【微专题特训】第八单元 水溶液中的离子反应与平衡 2025年高考化学一轮复习(原卷版+解析版)

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名称 【微专题特训】第八单元 水溶液中的离子反应与平衡 2025年高考化学一轮复习(原卷版+解析版)
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2024-10-19 21:20:21

文档简介

第八单元 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题
1.醋酸中存在电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,下列叙述错误的是(  )
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数Ka增大
B.向CH3COOH溶液加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
C.室温下,欲使0.1 mol·L-1醋酸的电离度α增大,可加入少量冰醋酸
D.0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中减小
2.常温下,下列有关电解质溶液的叙述中错误的是(  )
A.某H2SO4溶液中=1.0×10-8,由水电离出的c(H+)=1×10-11 mol·L-1
B.将0.02 mol·L-1的盐酸与0.02 mol·L-1的溶液等体积混合后,溶液pH约为12
C.将一定体积的稀盐酸与稀氨水混合,当溶质为NH3·H2O和NH4Cl时,溶液的pH≥7
D.向0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中逐滴滴加的稀盐酸,溶液中先增大后减小
3.向浓度为0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中加入少量NH4Cl固体,下列各量减小的是(  )
①c(H+) ② ③ 
④ ⑤的水解程度
⑥ ⑦
A.①②③⑤ B.⑤⑥
C.③⑥ D.④⑥⑦
4.(2023·岳阳三模)已知25 ℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质 电离平衡常数
CH3COOH 1.8×10-5
HCN 4.9×10-10
H2CO3 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11
HNO2 7.2×10-4
下列说法正确的是(  )
A.等浓度的CH3COONa和NaCN混合溶液中,有2c(Na+)=c(CH3COO-)+
c(CN-)
B.向NaCN溶液中通入少量的二氧化碳,反应的离子方程式为2CN-+CO2++2HCN
C.相同浓度、相同体积的NaNO2和HNO2混合溶液中,有c(Na+)>
c(H+)>c(OH-)
D.向0.1 mol·L-1的HCN溶液中通入HCl气体至pH=4,则HCN的电离度为0.049%
5.(双选)某温度下,分别向体积均为10 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的KCl溶液和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,滴加过程中pCl和pCrO4随加入AgNO3溶液的体积(V)的变化关系如图所示。已知:pCl=
-lgc(Cl-),pCrO4=-。下列说法错误的是(  )
A.曲线Ⅱ表示pCl与V(AgNO3溶液)的变化关系
B.若仅增大KCl的浓度,平衡点由R点沿虚线移向S点
C.M点溶液中:
D.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12
6.(2023·芜湖三模)常温下,将0.2 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.2 mol·L-1 NaHA溶液等体积混合后(忽略体积变化),所得混合溶液的pH为7.8。当向混合液中加入盐酸或NaOH溶液时,溶液中的粒子分布系数(δ)随溶液pH的变化如图所示(无NH3逸出)。已知δ(x)=或δ(x)=;a、b、c、d、e分别表示、NH3·H2O、HA-、A2-、H2A中的一种。下列有关描述正确的是(  )
A.常温下,Kb(NH3·H2O)<Ka1(H2A)
B.由图可知,曲线a表示的是H2A,曲线e表示的是NH3·H2O
C.常温下,向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时、c(HA-)均逐渐减小
D.常温下,向该混合溶液中逐滴加入HCl溶液至pH=7时:c(Na+)+c(H2A)=c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3·H2O)
7.H2A为二元弱酸,在25 ℃时,溶液中A2-及HA-浓度的负对数pc随溶液pH变化的关系如图所示[已知:溶液中始终保持c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1]。下列有关叙述错误的是(  )
A.H2A的Ka1约为1.0×10-3
B.b点:c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)
C.由a点到c点的过程中,水的电离程度一直增大
D.NaHA溶液呈碱性
8.(双选)常温下,保持某含少量CaCO3浊液的水体中H2CO3与空气中CO2的平衡,调节水体pH,水体中-lgc(X)与pH的关系如图所示(其中X为H2CO3、、或Ca2+)。下列说法错误的是(  )
