专题3　水溶液中的离子反应 综合拔高练习 （含解析）高中化学苏教版（2019）选择性必修一

专题3　水溶液中的离子反应 综合拔高练
五年高考练
考点1　电离平衡及电离平衡常数
1.(2024天津,5)甲胺(CH3NH2)水溶液中存在以下平衡:CH3NH2+H2O CH3N+OH-。已知:25 ℃时,CH3NH2的Kb=4.2×10-4,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5。下列说法错误的是　(　　)
A.CH3NH2的Kb=
B.CH3NH2溶液中存在c(H+)+c(CH3N)=c(OH-)
C.25 ℃时,0.1 mol/L NH4Cl溶液与0.1 mol/L CH3NH3Cl溶液相比,NH4Cl溶液中的c(H+)小
D.0.01 mol/L CH3NH2溶液与相同浓度的CH3NH3Cl溶液以任意比例混合,混合液中存在c(CH3NH2)+c(CH3N)=0.01 mol/L
2.(2024江苏,12)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,Ka2(H2SO3)=6.2×10-8。
实验1:将SO2气体通入水中,测得溶液pH=3。
实验2:将SO2气体通入0.1 mol·L-1 NaOH溶液中,当溶液pH=4时停止通气。
实验3:将SO2气体通入0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是(　　)
A.实验1所得溶液中:c(HS)+c(S)>c(H+)
B.实验2所得溶液中:c(S)>c(HS)
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得NaHSO3固体
D.实验3所得溶液中:c(S)>c(Mn2+)
考点2　溶液的酸碱性及滴定曲线分析
3.(2024广西,14)常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定下列两种混合溶液:
Ⅰ.20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1 HCl和CH3COOH溶液
Ⅱ.20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1 HCl和NH4Cl溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,下列说法正确的是(　　)
A.Ⅰ对应的滴定曲线为N线
B.a点水电离出的c(OH-)数量级为10-8
C.V(NaOH)=30.00 mL时,Ⅱ中c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(N)
D.pH=7时,Ⅰ中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)之和小于Ⅱ中c(NH3·H2O)、c(N)之和
4.(2023湖南,12)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示①。下列说法错误的是(　　)
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)D.水的电离程度:a①关键点拨分析η的含义,确定点a、b、c、d溶液中的溶质
考点3　盐类水解的规律及其应用
5.(2022湖南,13)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是(　　)
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明S对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
6.(2024山东,10)常温下Ag(Ⅰ)-CH3COOH水溶液体系中存在反应:Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq),平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag+)=c0(CH3COOH)=0.08 mol·L-1,所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是(　　)
A.线Ⅱ表示CH3COOH的变化情况
B.CH3COOH的电离平衡常数Ka=10-n
C.pH=n时,c(Ag+)= mol·L-1
D.pH=10时,c(Ag+)+c(CH3COOAg)=0.08 mol·L-1
考点4　溶液中离子浓度的关系
7.(2023新课标,13)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3 [Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是(　　)
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
8.(2023北京,14)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:①图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。
