第三章 水溶液中的离子反应
(满分:100 分 时间:75 分)
一、选择题(本题共 14 小题,每小题 3 分,共 42 分。每小题只有一个选项符合题意)
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=13 的溶液中:Na+、AlO-2 、Al3+、ClO-
c(H+)
B. =1×10-6的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO2-4
c(OH-)
C.水电离出来的 c(H+)=1×10-12 mol L-1的溶液中:NH+4 、K+、NO-3 、Fe2+
D.c(H+)<c(OH-)的溶液中:Na+、K+、SO2-4 、ClO-
2.设 NA 为阿伏加德罗常数值。关于常温下 pH=2 的 H3PO4溶液,下列说法正确的是( )
A.每升溶液中的 H+数目为 0.02NA
B.c(H+)= c(H PO-4 )+2c(HPO2-4 )+3c(PO3-2 4 )+ c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液 pH 减小
D.加入 NaH2PO4固体,溶液酸性增强
3.二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.海水酸化能引起 HCO -3 浓度增大、CO 2-3 浓度减小
B.海水酸化能促进 CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,其原理为 HCO-3 H++CO2-3
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
4.T ℃时,水的离子积常数 K =10-13w ,该温度下,V1 mL pH=12 的 NaOH 稀溶液与 V2 mL pH=2 的稀盐
酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计),恢复到 T ℃,测得混合溶液的 pH=3,则 V1:V2的值为( )
A.9:101 B.99:101
C.1:100 D.1:10
5.《本草纲目》中对白矾之用有如下叙述:“吐利风热之痰涎,取其酸苦涌泄也;治诸血痛,脱肛……取其
酸涩而收也……”。下列说法正确的是( )
A.治血痛的原因是利用了胶体的吸附作用
B.白矾溶于水后微粒浓度的大小关系:c(H O)>c(SO2-2 4 )>c(Al3+)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)
C.白矾和氯化铁均可用作水处理剂,均可以杀菌消毒
D.白矾常用于油条中作膨化剂的原理是 Al3++3HCO-3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑
6.常温下,下列溶液中,有关微粒的浓度关系错误的是( )
A.0.1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO ) 溶液:c(SO2-4 2 4 )>c(NH+4 )>c(Fe2+)>c(H+)
c NH+4
B.向盐酸中加入氨水至溶液呈中性,溶液中 >1
c Cl-
C.0.01 mol·L-1NaOH 溶液与等体积 pH=2 的醋酸溶液混合后的溶液:c(CH3COO-)>c(Na+)
>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1NaHCO +3溶液:c(H )+c(H -2CO3)=c(OH )+c(CO2-3 )
7.常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是( )
A.相同浓度的 HCOONa 和 NaF 两溶液,前者的 pH 较大,则 Ka(HCOOH)>Ka(HF)
B.相同浓度的 CH3COOH 和 CH3COONa 两溶液等体积混合后 pH 约为 4.7,则溶液中 c(CH COO-3 )>c(Na
+)>c(H+)>c(OH-)
C.FeS 溶于稀硫酸,而 CuS 不溶于稀硫酸,则 Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
D.在 1 mol L-1 Na2S 溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 mol L-1
8.25 ℃时,向浓度均为 0.1 mol L-1的醋酸、AlCl3的混合溶液中,通入 HCl 气体或加入 NaOH 固体,调节
溶液 pH。溶液中含 Al 微粒、含 C 微粒的浓度 c 或 lg c 与 pH 的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.25 ℃时醋酸的 Ka=10-4.75
B.曲线 d 表示 c(Al3+)
C.m 点:c(CH3COOH)=c(Al3+)
D.w 点所示的溶液中 c(CH3COOH)+c(H+)=c(CH COO-)+c(OH-3 )
9.鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用 GHCl 表示)。已知 GHCl 水溶液呈酸性,下列叙
述正确的是( )
A.0.001 mol·L-1 GHCl 水溶液的 pH=3
B.0.001 mol·L-1 GHCl 水溶液加水稀释,pH 升高
C.GHCl 在水中的电离方程式为 GHCl===G+HCl
D.GHCl 水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+ c(G)
10.常温下,用 0.1 mol L-1的 NaOH 溶液滴定 20 mL 0.1 mol L-1的 H3PO4溶液,溶液的 pH 与 NaOH 溶液
体积的关系如图所示,
下列说法正确的是( )
A.H3PO4溶液第一步滴定可用酚酞作指示剂
B.a 点溶液中:c(H PO- 2-2 4 )>c(H3PO4)>c(HPO4 )
c(H2PO\o\al(-,4)) c(OH-)
C.a、b、c 三点溶液中 不相等
c(HPO\o\al(2-,4))
D.b 点溶液中:c(Na+)=2[c(PO3-4 )+c(H2PO-4 )+c(HPO2-4 )+c(H3PO4)]
11.25 ℃时,某混合溶液中 c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol L-1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、
lg c(H+)和 lg c(OH-)随 pH 变化的关系如下图所示。Ka为 CH3COOH 的电离常数,下列说法不正确的是( )
A.O 点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N 点时,pH=-lg Ka
0.1c(H+)
C.该体系中,c(CH3COOH)= mol L-1Ka+c(H+)
