强,pH越大;c(H+)越大,酸性越强,pH越小,故pH由大到小的顺序是⑥>⑤>④>③>①>②。
19.5解析:因氢氧化铝的溶解度大于氢氧化铁,根据Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Fe3+、Al3+浓度均小于l×10-6mol·L-1时,c(OH-)>mol·L-1=10-9mol·L-1,pH最小值为5,为防止Mg2+沉淀,控制pH的最大值为9.3,所以pH的范围是5故答案为:520.(1)10-4-10-10
(2)12.5
解析:(1)
Na2CO3是强碱弱酸盐,在溶液中会发生水解反应,水解反应分步进行,主要是发生第一步水解反应产生、OH-,当最终当电离达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,溶液pH=10,c(H+)=10-10 mol/L,则溶液中c(OH-)=,故溶液中水电离产生的c(H+)=c(OH-)=10-4 mol/L,发生水解反应的的浓度c()=c()=10-4 mol/L-10-10 mol/L=(10-4-10-10) mol/L;
(2)
要使溶液中不出现浑浊现象,c(OH-)=,溶液中c(H+)=,则加入盐酸的体积V(HCl)=。
21.> 0.003 mol·L-1·s-1 0.72 10 1×10-2
【分析】由反应方程式N2O4(g)2NO2(g)可求出,当c(NO2)= 0.12mol/L时,c(N2O4)的变化量为0.06mol/L,此时c(N2O4)=0.20mol/L-0.06mol/L=0.14mol/L;当c(NO2)= 0.24mol/L时,c(N2O4)的变化量为0.12mol/L,此时c(N2O4)=0.20mol/L-0.12mol/L=0.08mol/L。
解析:(1) c(N2O4)=0.10mol/L时,其浓度变化量为0.20mol/L-0.10mol/L=0.10mol/L,b=0.20mol/L;当c(NO2)= 0.22mol/L时,c(N2O4)的变化量为0.11mol/L,此时c(N2O4)=0.20mol/L-0.11mol/L=0.09mol/L,即c=0.09mol/L,则b>c,答案为:>;
(2) 0-20s内N2O4的平均反应速率为=0.003 mol·L-1·s-1,答案为:0.003 mol·L-1·s-1;
(3) 在80℃时,c(NO2)= 0.24mol/L时,c(N2O4)的变化量为0.12mol/L,此时c(N2O4)=0.20mol/L-0.12mol/L=0.08mol/L,该反应的平衡常数K的数值为= 0.72,答案为:0.72;
(4)若所得溶液c()∶c()=2∶1,根据K2=,则c(H+)=K2×=5×10-11×2 mol·L-1=10-10 mol·L-1,pH=-lg 10-10=10,答案为10;
(5)Ka=,Kh=,
Ka×Kh=×=c(H+)×c(OH-)=Kw,
Ka===1×10-2,答案为1×10-2。
【点睛】在利用平衡常数进行计算时,若操作不慎,在使用时易将K1与K2混淆。
22.(1) CuSO4 由于CuSO4的水溶液显蓝色,该白色固体溶于水,水溶液显无色
(2):3BaSO3+2HNO3=3BaSO4+2NO↑+H2O 6:31
(3)BaCl2、Na2CO3、K2SO3 CO2、NO
(4)取少量待测液于一试管中,加入足量稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有
【分析】某白色粉末中可能含有BaCl2、Na2CO3、K2SO3、CuSO4,现进行以下实验:
i.由于CuSO4的水溶液显蓝色,将部分白色粉末加入水中,溶液呈无色,说明白色固体中不含CuSO4;充分振荡,有白色沉淀生成,由于BaCl2与Na2CO3、K2SO3会反应产生BaCO3沉淀、BaSO3沉淀,则说明白色固体中一定含有BaCl2,在Na2CO3、K2SO3两种物质中至少有一种;
ii.由于BaSO3遇到稀硝酸发生氧化还原反应,会有气泡产生且沉淀不消失。取部分i中悬浊液,过滤,向得到的固体中加入过量的稀硝酸,白色沉淀部分消失,并有气体产生,说明原沉淀中含有BaCO3、BaSO3沉淀,加入稀HNO3时,BaCO3反应转化为可溶性Ba(NO3)2并产生CO2气体,而BaSO3沉淀被氧化为BaSO4沉淀,同时反应产生NO气体,故证明原固体中含有Na2CO3、K2SO3。
根据上述分析可知该白色固体中一定含有BaCl2、Na2CO3、K2SO3,一定不含有CuSO4。
解析:(1)由于CuSO4的水溶液显蓝色,该白色固体溶于水,水溶液显无色,说明其中一定不含有CuSO4。
(2)①在反应BaSO3+HNO3→BaSO4+NO↑+H2O中,S元素化合价由反应前BaSO3中的+4价变为反应后BaSO4中的+6价,化合价升高2价;N元素化合价由反应前HNO3中的+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低3价,化合价升降最小公倍数是6,所以BaSO3、BaSO4的系数是3,HNO3、NO的系数是2,最后根据原子守恒,可知H2O的系数是1,则配平后的化学方程式为:3BaSO3+2HNO3=3BaSO4+2NO↑+H2O。