②图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(C)=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH下c(C)由图1得到]。
图1
图2
下列说法不正确的是(　　)
A.由图1,pH=10.25,c(HC)=c(C)
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HC)+c(C)=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1,发生反应:Mg2++2HC MgCO3↓+CO2↑+H2O
考点5　沉淀溶解平衡图像分析
9.(2024全国甲,13)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或Cr)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
B.=10-2.21①
C.V≤2.0 mL时不变②
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
①看图说“化”根据图中V(NaCl)=1.0 mL对应数值求Ksp
②关键点拨结合Ksp分析
10.(2023辽宁,15)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c(H2S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lgc关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列说法正确的是(　　)
A.Ksp(CdS)=10-18.4
B.③为pH与-lgc(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
考点6　溶度积常数的应用
11.(2023湖南,9)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5
完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是(　　)
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2O HS-+OH-
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中=4.0×10-12
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
12.(2023辽宁,16)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 Mg(OH)2
Ksp 10-37.4 10-14.7 10-14.7 10-10.8
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为　　　　　　　　　　　(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1 mol H2SO5中过氧键的数目为　　　　。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、　　　　(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化速率与时间的关系如下。SO2体积分数为　　　　时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成CoO(OH),该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(25 ℃),需控制pH不低于　　　　(精确至0.1)。
三年模拟练
应用实践
1.(2024江苏扬州高邮开学考)已知常温下溶液中CH3COOH和CH3COO-的物质的量分数与pH关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中曲线Ⅰ表示的是CH3COO-
B.常温下,Ka(CH3COOH)=1×10-4.7
C.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中存在等式:c(Na+)+c(CH3COO-)=
0.2 mol·L-1
D.常温下,pH=4的醋酸溶液中,由水电离产生的c(H+)=1×10-4 mol·L-1
2.(2024河北石家庄正定中学月考)常温下,通过下列实验探究NaHCO3的性质。
实验编号 实验操作和现象
1 用pH试纸测得0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH约为8.0
2 向10 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,测得溶液pH约为11.3
3 向0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入过量0.1 mol·L-1 CaCl2溶液,产生白色沉淀
4 向10 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,产生无色气泡