D.pH 由 7 到 14 的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终减小
12.某元素 M 的氢氧化物 M(OH)2(s)在水中的溶解反应为 M(OH)2(s) M2++2OH-、M(OH)2(s)+2OH-
(aq) M(OH)2-4 (aq),25 ℃时,-lg c 与 pH 的关系如图所示,c 为 M2+或 M(OH)2-4 浓度的值。下列说法
错误的是( )
A.曲线①代表-lg c(M2+)与 pH 的关系
B.M(OH)2的 Ksp 约为 1×10-17
C.向 c(M2+)=0.1 mol L-1的溶液中加入 NaOH 溶液至 pH=9.0,体系中元素 M 主要以 M(OH)2(s)存在
D.向 c[M(OH)2-4 ]=0.1 mol L-1的溶液中加入等体积 0.4 mol L-1的 HCl 后,体系中元素 M 主要以 M2+存在
13.室温时,用 0.100 mol L-1的标准 AgNO3溶液滴定 15.00 mL 浓度相等的 Cl-、Br-和 I-混合溶液,通过
电位滴定法获得 lg c(Ag+)与 V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓
度小于 1.0×10-5 mol L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)
=8.5×10-17]。下列说法正确的是( )
A.a 点:有白色沉淀生成
B.原溶液中 I-的浓度为 0.100 mol L-1
C.当 Br-沉淀完全时,已经有部分 Cl-沉淀
D.b 点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
14.如图为某实验测得 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的 pH 变化曲线。下列说法正确
的是( )
A.a 点溶液的 c(OH-)比 c 点溶液的小
B.a 点时,KwC.b 点溶液中,c(Na+)=c(HCO-3 )+2c(CO2-3 )
D.ab 段,pH 减小说明升温抑制了 HCO -3 的水解
二、非选择题(本题共 4 小题,共 58 分)
15.(14 分)(1)已知:常温下 NH3·H2O NH+4 +OH- Kb=1.8×10-5
H +2Y H +HY- K -2al=5.4×10
HY- H++Y2- Ka2=5.4×10-5
则(NH4)2Y 溶液的 pH______7(填“>”“<”或“=”)。
(2)NO2尾气常用NaOH 溶液吸收,生成NaNO3和NaNO 。已知NO -2 2的水解常数K =2×10-11h ,常温下某 NaNO2
和 HNO2混合溶液的 pH 为 5,则混合溶液中 c(NO-2 )和 c(HNO2)的比值为________。
(3)利用碘量法测定 WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量 CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为 m1 g;开盖并计时 1 分钟,盖紧称重为 m2
g;再开盖加入待测样品并计时 1 分钟,盖紧称重为 m3 g,则样品质量为__________g(不考虑空气中水蒸气
的干扰)。
②滴定:先将 WCl6 转化为可溶的 Na2WO4,通过 IO -3 离子交换柱发生反应:WO42-+Ba(IO3)2===BaWO4+
2IO-3 ;交换结束后,向所得含 IO -3 的溶液中加入适量酸化的 KI 溶液,发生反应:IO-3 +5I-+6H+===3I2+
3H2O;反应完全后,用 Na2S2O3 标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2O2-3 ===2I-+S O2-4 6 。滴定达终点时消耗
c mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液 V mL,则样品中 WCl6(摩尔质量为 M g·mol-1)的质量分数为____________。称量
时,若加入待测样品后,开盖时间超过 1 分钟,则滴定时消耗 Na2S2O3溶液的体积将__________(填“偏大”“偏
小”或“不变”),样品中 WCl6质量分数的测定值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
16.(15 分)(1)已知碳酸:H2CO3,Ka1=4.5×10-7,K =4.7×10-11a2 ,
草酸:H C O ,K =5.6×10-22 2 4 a1 ,Ka2=1.5×10-4。
①0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的 pH______(填“大于”“小于”或“等于”)0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的 pH。
②等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是________________。
③若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种粒子浓度大小的顺序正确的是______(填字母)。
a.c(H+)>c(HC -2O4 )>c(HCO-3 )>c(CO2-3 )
b.c(HCO-3 )>c(HC O-2 4 )>c(C2O2-)>c(CO2-4 3 )
c.c(H+)>c(HC2O-4 )>c(C O2-2 4 )>c(CO32-)
d.c(H CO )>c(HCO-2 3 3 )>c(HC2O-4 )>c(CO2-3 )
(2)SO2 会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少 SO2 的排放,回答下列方法中的问
题。
方法 1(双碱法):用 NaOH 溶液吸收 SO2,并用 CaO 使 NaOH 再生
ⅰ.SO2
NaOH 溶液 ⅱ. C aO Na 2
SO3溶液
①写出过程ⅰ的离子方程式:_______________________________________;
②CaO 在水中存在如下转化:
CaO(s)+H2O (l)===Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)
从平衡移动的角度,简述过程ⅱ中 NaOH 再生的原理:__________________。
方法 2:用氨水除去 SO2
③已知 25 ℃,NH ·H O 的 K =1.8×10-5,H SO 的 K =1.4×10-2 -83 2 b 2 3 a1 ,Ka2=6.0×10 。若氨水的浓度为 2.0 mol·L
-1,溶液中的 c(OH-)=________ mol·L-1。将 SO2通入该氨水中,当 c(OH-)降至 1.0×10-7 mol·L-1时,溶液