A.曲线Ⅱ表示-与pH的关系
B.该温度下,H2CO3的电离常数Ka1的数量级为10-8
C.a点的水体中:c
D.向水体中加入适量Ca(OH)2固体,可使溶液由b点变到c点
9.常温下,向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中,逐滴加入0.1 mol L-1的氨水,"反应过程中-lgc(Ag+)或与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.常温下,Ksp(AgOH)的数量级为10-8
B.原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L-1
C.m点溶液中:-c(Ag+)-=
D.b点溶液中的浓度大于m点溶液中的浓度
10.三甲胺[N(CH3)3]是一种一元有机弱碱,可简写为MOH。常温下,向20 mL 0.5 mol·L-1 MOH溶液中逐滴加入浓度为0.25 mol·L-1的HCl溶液,溶液中、pOH[pOH=-lgc(OH-)]、中和率(中和率=的变化如图所示。下列说法错误的是(  )
A.a点时,c(MOH)+c(M+)=2c(Cl-)
B.b点时,c(M+)>c(Cl-)>c(MOH)>c(OH-)>c(H+)
C.溶液中水的电离程度:c点>d点
D.三甲胺[N(CH3)3]的电离常数为10-4.2
二、非选择题
11.(1)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.010 00 mol L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取__________ g K2Cr2O7[保留4位有效数字,已知M(K2Cr2O7)=294.0 g mol-1]。配制该标准溶液时,下列仪器不需要用到的有__________(填序号)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶
⑥胶头滴管 ⑦移液管
(2)金属表面处理、皮革鞣制、印染等都可能造成铬污染。六价铬比三价铬毒性强,更易被人体吸收且在体内蓄积。以下为废水中铬元素总浓度的测定方法:
准确移取25.00 mL含和Cr3+的酸性废水,向其中加入足量的(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化成,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8;向上述溶液中加入过量的KI溶液,充分反应后,以淀粉为指示剂,向其中滴加的Na2S2O3标准溶液,到达滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。计算废水中铬元素的总浓度(单位:mg·L-1,写出计算过程)。
已知测定过程中发生的反应如下:
①2Cr3+++14H+
②+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O
③I2+
(3)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定存在。
现测定产品(Na2S2O3·5H2O)纯度:
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,用淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1的碘标准溶液滴定。反应原理为+2I-。
①滴定至终点时,溶液颜色的变化:________________________________。
②滴定时初始和终点的液面位置如图所示,则消耗碘标准溶液的体积为________ mL。产品的纯度为____________(设Na2S2O3·5H2O的相对分子质量为M,用含M、W的代数式表示)。
12.(生产环保情境题)Ⅰ.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L-1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。
(1)写出磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式:Ksp[Cd3(PO4)2]=_____________________________________________________________________。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,=3.2×10-14,该温度下________[填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]的饱和溶液中Cd2+浓度较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1时,废水中Cd2+的浓度为________mol·L-1[已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27],此时________(填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标准》。
Ⅱ.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(4)已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
pH <8.0 8.0~9.6 >9.6
颜色 黄色 绿色 蓝色
25 ℃时,向Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为________。