下列有关说法正确的是(　　)
A.实验1的溶液中有c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
B.实验2得到的溶液中有c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3)
C.实验3反应后静置的上层清液中有c(Ca2+)·c(C)>Ksp(CaCO3)
D.实验4中反应的离子方程式:C+2H+ CO2↑+H2O
3.40 ℃时,在氨—水体系中不断通入CO2,各种粒子的物质的量分数变化趋势如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.在pH=9.0时,c(N)>c(HC)>c(NH2COO-)>c()
B.不同pH的溶液中存在关系:c(N)+c(H+)=2c()+c(HC)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
4.已知:Ksp(FeS)=6×10-18,Ksp(CuS)=1×10-36。常温下,向CuSO4溶液中加入FeS粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加入足量稀H2SO4,固体部分溶解。下列说法正确的是(　　)
A.常温下,CuS的溶解度大于FeS
B.反应FeS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Fe2+(aq)正向进行,需满足<6×1018
C.生成CuS后的溶液中一定存在:c(S2-)=,且c(S2-)>
D.滤渣中加入稀H2SO4发生反应的离子方程式为CuS+2H+ Cu2++H2S↑
5.(2024江苏扬州模拟预测)CuCl为难溶于水的白色固体。室温下,以CuO为原料制备CuCl的过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中:c(OH-)=c(HS)+c(H2SO3)+c(H+)
B.“还原”发生反应的离子方程式为2Cu2++S+2Cl-+H2O 2CuCl↓+S+2H+
C.“还原”后的溶液中:c(Cu+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)+c(Cl-)
D.“过滤”后得到的滤液中:c(Cu+)>
6.(2024江苏淮安开学考)常温下,用FeSO4溶液制备FeCO3的过程如图所示。已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,
Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp(FeCO3)=3.1×10-11。下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:c(NH3·H2O)>c(H2CO3)
B.(NH4)2SO4溶液中:c(H+)=2c(NH3·H2O)+c(OH-)
C.制备FeCO3的离子方程式为Fe2++NH3·H2O+HC FeCO3↓+N+H2O
D.c(Fe2+)=0.08 mol·L-1时,应控制pH≤8
7.(2024辽宁县级重点高中协作体期中)浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH溶液和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,其pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)近似相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
8.(2024云南大理模拟预测)25 ℃时,向体积相同,浓度均为0.100 mol/L的NaX、NaY溶液中分别滴加等浓度的盐酸,混合溶液中的离子浓度关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.Ka(HY)的数量级为10-8
B.相同浓度溶液的pH:HX>HY
C.Q点溶液中:c(Y-)=c(Cl-)
D.M、N两点溶液中水的电离程度不同
9.(2024江苏泰州中学期初调研)X(OH)2为二元弱碱。常温下,配制一组c[X(OH)2]+c[X(OH)+]+c(X2+)=0.100 mol·L-1的X(OH)2与HCl的混合溶液,溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如下图所示,下列说法正确的是(　　)
A.由图可知X(OH)2的Kb2=10-9.2
B.pH=6.2的溶液中:c[X(OH)+]=c(X2+)=0.050 mol·L-1
C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)D.在pH=6的溶液中,c(OH-)=c(X2+)+c(H+)+c[X(OH)+]
10.常温下向90 mL蒸馏水中滴入10 mL 2 mol/L HA溶液,已知溶液中的氢离子浓度c(H+)和温度随HA溶液体积变化曲线如图所示,下列说法正确的是　(　　)
A.常温下Ka(HA)=2×10-7
B.a→b过程中温度升高是由于HA电离放热
C.在d点时加入4 mL 1 mol/L的NaOH溶液时存在c(Na+)=c(A-)+
c(HA)