c SO2-3
中的 =__________。
c HSO-3
17.(14 分)研究碳、氮、硫及其化合物的转化对改善环境有重大意义。回答下列问题:
(1)某处碳循环如图 1 所示,CaCO -3转化为 HCO 3 的离子方程式为 。结合平衡
移动原理分析 CaCO3溶解的原因: 。
(2)利用“亚硫酸盐法”吸收工业废气中的 SO2。常温下,将工业废气通入(NH4)2SO3 溶液中,测得溶液 pH 与
c(x)
含硫组分物质的量分数[ 的变化关系如图 2 所示。c(H2SO3)+c(HSO\o\al(-,3))+c(SO\o\al(2-,3))]
①Ka2(H2SO3)= 。b 点溶液中 n(NH+4 )∶n(SO2-3 )= 。
②常温下,K -2 -5 -1a1(H2SO3)=1.5×10 ;Kb(NH3 H2O)=1.8×10 。0.1 mol L 的(NH4)2SO3 溶液中离子浓度由大
到小的顺序为 (不考虑 OH-)。
(3)尿素溶于水缓慢水解产生碳酸铵,碳酸铵溶液显碱性,原因是 。向浓度均为
0.1 mol L-1的 CdCl2和 ZnCl2混合液中滴加碳酸铵溶液,当加入碳酸铵溶液至生成两种沉淀,则溶液中 c(Zn2
+)∶c(Cd2+)= [已知 Ksp(CdCO3)=1.0×10-12,Ksp(ZnCO3)=1.5×10-10]。
18.(15 分)请回答下列问题:
(1)现有浓度均为 0.1 mol L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠、④氯化铵、⑤硫化钠。
ⅰ.实验室配制硫化钠溶液时,常滴加几滴 NaOH 溶液,原因是 (用离子方程式表示)。
ⅱ.①②③④四种溶液中由水电离出的 H+浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
ⅲ.将③和④按体积比 1:2 混合后无明显现象,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是 。
(2)已知 t ℃时,K =1×10-13w ,则 t ℃ (填“>”“<”或“=”)25 ℃。在该温度下,将 pH=12 的 NaOH
溶液a L与pH=1的盐酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a:b= 。
(3)25 ℃时,将 a mol L-1氨水与 0.01 mol L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中 c(NH+4 )=c(Cl-),则溶液
显 (填“酸”“碱”或“中”)性。用含 a 的代数式表示 NH3 H2O 的电离常数 Kb= 。
(4)刘安《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”是古代湿法炼铜的真实写照。除去 CuSO 溶液中少量的 Fe2+4 ,
可以按照下面的流程进行:
试剂 X 试剂 Y
含少量 Fe2+的 CuSO4溶液 溶液Ⅰ 沉淀 ZCuSO4溶液
调节 pH
已知:Fe2+、Cu2+、Fe3+三种离子开始沉淀和完全沉淀时溶液 pH 如下表:
pH
金属离子
开始沉淀 完全沉淀
Fe2+ 6.3 8.3
Cu2+ 4.7 6.7
Fe3+ 1.9 3.2
①下列物质中适合作为试剂 X 的是 。
A.H2O2 B.酸性 KMnO4
C.HNO3 D.Cl2
②试剂 Y 为 (答出一种即可),调节 pH 的范围是 。第三章 水溶液中的离子反应
(满分:100 分 时间:75 分)
一、选择题(本题共 14 小题,每小题 3 分,共 42 分。每小题只有一个选项符合题意)
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=13 的溶液中:Na+、AlO-2 、Al3+、ClO-
c(H+)
B. =1×10-6的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO2-4
c(OH-)
C.水电离出来的 c(H+)=1×10-12 mol L-1的溶液中:NH+4 、K+、NO-3 、Fe2+
D.c(H+)<c(OH-)的溶液中:Na+、K+、SO2-4 、ClO-
【答案】D
c(H+)
【解析】pH=13 的溶液显碱性,Al3+不能与碱共存,故 A 不选; =1×10-6的溶液 pH 为 10,Fe3+不
c(OH-)
能大量存在,故 B 不选;水电离出来的 c(H+)=1×10-12 mol L-1的溶液中水的电离被抑制,该溶液可以是酸
性也可以是碱性,Fe2+、NH +4 不能在碱性溶液中共存,Fe2+、NO -3 不能在酸性溶液中共存,故 C 不选;c(H
+)<c(OH-)的溶液呈碱性,Na+、K+、SO2-4 、ClO-四种离子可以在碱性溶液中大量存在,故 D 选。
2.设 NA 为阿伏加德罗常数值。关于常温下 pH=2 的 H3PO4溶液,下列说法正确的是( )
A.每升溶液中的 H+数目为 0.02NA
B.c(H+)= c(H2PO-4 )+2c(HPO2-4 )+3c(PO3-4 )+ c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液 pH 减小
D.加入 NaH2PO4固体,溶液酸性增强
【答案】B
【解析】常温下 pH=2,则溶液中氢离子浓度是 0.01 mol L-1,因此每升溶液中 H+数目为 0.01NA,A 错误;
根据电荷守恒可知,B 正确;加水稀释促进电离,电离度增大,但氢离子浓度减小,pH 增大,C 错误;加
入 NaH -2PO4固体,H2PO 4 浓度增大,抑制磷酸的电离,溶液的酸性减弱,D 错误。故选 B。
3.二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.海水酸化能引起 HCO -3 浓度增大、CO 2-3 浓度减小
B.海水酸化能促进 CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,其原理为 HCO-3 H++CO32-
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
【答案】C
【解析】海水酸化,H+浓度增大,平衡 H++CO2- HCO -正向移动,CO 2-浓度减小,HCO -3 3 3 3 浓度增大,
A 正确;海水酸化,CO 2-3 浓度减小,导致 CaCO3 溶解平衡正向移动,促进了 CaCO3 溶解,导致珊瑚礁减
少,B 正确;CO2 引起海水酸化的原理为 CO2+H2O H2CO + -3 H +HCO3 ,导致 H+浓度增大,C 错
误;使用太阳能、氢能等新能源,可以减少化石能源的燃烧,从而减少 CO2 的排放,减弱海水酸化,从而
改善珊瑚礁的生存环境,D 正确。故选 C。
4.T ℃时,水的离子积常数 K =10-13w ,该温度下,V1 mL pH=12 的 NaOH 稀溶液与 V2 mL pH=2 的稀盐
酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计),恢复到 T ℃,测得混合溶液的 pH=3,则 V1:V2的值为( )
A.9:101 B.99:101
C.1:100 D.1:10
【答案】A
Kw
【解析】T ℃时,水的离子积常数 K =10-13w ,该温度下,V1 mL pH=12 的 NaOH 稀溶液的 c(OH-)=c(H+)
10-13
= =0.1 mol L-1,V2 mL pH=2 的稀盐酸的 c(H+)=0.01 mol L-1,二者充分反应,恢复到 T ℃,测得10-12
c(H+)V2-c(OH-)V1 0.01V2-0.1V1
混合溶液的 pH=3,即 c(H+)=0.001 mol L-1,则有 = =0.001 mol L-1,解
V2+V1 V2+V1
得 V1:V2=9:101,故 A 正确。
5.《本草纲目》中对白矾之用有如下叙述:“吐利风热之痰涎,取其酸苦涌泄也;治诸血痛,脱肛……取其
酸涩而收也……”。下列说法正确的是( )
A.治血痛的原因是利用了胶体的吸附作用
B.白矾溶于水后微粒浓度的大小关系:c(H2O)>c(SO2-4 )>c(Al3+)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)
C.白矾和氯化铁均可用作水处理剂,均可以杀菌消毒
D.白矾常用于油条中作膨化剂的原理是 Al3++3HCO-3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑
【答案】D
【解析】Al3+水解生成氢氧化铝胶体,治血痛的原因是利用了胶体的聚沉,不是吸附作用,故 A 错误;白
矾是硫酸铝钾晶体[KAl(SO4)2·12H2O],其水溶液因铝离子水解而呈酸性,铝离子减少,微粒浓度排序:c(H2O)
>c(SO2-4 )>c(K+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-),故 B 错误;白矾和氯化铁无强氧化性,不能杀菌消毒,故 C 错
误。
6.常温下,下列溶液中,有关微粒的浓度关系错误的是( )
A.0.1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO 2- +4)2溶液:c(SO4 )>c(NH4 )>c(Fe2+)>c(H+)
c NH+4
B.向盐酸中加入氨水至溶液呈中性,溶液中 >1
c Cl-
C.0.01 mol·L-1NaOH 溶液与等体积 pH=2 的醋酸溶液混合后的溶液:c(CH3COO-)>c(Na+)
>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO2-3 )
【答案】B
【解析】 硫酸根离子不水解,铵根离子和亚铁离子都水解,且铵根离子和亚铁离子的水解相互抑制,结
合该物质的化学式可知 c(SO2-4 )>c(NH+4 )>c(Fe2+)>c(H+),A 项正确;溶液呈中性,则 c(H+)=c(OH-),根据
c NH+4
溶液中存在的电荷守恒:c(H+)+c(NH+4 )=c(OH-)+c(Cl-),可得 c(NH+4 )=c(Cl-),所以溶液中 =
c Cl-
1 , B 项 错 误 ; 0.01 mol·L - 1NaOH 溶 液 与 等 体 积 pH = 2 的 醋 酸 溶 液 的 浓 度 大 小 关 系 为
c(CH3COOH) c(NaOH) , 二 者 等 体 积 混 合 后 , 溶 液 中 的 溶 质 是 醋 酸 钠 和 醋 酸 ,
c(CH3COOH) c(CH3COONa),故溶液呈酸性,则 c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得 c(CH3COO-)>c(Na+),又
醋酸的电离程度很小,所以 c(Na+)>c(H+),则 c(CH COO-)>c(Na+3 )>c(H+)>c(OH-),C 项正确;由电荷守恒可
知,c(Na+ )+c(H+ )=2c(CO2-3 )+c(HCO-3 )+c(OH- ),根据元素质量守恒可知,c(H2CO3)+c(CO2-3 )+
c(HCO-3 )=0.1 mol·L-1=c(Na+),所以 c(H+)+c(H CO )=c(OH-)+c(CO2-2 3 3 ),D 项正确。
7.常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是( )
A.相同浓度的 HCOONa 和 NaF 两溶液,前者的 pH 较大,则 Ka(HCOOH)>Ka(HF)
B.相同浓度的 CH3COOH 和 CH3COONa 两溶液等体积混合后 pH 约为 4.7,则溶液中 c(CH3COO-)>c(Na
+)>c(H+)>c(OH-)
C.FeS 溶于稀硫酸,而 CuS 不溶于稀硫酸,则 Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
D.在 1 mol L-1 Na2S 溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 mol L-1
【答案】A
【解析】HCOONa 和 NaF 的浓度相同,HCOONa 溶液的 pH 较大,说明 HCOO-的水解程度较大,根据越
弱越水解,因此甲酸的电离平衡常数较小,即 Ka(HCOOH)<Ka(HF),故 A 错误。故选 A。
8.25 ℃时,向浓度均为 0.1 mol L-1的醋酸、AlCl3的混合溶液中,通入 HCl 气体或加入 NaOH 固体,调节
溶液 pH。溶液中含 Al 微粒、含 C 微粒的浓度 c 或 lg c 与 pH 的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.25 ℃时醋酸的 K =10-4.75a
B.曲线 d 表示 c(Al3+)
C.m 点:c(CH3COOH)=c(Al3+)
D.w 点所示的溶液中 c(CH3COOH)+c(H+)=c(CH COO-3 )+c(OH-)
【答案】A
【解析】向浓度均为 0.1 mol L-1 的醋酸,AlCl3 的混合溶液中通入 HCl 气体,pH 减小,会抑制醋酸的电离,
溶液中 c(CH3COO-)减小,c(CH3COOH)增大,曲线 b 代表 c(CH -3COO ),曲线 c 代表 c(CH3COOH),w 点
c(CH3COO-)c(H+)
时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),此时 pH=4.75,醋酸的 Ka= =c(H+)=10-4.75,故 A 正c(CH3COOH)
确;分析题图可知,曲线 a 表示 c(Al3+),曲线 d 为 AlO-2 ,故 B 错误;由图中信息知,b、c 曲线的纵坐标
是右侧的,其内容是物质的量浓度 c,而 a、d 曲线的纵坐标是左侧的,是 lg c,虽然曲线 a、c 交于 m 点,
但它们纵坐标含义不同,所以浓度不同,故 C 错误;w 点时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),此时 pH<7,c(H