(5)常温下,向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,忽略溶液体积的变化。
①反应后,溶液中c(Ag+)=________mol·L-1。
②反应后,溶液的pH=________。
③如果向反应后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,________(填“有”或“无”)白色沉淀生成。第八单元 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题
1.醋酸中存在电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,下列叙述错误的是(  )
A.升高温度,平衡正向移动,醋酸的电离常数Ka增大
B.向CH3COOH溶液加少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
C.室温下,欲使0.1 mol·L-1醋酸的电离度α增大,可加入少量冰醋酸
D.0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中减小
答案:C
解析:稀释能促进醋酸的电离,浓缩则抑制其电离,醋酸中加入少量冰醋酸抑制了醋酸的电离,电离度α减小,C错误。
2.常温下,下列有关电解质溶液的叙述中错误的是(  )
A.某H2SO4溶液中=1.0×10-8,由水电离出的c(H+)=1×10-11 mol·L-1
B.将0.02 mol·L-1的盐酸与0.02 mol·L-1的溶液等体积混合后,溶液pH约为12
C.将一定体积的稀盐酸与稀氨水混合,当溶质为NH3·H2O和NH4Cl时,溶液的pH≥7
D.向0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中逐滴滴加的稀盐酸,溶液中先增大后减小
答案:C
解析:常温下,水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,由=1.0×10-8,解得c(OH-)=,所以由水电离出的c(H+)=,A正确;将等体积、等浓度的盐酸与Ba(OH)2溶液混合,Ba(OH)2过量,混合后 c(OH-)=(0.02 mol L-1)×2-0.02 mol·L-1)×(混合后溶液体积可视为二者体积之和),则c(H+)=,pH=12,B正确;将盐酸与氨水混合,当溶液中溶质为NH3·H2O和NH4Cl时,因未知两者相对量,溶液的pH可能大于7、可能等于7、也可能小于7,C错误;向Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸,发生的反应依次为HCl+Na2CO3===NaCl+NaHCO3、+HCl===NaCl+CO2↑+先增大后减小,D正确。
3.向浓度为0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中加入少量NH4Cl固体,下列各量减小的是(  )
①c(H+) ② ③ 
④ ⑤的水解程度
⑥ ⑦
A.①②③⑤ B.⑤⑥
C.③⑥ D.④⑥⑦
答案:B
解析:①NH4Cl溶液中存在水解平衡:+H2O NH3 H2O +H+,加入少量 NH4 Cl固体,c()增大,平衡正向移动,则溶液中c(H+)增大;②根据勒夏特列原理可知,平衡正向移动,但仍比原平衡的大;③增大,平衡正向移动,但的水解程度减小,故增大;④的水解平衡常数Kh=,则,由于温度不变,Kh不变,故不变;⑤加入少量NH4Cl固体,水解平衡正向移动,但的水解程度减小;⑥结合水解平衡常数Kh可知,,加入少量NH4Cl固体,Kh不变,减小;⑦结合水解平衡常数Kh可知,,加入少量NH4Cl固体,水解平衡正向移动,c(H+)增大,但Kh不变,故增大。
4.(2023·岳阳三模)已知25 ℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:
弱电解质 电离平衡常数
CH3COOH 1.8×10-5
HCN 4.9×10-10
H2CO3 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11
HNO2 7.2×10-4
下列说法正确的是(  )
A.等浓度的CH3COONa和NaCN混合溶液中,有2c(Na+)=c(CH3COO-)+
c(CN-)
B.向NaCN溶液中通入少量的二氧化碳,反应的离子方程式为2CN-+CO2++2HCN
C.相同浓度、相同体积的NaNO2和HNO2混合溶液中,有c(Na+)>
c(H+)>c(OH-)
D.向0.1 mol·L-1的HCN溶液中通入HCl气体至pH=4,则HCN的电离度为0.049%
答案:C
解析:等浓度的CH3COONa和NaCN混合溶液中,不存在2c(Na+)=
c(CH3COO-)+c(CN-),A错误;根据Ka可知酸性大小:,因此NaCN溶液中通入少量的二氧化碳,反应的离子方程式为CN-+CO2+
+HCN,B错误;根据HNO2的Ka可知,相同浓度、相同体积的NaNO2和HNO2混合溶液中,HNO2的电离程度大于的水解程度,因此有c(OH-),C正确;向0.1 mol L-1的HCN溶液中通入HCl气体至pH=4,溶液中c(H+)=,电离度α≈×100%=×100%=0.000 49%,D错误。
5.(双选)某温度下,分别向体积均为10 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的KCl溶液和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,滴加过程中pCl和pCrO4随加入AgNO3溶液的体积(V)的变化关系如图所示。已知:pCl=