D.c→d过程中水的电离程度逐渐增大
11.(2024四川雅安模拟)常温下,实验室用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的HA溶液。溶液中,含A微粒a、b的分布系数δ、NaOH溶液的体积V与pH的关系如图所示。已知:HA的分布系数δ(HA)=。下列叙述错误的是(　　)
A.x点对应溶液的pH约为5
B.p点对应的溶液中存在:2c(H+)+c(HA)=2c(OH-)+c(A-)
C.p→q对应的溶液中,水的电离程度一直增大
D.n点对应的溶液中存在:c(Na+)=c(A-)12.(2024陕西第二次模拟预测)用精炼铜漂浮阳极泥(主要成分为BiAsO4、SbAsO4,含有少量Ag、Au)制备Bi2O3的工艺流程如下:
已知:①“转化”分两步进行,其第一步BiOCl转化为Bi(OH)3。
②常温下,Ksp[Bi(OH)3]=4.0×10-31,BiOCl+H2O Bi3++2OH-+Cl-　K=1.6×10-31。
下列说法错误的是(　　)
A.“滤渣1”的主要成分是Ag、Au,含砷废水主要成分是Na3AsO4
B.“水解”分离Sb和Bi的原理是Sb3+的水解pH低于Bi3+水解的pH
C.“转化”的总反应方程式为2BiOCl+2NaOH Bi2O3+2NaCl+H2O
D.当BiOCl恰好完全转化成Bi(OH)3时,溶液中c(Cl-)=0.04 mol·L-1,此时溶液pH=12
迁移创新
13.(2024河北石家庄联考)某实验小组以粗镍(含少量Fe和Cr)为原料制备Ni(NH3)6Cl2,并测定相关组分的含量。制备流程示意图如下:
已知:①部分离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按离子浓度为0.1 mol·L-1计算)如表所示。
离子 Fe3+ Cr3+ Ni2+
开始沉淀pH 1.5 4.3 6.9
完全沉淀pH 2.8 5.6 8.9
②Ni(OH)2为绿色难溶物。Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2均为可溶于水的蓝紫色晶体,溶解度均随温度的升高而增大,水溶液均显碱性。
回答下列问题:
(1)实验需要配制3.0 mol·L-1的稀硝酸250 mL,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和　　　　　　。
(2)步骤(a)中Ni和浓硝酸反应的化学方程式为　　 　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)步骤(b)为首先加入试剂X调节溶液的pH约为6,过滤后再继续加入X调节pH以得到绿色沉淀。
①调节pH约为6的原因是　　　　　 　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②试剂X可以是　　　　(填字母)。
A.H2SO4　 B.NaOH　 C.NiO　 D.Fe2O3
(4)步骤(c)和(d)中的反应都需要在冰水浴环境下进行,其作用除了可以减少NH3·H2O的挥发,还有　　　 　　　　　
　　　　　　　。步骤(d)中发生反应的化学方程式为　　 　　
　　　　　　　　　　　　。
(5)NH3含量的测定
称量m g产品于锥形瓶中,用25 mL水溶解后,加入3.00 mL 6 mol·L-1盐酸(不考虑盐酸挥发,此时溶液中镍元素只以Ni2+形式存在),滴加2滴甲基橙作为指示剂,滴定至终点消耗0.500 0 mol·L-1 NaOH标准溶液V mL。
①达到滴定终点的现象是　　　　　　　 　　　　　　
　　　　　　。
②该产品中NH3的质量分数为　　　　。
③在上述方案的基础上,下列措施能进一步提高测定准确度的有　　　　(填字母)。
A.适当提高称量产品的质量　
B.用H2SO4溶液替代盐酸
C.用酚酞替代甲基橙　
D.进行平行实验
(6)为测定Cl-的含量,设计了如下实验方案,请将该方案补充完整:
称量m g产品于锥形瓶中,用25 mL水将产品完全溶解,　 　
　　　　　　　　　　　,滴入2~3滴K2CrO4溶液作指示剂,用已知浓度的AgNO3标准溶液滴定至终点,记录读数,重复操作2~3次。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.C　由CH3NH2的电离方程式可知,CH3NH2的Kb=,A正确;CH3NH2溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(CH3N)=c(OH-),B正确;25 ℃时,已知CH3NH2的Kb=4.2×10-4,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,则碱性:CH3NH2>NH3·H2O,由“越弱越水解”可知,0.1 mol/L NH4Cl溶液与0.1 mol/L CH3NH3Cl溶液相比,NH4Cl溶液中的c(H+)大,C错误;0.01 mol/L CH3NH2溶液与相同浓度的CH3NH3Cl溶液以任意比例混合,混合液中存在元素守恒:c(CH3NH2)+c(CH3N)=0.01 mol/L,D正确。
2.D　实验1将SO2气体通入水中得到H2SO3溶液,溶液中存在电荷守恒:c(HS)+c(OH-)=c(H+),则c(HS)c(Mn2+),D正确。