+)>c(OH-),则 c(CH3COOH)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(OH-),故 D 错误。故选 A。
9.鸟嘌呤(G)是一种有机弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用 GHCl 表示)。已知 GHCl 水溶液呈酸性,下列叙
述正确的是( )
A.0.001 mol·L-1 GHCl 水溶液的 pH=3
B.0.001 mol·L-1 GHCl 水溶液加水稀释,pH 升高
C.GHCl 在水中的电离方程式为 GHCl===G+HCl
D.GHCl 水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+ c(G)
【答案】B
【解析】 GHCl 为强酸弱碱盐,电离出的 GH+会发生水解,但水解较为微弱,因此 0.001 mol·L-1 GHCl 水
溶液的 pH>3,故 A 错误;稀释 GHCl 溶液时,GH+水解程度将增大,根据勒夏特列原理可知溶液中 c(H+)
将减小,溶液 pH 将升高,故 B 正确;GHCl 为强酸弱碱盐,在水中的电离方程式为 GHCl===GH++Cl-,
故 C 错误;根据电荷守恒可知,GHCl 溶液中 c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(GH+),故 D 错误。
10.常温下,用 0.1 mol L-1的 NaOH 溶液滴定 20 mL 0.1 mol L-1的 H3PO4溶液,溶液的 pH 与 NaOH 溶液
体积的关系如图所示,
下列说法正确的是( )
A.H3PO4溶液第一步滴定可用酚酞作指示剂
B.a 点溶液中:c(H2PO- -4 )>c(H3PO4)>c(HPO42 )
c(H2PO\o\al(-,4)) c(OH-)
C.a、b、c 三点溶液中 不相等
c(HPO\o\al(2-,4))
D.b 点溶液中:c(Na+)=2[c(PO3-4 )+c(H PO-2 4 )+c(HPO2-4 )+c(H3PO4)]
【答案】D
【解析】 H3PO4溶液第一步滴定生成 NaH2PO4,溶液呈酸性,可选用甲基橙作指示剂,而酚酞的变色范围
是 8.2~10,故 A 项错误;a 点溶液为 NaH2PO4 溶液,NaH2PO4 在水溶液中,电离大于水解,a 点溶液中:
c(H2PO-4 )>c(HPO2- -4 )>c(H 23PO4),故 B 项错误;温度相同,同一反应的平衡常数相同,即 HPO 4 的水解平
c(H2PO\o\al(-,4)) c(OH-)
衡常数 在 a、b、c 三点溶液中相等,故 C 项错误;b 点溶液是 Na HPO 溶液,由元
c(HPO\o\al(2-, 2 44))
素质量守恒可知,c(Na+)=2[c(PO3-4 )+c(H2PO-4 )+c(HPO2-4 )+c(H3PO4)],故 D 项正确。
11.25 ℃时,某混合溶液中 c(CH COOH)+c(CH COO-)=0.1 mol L-13 3 ,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、
lg c(H+)和 lg c(OH-)随 pH 变化的关系如下图所示。Ka为 CH3COOH 的电离常数,下列说法不正确的是( )
A.O 点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N 点时,pH=-lg Ka
0.1c(H+)
C.该体系中,c(CH3COOH)= mol L-1Ka+c(H+)
D.pH 由 7 到 14 的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终减小
【答案】A
【解析】 如图,O 点为曲线 2 和曲线 3 的交点,对应的 pH=7,应该得出的结论为 c(H+)=c(OH-),故 A
错误;
N 点为曲线 1 和曲线 4 的交点,lg c(CH -3COO )=lg c(CH3COOH),即 c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因 Ka=
c(CH COO-3 ) c(H+)
,代入等量关系并变形可知 pH=-lgKa,故 B 正确;c(CH -3COO )+c(CH3COOH)=c(CH3COOH)
c(CH COO-3 ) c(H+)
0.1 mol L-1,则 c(CH3COO-)=0.1 mol L-1-c(CH3COOH),又 Ka= ,联立两式消去c(CH3COOH)
0.1c(H+)
c(CH3COO-)并化简整理可得出,c(CH3COOH)= mol L-1,故 C 正确;醋酸根离子的水解平衡为Ka+c(H+)
CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-,pH 由 7 到 14 的变化过程中,碱性不断增强,c(OH-)不断增大,
会使其水解程度减小,故 D 正确。故选 A。
12.某元素 M 的氢氧化物 M(OH)2(s)在水中的溶解反应为 M(OH)2(s) M2++2OH-、M(OH)2(s)+2OH-
(aq) M(OH)2-4 (aq),25 ℃时,-lg c 与 pH 的关系如图所示,c 为 M2+或 M(OH)2-4 浓度的值。下列说法
错误的是( )
A.曲线①代表-lg c(M2+)与 pH 的关系
B.M(OH)2的 Ksp 约为 1×10-17
C.向 c(M2+)=0.1 mol L-1的溶液中加入 NaOH 溶液至 pH=9.0,体系中元素 M 主要以 M(OH)2(s)存在
D.向 c[M(OH)42-]=0.1 mol L-1的溶液中加入等体积 0.4 mol L-1的 HCl 后,体系中元素 M 主要以 M2+存在
【答案】D
【解析】由题干信息,M(OH) (s) M2+2 +2OH-,M(OH)2(s)+2OH- M(OH)2-4 ,随着 pH 增大,c(OH
-)增大,则 c(M2+)减小,c[M(OH)2-4 ]增大,即-lg c(M2+)增大,-lg c[M(OH)2-4 ]减小,因此曲线①代表-lg
c(M2+)与 pH 的关系,曲线②代表-lg c[M(OH)2-4 ]与 pH 的关系,据此分析解答。由分析可知,曲线①代表
-lg c(M2+)与 pH 的关系,A 正确;由图像,pH=7.0 时,-lg c(M2+)=3.0,则 M(OH)2的 Ksp=c(M2+) c2(OH
-)=1×10-17,B 正确;向 c(M2+)=0.1 mol L-1的溶液中加入 NaOH 溶液至 pH=9.0,根据图像,pH=9.0 时,
c(M2+)、c[M(OH)2-4 ]均极小,则体系中元素 M 主要以 M(OH) (s)存在,C 正确;c[M(OH)2-2 4 ]=0.1 mol L-1的
溶液中,pH>14,c(OH-)>1 mol/L,因此加入等体积的 0.4 mol L-1的 HCl 后,体系中元素 M 仍主要以 M(OH)