-lgc(Cl-),pCrO4=-。下列说法错误的是(  )
A.曲线Ⅱ表示pCl与V(AgNO3溶液)的变化关系
B.若仅增大KCl的浓度,平衡点由R点沿虚线移向S点
C.M点溶液中:
D.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12
答案:AB
解析:KCl和硝酸银反应的化学方程式为KCl+AgNO3===AgCl↓+KNO3,铬酸钾和硝酸银反应的化学方程式为K2CrO4+2AgNO3===Ag2CrO4↓+2KNO3,根据化学方程式可知向相同浓度的KCl和K2CrO4溶液中加入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小得更快,所以曲线Ⅰ代表-lgc(Cl-)与V(AgNO3溶液)的变化关系,A错误;M点加入的硝酸银溶液体积是15 mL,根据化学方程式可知,生成0.001 mol硝酸钾和0.001 mol氯化银,剩余0.000 5 mol硝酸银,则>c(K+)>
c(Ag+),银离子水解使溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),所以M点溶液中c() >c(Ag+)>c(H+)>c(OH-),C正确;由N点数据可得,Ksp(Ag2CrO4)==10-4.0×(2×10-4)2=4.0×10-12,D正确。
6.(2023·芜湖三模)常温下,将0.2 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.2 mol·L-1 NaHA溶液等体积混合后(忽略体积变化),所得混合溶液的pH为7.8。当向混合液中加入盐酸或NaOH溶液时,溶液中的粒子分布系数(δ)随溶液pH的变化如图所示(无NH3逸出)。已知δ(x)=或δ(x)=;a、b、c、d、e分别表示、NH3·H2O、HA-、A2-、H2A中的一种。下列有关描述正确的是(  )
A.常温下,Kb(NH3·H2O)<Ka1(H2A)
B.由图可知,曲线a表示的是H2A,曲线e表示的是NH3·H2O
C.常温下,向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时、c(HA-)均逐渐减小
D.常温下,向该混合溶液中逐滴加入HCl溶液至pH=7时:c(Na+)+c(H2A)=c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3·H2O)
答案:D
解析:随着pH的增大,NH3·H2O浓度增大浓度减小,H2A浓度减小,HA-浓度先增大后减小,A2-浓度增大,故a代表H2A,b代表HA-,c代表,d代表NH3 H2O,e代表A2-,据此分析解题。由题干信息可知,将0.2 mol L-1 NH4Cl溶液与0.2 mol·L-1 NaHA溶液等体积混合后(忽略体积变化),所得混合溶液的pH为7.8,说明HA-的水解程度大于的水解程度,即,故>,则常温下,Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2A),A错误;常温下,向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时逐渐减小,而c(HA-)先增大后减小,C错误;向该混合溶液中逐滴加入HCl溶液至pH=7,即①c(H+)=c(OH-)时,根据电荷守恒可知②c(Na+)++c(H+)=c(Cl-)+2c(A2-+c(OH-) +c(HA-),根据元素质量守恒有③c() +c(NH3 H2O)=c(A2-)+c(H2A)+c(HA-),则联合①②③可得 c(Na+) +c(H2A)=c(Cl-)+c(A2-)+c(NH3 H2O),D正确。
7.H2A为二元弱酸,在25 ℃时,溶液中A2-及HA-浓度的负对数pc随溶液pH变化的关系如图所示[已知:溶液中始终保持c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1]。下列有关叙述错误的是(  )
A.H2A的Ka1约为1.0×10-3
B.b点:c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)
C.由a点到c点的过程中,水的电离程度一直增大
D.NaHA溶液呈碱性
答案:D
解析:pH为0时,溶液中主要溶质是H2A,以H2A的一级电离为主,故c(HA-)=10-4 mol·L-1,ab所在曲线为HA-的曲线,另一条曲线为A2-的曲线,c(H2A)近似为,Ka1==10-3,A正确;b点溶液显酸性,氢氧根离子浓度很小,根据图知,c(HA-) >c(A2-),故c(HA-)>c(A2-)>c(OH-),B正确;由a点经b点到c点的过程中,溶液一直呈酸性,且酸性越来越弱,酸抑制水的电离程度越来越弱,故水的电离程度一直增大,C正确;pH=4.4时,c(HA-)=c(A2-),故Ka2==c(H+)=10-4.4,HA-的水解平衡常数Kh==10-11<Ka2,故NaHA溶液显酸性,D错误。
8.(双选)常温下,保持某含少量CaCO3浊液的水体中H2CO3与空气中CO2的平衡,调节水体pH,水体中-lgc(X)与pH的关系如图所示(其中X为H2CO3、、或Ca2+)。下列说法错误的是(  )
A.曲线Ⅱ表示-与pH的关系
B.该温度下,H2CO3的电离常数Ka1的数量级为10-8
C.a点的水体中:c
D.向水体中加入适量Ca(OH)2固体,可使溶液由b点变到c点
答案:BD