3.D　由Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5得,CH3COO-、N的水解程度小于CH3COOH、NH3·H2O的电离程度,混合溶液中加入40 mL NaOH溶液时,Ⅰ中的溶质为NaCl和CH3COONa,Ⅱ中的溶质为NaCl和NH3·H2O,此时溶液的pH:Ⅱ>Ⅰ,则Ⅰ对应的滴定曲线为M,Ⅱ对应的滴定曲线为N,A错误;由A项分析可知,a点的溶质为NaCl和CH3COONa,CH3COO-发生水解使溶液显碱性,水的电离被促进,则a点水电离出的c(OH-)>10-7 mol·L-1,B错误;当V(NaOH)=30.00 mL时,Ⅱ中的溶质为NaCl、NH4Cl、NH3·H2O,且NH4Cl、NH3·H2O的浓度相同,因N水解程度小于NH3·H2O的电离程度,则c(N)>c(NH3·H2O),又有元素守恒:c(Cl-)=2c(N)+2c(NH3·H2O),即c(Cl-)>c(N),故有c(Cl-)>c(N)>c(NH3·H2O),C错误;由元素守恒得,Ⅰ中n(CH3COOH)、n(CH3COO-)之和等于Ⅱ中n(NH3·H2O)、n(N)之和,结合题图可知,pH=7时,Ⅱ中所加氢氧化钠溶液体积小,故Ⅰ中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)之和小于Ⅱ中c(NH3·H2O)、c(N)之和,D正确。
4.D
真题降维　分析η:η=1.00时,NaOH与HCl完全反应;η=2.00时,NaOH与HCl、CH3COOH均完全反应。确定点a、b、c、d溶液中的溶质:
根据题图可知,点a时加入NaOH溶液的体积与待测溶液的体积相等,此时NaOH恰好中和HCl生成NaCl,点a处溶液中溶质是CH3COOH和NaCl,此时溶液的pH=3.38,即溶液中c(H+)=10-3.38 mol·L-1,根据电离方程式CH3COOH H++CH3COO-,可知c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)==
10-4.76,A正确;点a处溶液中溶质是等物质的量的CH3COOH和NaCl,CH3COOH是弱酸,部分电离,所以c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+
c(CH3COOH),B正确;点b时,所加NaOH溶液中和一半的CH3COOH,溶液中c(CH3COOH)与c(CH3COONa)相等,此时溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,故c(CH3COOH)考场速决　根据特殊点分析此题,先找到HCl和CH3COOH的混合溶液恰好被NaOH溶液中和的点,即点c,点c溶液的溶质为NaCl、CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离;点d NaOH溶液过量,抑制水的电离,水的电离程度:c>d。
5.D　实验①中,将FeCl3溶液煮沸,溶液变红褐色,说明加热促进了Fe3+的水解,A合理;由于FeCl3溶液和Na2SO3溶液的浓度相同,实验②中FeCl3溶液过量,溶液变红褐色,说明Fe3+发生了水解反应,再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中存在Fe2+,即Fe3+发生了还原反应,B合理;实验③中,Na2SO3溶液过量,溶液变红褐色,将混合液分成两份,一份煮沸,产生红褐色沉淀,说明Fe3+发生了水解反应,加热促进水解,另一份混合液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀产生,说明溶液中不存在Fe2+,即Fe3+没有发生还原反应,C合理;由实验①③分别向5 mL水、5 mL Na2SO3溶液中加入2滴FeCl3溶液的现象可知,S促进Fe3+的水解,D不合理。
反思升华　本题为探究型实验题,需根据实验现象判断发生的反应,当观察到溶液变红褐色可得出Fe3+发生水解,根据滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀可得出溶液中存在Fe2+,说明Fe3+发生了还原反应。解答此类题目要结合实验现象分析选项问题的合理性,不能主观想象也不能机械套用所学知识。
C　随着pH增大,c(H+)减小,CH3COOH CH3COO-+H+的平衡正向移动,CH3COOH的摩尔分数减小,CH3COO-的摩尔分数增大,c(CH3COO-)增大,Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq)的平衡正向移动,c(CH3COOAg)增大,但当pH增大至一定程度时,由于c(OH-)较大,Ag+部分转化为沉淀,c(Ag+)减小,Ag++CH3COO- CH3COOAg(aq)的平衡逆向移动,c(CH3COOAg)减小,c(CH3COO-)增大,因此线Ⅰ表示CH3COOH的变化情况,线Ⅱ、Ⅲ分别表示CH3COO-、CH3COOAg的变化情况。由分析可知,A错误;由题图可知,pH=m时,CH3COOH与CH3COO-的摩尔分数相等,c(CH3COOH)=c(CH3COO-),CH3COOH的Ka==c(H+)=
10-m,B错误;由题图可知,pH=n时,CH3COOH与CH3COOAg的摩尔分数相等,c(CH3COOH)=c(CH3COOAg),K·Ka=,即K×10-m=,求得c(Ag+)= mol·