2-4 存在,D 错误。答案选 D。
13.室温时,用 0.100 mol L-1的标准 AgNO - - -3溶液滴定 15.00 mL 浓度相等的 Cl 、Br 和 I 混合溶液,通过
电位滴定法获得 lg c(Ag+)与 V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓
度小于 1.0×10-5 mol L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,K (AgBr)=5.4×10-13sp ,Ksp(AgI)
=8.5×10-17]。下列说法正确的是( )
A.a 点:有白色沉淀生成
B.原溶液中 I-的浓度为 0.100 mol L-1
C.当 Br-沉淀完全时,已经有部分 Cl-沉淀
D.b 点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
【答案】C
【解析】 根据三种沉淀的溶度积常数,I-先沉淀,AgI 是黄色的,所以 a 点有黄色沉淀 AgI 生成,故 A 错
误;原溶液中 I-的物质的量浓度为 0.010 0 mol L-1,故 B 错误;当 Br-沉淀完全时(Br-浓度为 1.0×10-5mol L
Ksp(AgBr) 5.4 × 10-13
-1),溶液中的 c(Ag+)= = =5.4×10-8 mol L-1,若 Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的
c(Br-) 1.0 × 10-5
Ksp(AgCl) 1.8 × 10-10
c(Cl-)= = ≈3.3×10-3 mol L-1,原溶液中的 c(Cl-)=c(I-)=0.010 0 mol L-1,则已经有部
c(Ag+) 5.4 × 10-8
分 Cl-沉淀,故 C 正确;b 点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+浓度最大,则 b 点各离子浓度为 c(Ag+)>c(Cl
-)>c(Br-)>c(I-),故 D 错误。故选 C。
14.如图为某实验测得 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的 pH 变化曲线。下列说法正确
的是( )
A.a 点溶液的 c(OH-)比 c 点溶液的小
B.a 点时,KwC.b 点溶液中,c(Na+)=c(HCO-3 )+2c(CO2-3 )
D.ab 段,pH 减小说明升温抑制了 HCO -3 的水解
【答案】A
【解析】 Kw=c(H+)·c(OH-),随着温度的升高,Kw 增大;a 点、c 点的 pH 相同,即氢离子浓度相同,但
是 c(OH-)不同,c 点的 Kw 大,所以 a 点溶液的 c(OH-)比 c 点溶液的小,故 A 正确;碳酸氢钠溶液中存在
Kw
电离平衡和水解平衡,根据图示可知,碳酸氢钠溶液显碱性,水解程度大于电离程度,Kh= >Ka2,所以Ka1
K >K (H CO )·K (H CO ),故 B 错误;b 点溶液显碱性,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+ -w a1 2 3 a2 2 3 )=c(HCO3 )+
2c(CO2-3 )+c(OH-),由于 c(H+)c(HCO-3 )+2c(CO2-3 ),故 C 错误;碳酸氢钠溶液中存
在电离平衡和水解平衡,而电离和水解均为吸热过程,升高温度,促进了电离和水解,故 D 错误。
二、非选择题(本题共 4 小题,共 58 分)
15.(14 分)(1)已知:常温下 NH + - -53·H2O NH4 +OH Kb=1.8×10
H2Y H++HY- Kal=5.4×10-2
HY- H++Y2- Ka2=5.4×10-5
则(NH4)2Y 溶液的 pH______7(填“>”“<”或“=”)。
(2)NO2尾气常用NaOH 溶液吸收,生成NaNO3和NaNO2。已知NO -2的水解常数Kh=2×10-11,常温下某 NaNO2
和 HNO2混合溶液的 pH 为 5,则混合溶液中 c(NO-2 )和 c(HNO2)的比值为________。
(3)利用碘量法测定 WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量 CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为 m1 g;开盖并计时 1 分钟,盖紧称重为 m2
g;再开盖加入待测样品并计时 1 分钟,盖紧称重为 m3 g,则样品质量为__________g(不考虑空气中水蒸气
的干扰)。
②滴定:先将 WCl6 转化为可溶的 Na -2WO4,通过 IO 3 离子交换柱发生反应:WO2-4 +Ba(IO3)2===BaWO4+
2IO-3 ;交换结束后,向所得含 IO -3 的溶液中加入适量酸化的 KI 溶液,发生反应:IO-3 +5I-+6H+===3I2+
3H2O;反应完全后,用 Na2S2O3 标准溶液滴定,发生反应:I 2- -2+2S2O3 ===2I +S4O2-6 。滴定达终点时消耗
c mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液 V mL,则样品中 WCl6(摩尔质量为 M g·mol-1)的质量分数为____________。称量
时,若加入待测样品后,开盖时间超过 1 分钟,则滴定时消耗 Na2S2O3溶液的体积将__________(填“偏大”“偏
小”或“不变”),样品中 WCl6质量分数的测定值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 (1)< (2)50
(3) ①m3+m1-2m2
cVM
② % 不变 偏大
120 m3+m1-2m2
K -w 10 14 K -w 10 14
【解析】 (1)Kh(NH+4 )= = ≈5.6×10-10,K (Y2-)= = ≈1.9×10-10,水解程度:NH+4 >Y2Kh 1.8 × 10-5
h Ka2 5.4 × 10-5
-,则(NH4)2Y 溶液呈酸性,溶液的 pH<7。
10-14
(2)常温下某 NaNO2和 HNO2混合溶液的 pH 为 5,该溶液中 c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·10-5
c HNO2 ·c OH-
L-1,结合 Kh(NO- -2 )= 可知 c(NO2 )∶c(HNO2)=c(OH-)∶K -h(NO2 )=10-9∶
c NO-2
2×10-11=50。
(3)①称量时加入足量的 CS2,盖紧称重为 m1 g,由于 CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减
少,开盖并计时 1 分钟,盖紧称重 m2 g,则挥发出的 CS2的质量为(m1-m2)g,再开盖加入待测样品并计时 1