②根据方程式可知:每反应产生2 mol NO,反应消耗2 mol氧化剂HNO3,同时反应消耗3 mol还原剂BaSO3。反应产生NO的质量越多,则反应消耗的氧化剂、还原剂的质量越多,它们呈正比,但二者的比值不变。因此若生成15 g NO,反应消耗氧化剂HNO3与还原剂BaSO3的质量之比为m(HNO3):n(BaSO3)=2mol×63g/mol:3mol×217g/mol=6:31。
(3)根据上述分析可知该白色粉末中一定含有BaCl2、Na2CO3、K2SO3,Na2CO3与HNO3发生复分解反应产生CO2气体,BaSO3与稀HNO3发生氧化还原反应产生NO气体,故产生的气体化学式为CO2、NO。
(4)检验某溶液中是否含有的具体操作方法为取少量待测液于一试管中,加入足量稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有。
23.(1)SO2、H2SO3、、
(2)HSO离子存在平衡有电离平衡:HSO H++,水解平衡:+H2O H2SO3+OH-,因为亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度,所以溶液显酸性
(3)证明该实验条件下氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰
(4)
(5)乙 能使品红褪色,因为SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O,同时排除的干扰
(6)AC
【分析】Ⅰ.探究体现漂白性的主要微粒
(1)二氧化硫溶于水和水发生反应生成亚硫酸,亚硫酸存在两步电离,据此分析判断;
(2)NaHSO3溶液中存在亚硫酸氢钠电离和水解,溶液显酸性说明亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度;
(3)氢氧化钠溶液中红色不褪去说明氢氧根离子对品红褪色不干扰;
(4)根据实验一和实验二的abc分析判断;
Ⅱ.探究褪色过程的可逆性
(5)甲同学:向a实验后的无色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10时,溶液颜色不变,氢氧根离子不影响溶液的褪色,乙同学:向a实验后的无色溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10时,生成白色沉淀亚硫酸钡,溶液变红,说明品红褪色可逆;
(6)选择的试剂不能具有漂白性,同时能够将二氧化硫反应除去,据此分析解答。
解析:(1)二氧化硫溶于水和水发生反应生成亚硫酸,亚硫酸存在两步电离,SO2+H2O H2SO3,H2SO3 H++, H++,SO2水溶液中含的微粒有:SO2、H2SO3、、,故答案为SO2、H2SO3、、;
(2)NaHSO3溶液中,离子存在的平衡有:电离平衡 H++,水解平衡+H2O H2SO3+OH-,溶液显酸性说明亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度,故答案为离子存在的平衡有:电离平衡 H++,水解平衡+H2O H2SO3+OH-,因为亚硫酸氢根离子的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性;
(3)pH=10NaOH溶液中红色溶液不变色,证明该实验条件下氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰,故答案为证明该实验条件下氢氧根离子对品红溶液褪色不产生干扰;
(4)实验一:将SO2分别通入0.1%品红水溶液和0.1%品红乙醇溶液中。观察到前者褪色而后者不褪色。说明使品红褪色的微粒不是SO2;
根据实验二的abc可知,a.0.1mol/LSO2溶液(pH=2)中主要含有SO2和H2SO3,溶液逐渐变浅,约90s后完全褪色,b.0.1mol/LNaHSO3溶液(pH=5)中主要含有,溶液立即变浅,约15s后完全褪色,c.0.1mol/LNa2SO3溶液(pH=10)中主要含有,溶液立即褪色,说明SO2使品红溶液褪色时起主要作用的微粒是,故答案为;
(5)甲同学:向a实验后的无色溶液中滴入NaOH溶液至pH=10时,溶液颜色不变,说明氢氧根离子浓度不影响二氧化硫褪色,不能说明二氧化硫的漂白性具有可逆性;乙同学:向a实验后的无色溶液中滴入Ba(OH)2溶液至pH=10时,生成白色沉淀亚硫酸钡,溶液变红,说明品红溶液的褪色具有可逆性;乙方案合理,其原因是能使品红褪色,因为SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O,同时排除的干扰,故答案为乙;能使品红褪色,因为SO2+2OH-+Ba2+=BaSO3↓+H2O,同时排除的干扰;
(6)A.稀硝酸不具有漂白性,能够将二氧化硫氧化生成硫酸,因此溶液变红色,选项A正确;
B.氯水中含有次氯酸,具有漂白性,溶液不会变成红色,选项B错误;
C.双氧水能够将二氧化硫氧化为硫酸,溶液变成红色,选项C正确;
答案选AC