L-1,C正确;pH=10时体系中有部分Ag元素存在于沉淀中,故c(Ag+)+c(CH3COOAg)<0.08 mol·L-1,D错误。
7.A　(1)确定四条曲线所代表的微粒种类
AgCl饱和溶液中Ag+和Cl-浓度相等,向AgCl饱和溶液中滴加氨水,溶液中Ag+浓度减小,Cl-浓度增大,故Ⅲ为Ag+浓度变化曲线,Ⅳ为Cl-浓度变化曲线。向AgCl饱和溶液中滴加氨水,NH3浓度较小时,主要发生反应Ag++NH3 [Ag(NH3)]+,溶液中[Ag(NH3)]+浓度大于[Ag(NH3)2]+的浓度,故Ⅰ为[Ag(NH3)2]+浓度变化曲线,Ⅱ为[Ag(NH3)]+浓度变化曲线。
(2)解决问题
AgCl溶解得到等量的Ag+和Cl-,其中Ag+被NH3结合,浓度减小,Cl-稳定存在于溶液中,可用Cl-的浓度变化(即曲线 Ⅳ)来表示AgCl的溶解度随着NH3浓度的变化,A错误;温度不变,Ksp不变,当NH3浓度为
10-1 mol·L-1时,仍有AgCl沉淀存在,可计算AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,B正确;当NH3浓度为10-1 mol·L-1时,[Ag(NH3)]+的浓度为10-5.16 mol·L-1,[Ag(NH3)2]+的浓度为10-2.35 mol·L-1,则反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K==103.81,C正确;由题图可知,当c(NH3)=0.01 mol·L-1时,c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+),D正确。
8.C　观察题图1知,pH=10.25时,溶液中HC和C的物质的量分数相同,即c(HC),A项正确;观察题图2曲线Ⅰ和曲线Ⅱ知,pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6的点在曲线Ⅰ和曲线Ⅱ下方,此时Qc[Mg(OH)2]Ksp(MgCO3),有MgCO3沉淀生成,根据元素守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HC)<0.1 mol·L-1,C项错误;由题图1知,pH=8时,溶液中主要的含碳粒子为HC,由题图2知,pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1的点在曲线Ⅰ下方、曲线Ⅱ上方,有MgCO3沉淀生成,则发生的反应为Mg2++2HC MgCO3↓+CO2↑+H2O,D项正确。
9.D
真题降维　1.涉及的转化:Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+Cr(aq)。
2.涉及浓度变化的离子种类:Cl-、Cr、Ag+。
3.图像分析
由题图可知,在a处时,c(Cl-)=c(Cr),此时溶液中溶质为Na2CrO4、NaCl,且二者浓度比为1∶1,根据元素守恒,可知c(Na+)=3c(Cl-),A错误;在加入氯化钠溶液体积为1.0 mL时,可计算出Ksp(AgCl)=
c(Cl-)·c(Ag+)=10-4.57×10-5.18=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=
c2(Ag+)·c(Cr)=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则=102.21,B错误;,V≤2.0 mL时,由题图可知随着氯化钠溶液的加入,c(Ag+)呈下降趋势,为定值,逐渐增大,C错误;由题图可知,当加入氯化钠溶液体积为2.4 mL时,c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,根据Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)可得c(Ag+)=10-7.82 mol·L-1,即y1=-7.82,此时Ag2CrO4沉淀基本完全溶解,n(Cr)=1.0×10-4 mol,c(Cr mol·L-1=
mol·L-1,即y2=lg c(Cr=-lg 34,D正确。
易错提示　在图像中,加入氯化钠溶液体积大于2.0 mL时,c(Ag+)迅速下降,c(Cl-)迅速上升,说明Ag2CrO4沉淀基本完全溶解,则不能再使用Ksp(Ag2CrO4)进行计算,因为此时的Qc(Ag2CrO4)小于Ksp(Ag2CrO4)。
D　c(H2S)始终为0.1 mol·L-1,随着pH升高,c(HS-)和c(S2-)不断增大,且c(HS-)>c(S2-),据此判断曲线④和曲线③分别代表c(HS-)和c(S2-)的变化,再根据Ksp(NiS)>Ksp(CdS)判断曲线②和曲线①分别代表c(Ni2+)和c(Cd2+)的变化。由曲线③和曲线①的交点可计算出Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A项错误;③为pH与
-lgc(S2-)的关系曲线,B项错误;由曲线④上的点(1.6,6.5)可计算出Ka1(H2S)==10-7.1,C项错误;由曲线③上的点(4.9,13.0)可知,pH=4.9时,c(S2-)=10-13 mol·L-1,根据Ka1=,可得此时c(HS-)=10-3.2 mol·L-1,则Ka2(H2S)=
=10-14.7,D项正确。