分钟,又挥发出(m1-m2)g 的 CS2,盖紧称重为 m3 g,则样品质量为 m3 g+2(m1-m2)g-m1 g=(m3+m1-
2m2)g。
1 1
②滴定时,根据关系式:WO2-~2IO-4 3 ~6I2~12S2O32-,样品中 n(WCl6)=n(WO2- -4 )= n(S2O23 )= cV×10-12 12
cVM
1 cVM g
3mol,m(WCl ) cV×10 3mol×M g·mol 1 g WCl 12 0006 = - - = ,则样品中 的质量分数为 ×100%12 12 000 6 m3+m1-2m2 g
cVM
= %;根据测定原理,称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过 1 分钟,挥发的 CS
120 m m 23+ 1-2m2
的质量增大,m3 偏小,但 WCl6 的质量不变,则滴定时消耗 Na2S2O3 溶液的体积将不变,样品中 WCl6 质量
分数的测定值将偏大。
16.(15 分)(1)已知碳酸:H2CO3,Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,
草酸:H2C2O4,Ka1=5.6×10-2,K =1.5×10-4a2 。
①0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的 pH______(填“大于”“小于”或“等于”)0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液的 pH。
②等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是________________。
③若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种粒子浓度大小的顺序正确的是______(填字母)。
a.c(H+)>c(HC O-4 )>c(HCO-3 )>c(CO2-2 3 )
b.c(HCO-3 )>c(HC2O-)>c(C O2-4 2 4 )>c(CO2-3 )
c.c(H+)>c(HC2O-4 )>c(C2O2-4 )>c(CO2-3 )
d.c(H - - 2-2CO3)>c(HCO3 )>c(HC2O4 )>c(CO3 )
(2)SO2 会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少 SO2 的排放,回答下列方法中的问
题。
方法 1(双碱法):用 NaOH 溶液吸收 SO2,并用 CaO 使 NaOH 再生
ⅰ.SO2
NaOH 溶液 ⅱ. C aO
Na2SO3溶液
①写出过程ⅰ的离子方程式:_______________________________________;
②CaO 在水中存在如下转化:
CaO(s)+H2O (l)===Ca(OH) 2+2(s) Ca (aq)+2OH-(aq)
从平衡移动的角度,简述过程ⅱ中 NaOH 再生的原理:__________________。
方法 2:用氨水除去 SO2
③已知 25 ℃,NH3·H2O 的 K =1.8×10-5b ,H2SO3的 K -2a1=1.4×10 ,Ka2=6.0×10-8。若氨水的浓度为 2.0 mol·L
-1,溶液中的 c(OH-)=________ mol·L-1。将 SO2通入该氨水中,当 c(OH-)降至 1.0×10-7 mol·L-1时,溶液
c SO -32
中的 =__________。
c HSO-3
【答案】(1)①大于 ②草酸 ③ac
(2)①2OH-+SO2===SO2-3 +H2O ②SO 2-3 与 Ca2+生成 CaSO3沉淀,平衡正向移动,有 NaOH 生成
③6.0×10-3 0.60
【解析】 (1)①根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸,则碳酸钠的水解程度大于草酸钠,所以 0.1 mol·L
-1 Na2CO3 溶液的 pH 大于 0.1 mol·L-1 Na2C2O4 溶液的 pH。②草酸的酸性强于碳酸,则等浓度草酸溶液和
碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是草酸。③草酸的一、二步电离常数均大于碳酸的,所以草酸的电离程度
大于碳酸,因此溶液中 c(H+)>c(HC - 2-2O4 )>c(C2O4 )>c(HCO-3 )>c(CO2-3 ),a、c 正确;根据上述分析可知 b、
d 错误。
(2)①过程ⅰ是二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为 2OH-+SO2===SO32-+
H2O。②过程ⅱ加入 CaO,存在 CaO(s)+H2O (l)===Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),因 SO 2-3 与 Ca2+生
成 CaSO3沉淀,平衡正向移动,有 NaOH 生成。
c NH+4 ·c OH-
③NH3·H2O 的 Kb=1.8×10-5,若氨水的浓度为 2.0 mol·L-1,由 K -b= 可知 c(OH )=c NH3·H2O
1.8 × 10-5 × 2.0 mol·L-1=6.0×10-3 mol·L-1;当 c(OH-)降至 1.0×10-7 mol·L-1时,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-
c SO -32 ·c H+ c SO2-3 6.0 × 10-8
1,H2SO3的 K =6.0×10-8a2 ,由 Ka2= ,可知 = =0.60。
c HSO- c HSO-3 3 1 × 10-7
17.(14 分)研究碳、氮、硫及其化合物的转化对改善环境有重大意义。回答下列问题:
(1)某处碳循环如图 1 所示,CaCO3转化为 HCO -3 的离子方程式为 。结合平衡
移动原理分析 CaCO3溶解的原因: 。
(2)利用“亚硫酸盐法”吸收工业废气中的 SO2。常温下,将工业废气通入(NH4)2SO3 溶液中,测得溶液 pH 与
[ c(x)含硫组分物质的量分数 的变化关系如图 2 所示。c(H2SO3)+c(HSO\o\al(-, ))+c(SO\o\al(2-3 ,3))]
①Ka2(H2SO3)= 。b 点溶液中 n(NH+ -4 )∶n(SO23 )= 。
②常温下,K (H SO )=1.5×10-2;K (NH H O)=1.8×10-5。0.1 mol L-1a1 2 3 b 3 2 的(NH4)2SO3 溶液中离子浓度由大
到小的顺序为 (不考虑 OH-)。
(3)尿素溶于水缓慢水解产生碳酸铵,碳酸铵溶液显碱性,原因是 。向浓度均为
0.1 mol L-1的 CdCl2和 ZnCl2混合液中滴加碳酸铵溶液,当加入碳酸铵溶液至生成两种沉淀,则溶液中 c(Zn2
+)∶c(Cd2+)= [已知 Ksp(CdCO )=1.0×10-123 ,K -10sp(ZnCO3)=1.5×10 ]。