解析:根据图像分析,随着pH的增大,溶液的碱性增强、的浓度都逐渐增大,-和均减小,随着浓度增大,逐渐生成CaCO3沉淀,溶液中Ca2+浓度逐渐减小,-lgc(Ca2+)逐渐增大,由于碳酸分步电离,第一步电离时产生,第二步电离时产生,且以第一步电离为主,则起始时的浓度大于,因此曲线Ⅲ代表-lgc(Ca2+)与pH的关系,曲线Ⅱ代表-lgc()与pH的关系,曲线Ⅰ代表关系,A正确;由图可知,a点时=c(H2CO3),此时H2CO3的电离常数Ka1==c(H+)=10-6.2,数量级为10-7,B错误;由图可知a点的水体中:cC正确;Ksp(CaCO3)=,向水体中加入适量Ca(OH)2固体、增大,不能使溶液由b点变到c点,D错误。
9.常温下,向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中,逐滴加入0.1 mol L-1的氨水,"反应过程中-lgc(Ag+)或与加入氨水体积的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.常温下,Ksp(AgOH)的数量级为10-8
B.原硝酸银溶液的浓度是0.1 mol·L-1
C.m点溶液中:-c(Ag+)-=
D.b点溶液中的浓度大于m点溶液中的浓度
答案:C
解析:溶液中首先发生反应:Ag++NH3·H2O===AgOH↓+,继而发生AgOH+2NH3 H2O===[Ag(NH3)2]+ +2H2O+OH-;b点-lgc(Ag+)达到最大值,可认为此时Ag+与NH3 H2O恰好完全反应,银离子完全沉淀,据此分析解答。b点溶液溶质为NH4NO3,Ag+完全沉淀,存在沉淀溶解平衡AgOH(s) Ag+(aq) +OH-(aq),可以近似认为c(Ag+ )=c(OH-),此时-lgc(Ag+)=4,则Ksp(AgOH)=
c(Ag+)·c(OH-)≈1×10-8,A正确;b点完全反应,此时加入的氨水为10 mL,氨水的浓度为0.1 mol L-1,原硝酸银溶液也为10 mL,根据Ag++NH3 H2O ===AgOH↓+可知,硝酸银溶液的浓度为0.1 mol·L-1,B正确;m点溶液存在电荷守恒:c(OH-)+=c(Ag+)++c(H+),此时加入过量的氨水,溶液应呈碱性,则有-c(Ag+)-=+c(H+)-c(OH-)=10-2+c(H+)-c(OH-)<10-2) mol L-1,C错误;b点溶液溶质为NH4NO3,由b点到m点的过程中发生反应+2H2O+OH-,随着氨水的加入,并没有引入铵根离子,但是碱性增强,铵根离子的水解得到促进,则铵根离子的浓度减小,D正确。
10.三甲胺[N(CH3)3]是一种一元有机弱碱,可简写为MOH。常温下,向20 mL 0.5 mol·L-1 MOH溶液中逐滴加入浓度为0.25 mol·L-1的HCl溶液,溶液中、pOH[pOH=-lgc(OH-)]、中和率(中和率=的变化如图所示。下列说法错误的是(  )
A.a点时,c(MOH)+c(M+)=2c(Cl-)
B.b点时,c(M+)>c(Cl-)>c(MOH)>c(OH-)>c(H+)
C.溶液中水的电离程度:c点>d点
D.三甲胺[N(CH3)3]的电离常数为10-4.2
答案:A
解析:根据图示,a点中和率小于50%,根据元素质量守恒有c(MOH)+c(M+)>2c(Cl-),A错误;b点时中和率为50%,溶质为等浓度的MOH和MCl,溶液呈碱性,说明MOH电离程度大于MCl水解程度,所以c(M+)>c(Cl-)>c(MOH)>c(OH-)>c(H+),B正确;c点溶液中和率为100%,溶质只有MCl,d点盐酸过量,盐酸抑制水的电离,所以水的电离程度:c点>d点,C正确;根据a点,=1时c(OH-)=10-4.2 mol·L-1,三甲胺[N(CH3)3]的电离常数为=10-4.2,D正确。
二、非选择题
11.(1)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.010 00 mol L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取__________ g K2Cr2O7[保留4位有效数字,已知M(K2Cr2O7)=294.0 g mol-1]。配制该标准溶液时,下列仪器不需要用到的有__________(填序号)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶
⑥胶头滴管 ⑦移液管
(2)金属表面处理、皮革鞣制、印染等都可能造成铬污染。六价铬比三价铬毒性强,更易被人体吸收且在体内蓄积。以下为废水中铬元素总浓度的测定方法:
准确移取25.00 mL含和Cr3+的酸性废水,向其中加入足量的(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化成,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8;向上述溶液中加入过量的KI溶液,充分反应后,以淀粉为指示剂,向其中滴加的Na2S2O3标准溶液,到达滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。计算废水中铬元素的总浓度(单位:mg·L-1,写出计算过程)。
已知测定过程中发生的反应如下:
①2Cr3+++14H+
②+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O
③I2+
(3)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定存在。
现测定产品(Na2S2O3·5H2O)纯度:
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,用淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1的碘标准溶液滴定。反应原理为+2I-。
①滴定至终点时,溶液颜色的变化:________________________________。