【答案】(1) CO2+CaCO3+H2O===Ca2++2HCO-3 。 CaCO3在溶液中存在平衡:CaCO3(s) Ca2++
CO2-,大气中的 CO 、H O 与 CO 2-反应生成 HCO-3 2 2 3 3 ,使 c(CO2-3 )降低,平衡正向移动,CaCO3溶解。
(2)① 1.0×10-7 3:1
② c(NH+4 )>c(SO2-3 )>c(HSO-3 )>c(H+)
(3) CO 2-3 的水解程度大于 NH +4 的水解程度 150:1
【解析】 (1)根据图 1 的碳循环示意图,大气中的 CO2和 CaCO3和水发生反应,生成 Ca(HCO3)2,则 CaCO3
转化为 HCO -3 的离子方程式为 CO2+CaCO3+H2O===Ca2++2HCO-3 。(2)①b 点 pH=7,溶液为中性,溶液
c(H+) c(SO\o\al(2-, ))
中 c(H+)=c(OH-),且 c(HSO-3 )=c(SO32
3
-),Ka2(H2SO3)= =c(H+)=1.0×10-7 mol L-1,bc(HSO\o\al(-,3))
点溶液电荷守恒,c(NH+4 )+c(H+)=2c(SO2-3 )+c(HSO-3 )+c(OH-),溶液呈中性 c(H+)=c(OH-),得到 n(NH
+)=2n(SO2-)+n(HSO-),又由于 n(SO2-)=n(HSO-4 3 3 3 3 ),因此 n(NH+4 ):n(SO2-3 )=3:1。②0.1 mol L-1的(NH4)2SO3
溶液中,由于 K (H SO )=10-7,K (NH H O)=1.8×10-52 2 3 b 3 2 ,因此亚硫酸根水解占主要,溶液显碱性,亚硫酸
根第一步水解为主, 由于不考虑 OH-,因此离子浓度由大到小顺序为 c(NH+4 )>c(SO32-)>c(HSO-3 )>c(H+)。(3)
铵根离子水解显酸性,碳酸根离子水解显碱性,碳酸铵溶液显碱性,原因是 CO 2-3 的水解程度大于 NH +4 的
水解程度。向浓度均为 0.1 mol L-1 的 CdCl2 和 ZnCl2 混合液中滴加碳酸铵溶液,当加入碳酸铵溶液至生成
Ksp(ZnCO3) Ksp(CdCO3)
两种沉淀,则溶液中 c(Zn2+):c(Cd2+)= : =K (ZnCO ):
c(CO\o\al(2-,3)) c(CO\o\al(2-,3))
sp 3
K (CdCO )=(1.5×10-10sp 3 ):(1.0×10-12)=150:1。
18.(15 分)请回答下列问题:
(1)现有浓度均为 0.1 mol L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠、④氯化铵、⑤硫化钠。
ⅰ.实验室配制硫化钠溶液时,常滴加几滴 NaOH 溶液,原因是 (用离子方程式表示)。
ⅱ.①②③④四种溶液中由水电离出的 H+浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
ⅲ.将③和④按体积比 1:2 混合后无明显现象,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是 。
(2)已知 t ℃时,Kw=1×10-13,则 t ℃ (填“>”“<”或“=”)25 ℃。在该温度下,将 pH=12 的 NaOH
溶液a L与pH=1的盐酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a:b= 。
(3)25 ℃时,将 a mol L-1氨水与 0.01 mol L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中 c(NH+4 )=c(Cl-),则溶液
显 (填“酸”“碱”或“中”)性。用含 a 的代数式表示 NH3 H2O 的电离常数 Kb= 。
(4)刘安《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”是古代湿法炼铜的真实写照。除去 CuSO4 溶液中少量的 Fe2+,
可以按照下面的流程进行:
试剂 X 试剂 Y
含少量 Fe2+的 CuSO4溶液 溶液Ⅰ 沉淀 ZCuSO 溶液
调节 pH 4
已知:Fe2+、Cu2+、Fe3+三种离子开始沉淀和完全沉淀时溶液 pH 如下表:
pH
金属离子
开始沉淀 完全沉淀
Fe2+ 6.3 8.3
Cu2+ 4.7 6.7
Fe3+ 1.9 3.2
①下列物质中适合作为试剂 X 的是 。
A.H2O2 B.酸性 KMnO4
C.HNO3 D.Cl2
②试剂 Y 为 (答出一种即可),调节 pH 的范围是 。
【答案】(1) S2-+H -2O HS +OH- ④②③① c(Cl-)>c(NH+4 )>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
(2) > 9:11
10-9
(3) 中
a-0.01
(4)A Cu(OH)2、CuO 等 3.2≤pH<4.7
【解析】 (2)水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则水的离子积常数增大,t ℃时,Kw=1×10-13>
10-14,所以 t ℃>25 ℃;t ℃时,pH=12 的 NaOH 溶液中 c(OH-)=0.1 mol L-1,在 t ℃时,将 pH=12 的
NaOH 溶液 a L 与 pH=1 的盐酸 b L 混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的 pH=2,c(H+)=
0.1 mol L-1 × b L-0.1 mol L-1 × a L
0.01 mol L-1,则有 =0.01 mol L-1,则 a:b=9:11。(3)25 ℃时,将 a mol L
(a+b)L
-1氨水与 0.01 mol L-1盐酸等体积混合,溶液中存在电荷守恒:c(NH+4 )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于 c(NH
1
+
4 )=c(Cl-)= ×0.01 mol L-1=0.005 mol L-1,所以 c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol L-1,溶液显中性,NH3 H2O2
1
电离方程式为NH3 H2O NH+4 +OH-,c(NH3 H2O)= ×a mol L-1-0.005 mol L-1=(0.5a-0.005)mol L-1,2
c(NH\o\al(+,4)) c(OH-) 0.005 × 10-7 10-9
电离平衡常数 Kb= = = 。 (4)除去 CuSO4 溶液中少量的 Fe2+,为c(NH3 H2O) 0.5a-0.005 a-0.01
避免引入杂质,可加入 H2O2,故答案为 A;②加入 Cu(OH)2、CuO 等调节溶液的 pH 沉淀 Fe3+,由表中数
据可知,调节 pH 范围为 3.2≤pH<4.7,可保证氢氧化铁完全沉淀,且不生成氢氧化铜沉淀。