②滴定时初始和终点的液面位置如图所示,则消耗碘标准溶液的体积为________ mL。产品的纯度为____________(设Na2S2O3·5H2O的相对分子质量为M,用含M、W的代数式表示)。
答案:(1)0.735 0 ⑦
(2)由测定过程中发生的反应可得关系式:Cr3+~3Na2S2O3,n(Na2S2O3)=0.015 mol L-1×20.00×10-3 L=3×10-4 mol,则n(Cr)=n(Cr3+)=1×10-4 mol,m(Cr)=1×10-4 mol×52 g mol-1=5.2×10-3 g=5.2 mg,废水中铬元素的总浓度c==208 mg·L-1
(3)①由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色 ②18.10 ×100%
解析:(1)称取K2Cr2O7的质量m(K2Cr2O7)=×0.250 0 L×294.0 g·mol-1=0.735 0 g。用固体配制溶液,要用电子天平称量固体,并在烧杯中溶解,然后转移到容量瓶中,不需要量取液体的移液管。(2)由测定过程中发生的反应可得关系式:2Cr3+==1×10-4 mol,m(Cr)==5.2×10-3 g=5.2 mg,废水中铬元素的总浓度c==208 mg·L-1。(3)②根据图示的滴定管中液面可知,滴定管的初始读数为0.00 mL,滴定终点液面读数为18.10 mL,所以消耗碘标准溶液的体积为18.10 mL;根据反应+2I-可知=2n(I2),所以W g产品中含有 Na2S2O3 5H2O的质量为0.100 0 mol L-1×18.10×10-3 L×2×M g·mol-1=3.620××100%。
12.(生产环保情境题)Ⅰ.我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L-1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。
(1)写出磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式:Ksp[Cd3(PO4)2]=_____________________________________________________________________。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,=3.2×10-14,该温度下________[填“CdCO3”或“Cd(OH)2”]的饱和溶液中Cd2+浓度较大。
(3)向某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8 mol·L-1时,废水中Cd2+的浓度为________mol·L-1[已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27],此时________(填“符合”或“不符合”)《生活饮用水卫生标准》。
Ⅱ.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(4)已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
pH <8.0 8.0~9.6 >9.6
颜色 黄色 绿色 蓝色
25 ℃时,向Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为________。
(5)常温下,向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,忽略溶液体积的变化。
①反应后,溶液中c(Ag+)=________mol·L-1。
②反应后,溶液的pH=________。
③如果向反应后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,________(填“有”或“无”)白色沉淀生成。
答案:(1)c3 (2)Cd(OH)2 (3)1.0×10-19 符合 (4)蓝色 (5)①1.8×10-7 ②2 ③无
解析:(2)当CdCO3达到沉淀溶解平衡时有CdCO3(s) = mol·L-1=。当Cd(OH)2达到沉淀溶解平衡时有Cd(OH)2(s) Cd2+(aq)+2OH-(aq),则该温度下= mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1,则的饱和溶液中Cd2+浓度较大。
(3)当c(S2-)=7.9×10-8 mol·L-1时,c(Cd2+)==1.0×10-19 mol·L-1=10-19×112×103 mg·L-1<0.005 mg·L-1,符合《生活饮用水卫生标准》。
(4)25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12,设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)=x mol·L-1,则=5.6×10-12,解得x≈2.24×10-4。c(H+)= mol·L-1≈4.5×10-11 mol·L-1,pH=10.4>9.6,所以溶液呈蓝色。
(5)①常温下,向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,反应后溶液中c(Cl-)= mol·L-1=10-3 mol·L-1,则溶液中c(Ag+)= mol·L-1=。②反应后,溶液中c(H+)==2;③再向反应后的溶液中加入盐酸,溶液中c(Ag+)==1.2×10-7 mol·L-1、c(Cl-)=,Q=10-3×1.2×10-7=1.2×10-10<1.8×10-10,故无沉淀产生。
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