11.D　从题给流程图和已知信息①可以得出,用石灰乳调pH=4时,污水中的Fe3+已经沉淀完全,Al3+会有部分沉淀,其他离子不沉淀,则“沉渣Ⅰ”中主要含有Fe(OH)3和Al(OH)3,故A正确;Na2S溶液呈碱性,主要原因是S2-的水解,因其水解分两步进行,且以第一步为主,则主要水解方程式为S2-+H2O HS-+OH-,故B正确;“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中=4.0×10-12,故C正确;“出水”后溶液中含有Ca2+、Na+等阳离子,需用阳离子交换树脂软化处理,达到工业冷却循环用水的标准后,才能使用,故D错误。
12.答案　(1)将镍钴矿粉碎(或适当提高硫酸浓度、升温等)
(2)6.02×1023(或NA)
(3)Mn2++HS+H2O MnO2↓+S+3H+　Fe(OH)3
(4)9.0%　SO2具有还原性,过多会降低H2SO5的浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(5)4Co(OH)2+O2 4CoO(OH)+2H2O
(6)11.1
解析　(1)将镍钴矿粉碎、适当提高硫酸浓度或适当升温等都可提高浸取速率。
(2)H2SO5中S元素化合价为+6价,设1个H2SO5分子中-1价O元素原子数目为x,-2价O元素原子数目为y,则,解得,则1个H2SO5分子中有1个过氧键,故1 mol H2SO5中过氧键数目为6.02×1023。
(3)H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得Mn2+被H2SO5氧化为MnO2的离子方程式为Mn2++HS+H2O MnO2↓+S+3H+;由题表中Ksp数据计算得知Fe3+、Co2+、Ni2+和Mg2+完全沉淀时的pH分别为3.2、9.15、9.15、11.1,pH=4时Fe3+完全转化为Fe(OH)3,故滤渣的成分为MnO2、Fe(OH)3。
(4)由题图知SO2体积分数为9.0%时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大。SO2具有还原性,浓度过高时,降低H2SO5浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率。
(5)“沉钴镍”中得到Co(OH)2,Co(OH)2在空气中可被O2氧化成CoO(OH),根据得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式:4Co(OH)2+O2 4CoO(OH)+2H2O。
(6)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=10-10.8,Mg2+完全沉淀时c(Mg2+)≤
10-5 mol/L,解得c(OH-)≥10-2.9 mol/L,则c(H+)≤ mol/L=
10-11.1 mol/L,故为使Mg2+沉淀完全,需控制pH不低于11.1。
三年模拟练
B　随着pH的增大,CH3COOH的物质的量分数应逐渐减小,CH3COO-的物质的量分数应逐渐增大,故题图中曲线Ⅰ表示的是CH3COOH,曲线Ⅱ表示的是CH3COO-,A项错误;pH=4.7时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-),
Ka(CH3COOH)==c(H+)=1×10-4.7,B项正确;根据元素守恒,0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中存在等式:c(Na+)=c(CH3COO-)+
c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,则c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.2 mol·L-1,C项错误;常温下,pH=4的醋酸溶液中,水的电离受到抑制,由水电离产生的c(H+)=1×10-10 mol·L-1,D项错误。
2.B　溶液显碱性,说明HC水解程度大于其电离程度,则c(Na+)>c(HC),A错误;向0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液得到的溶液为Na2CO3溶液,根据质子守恒可知c(OH-)=c(H+)+c(HC)+2c(H2CO3),B正确;实验3反应后静置的上层清液为碳酸钙的饱和溶液,溶液中有c(Ca2+)·c(C)=Ksp(CaCO3),C错误;实验4中反应的离子方程式应为HC+H+ CO2↑+H2O,D错误。
3.C　在pH=9.0时,从题图可以直接看出:c(N),A正确;根据电荷守恒可得:c(N)+c(NH2COO-)+c(OH-),B正确;,温度不变,
Kb(NH3·H2O)不变,由题图可知,随着CO2的通入c(N)不断增大,则不断减小,C项错误;由题图可知,pH降低过程中,有含NH2COO-的中间产物生成,D项正确。
B　Ksp(FeS)=6×10-18 Ksp(CuS)=1×10-36,常温下,CuS的溶解度小于FeS,A错误;FeS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Fe2+(aq)　K==6×1018,若使反应正向进行,需满足Qc=<6×1018,B正确;因滤渣部分溶于稀H2SO4,说明滤渣中既含CuS也含FeS,则生成CuS后的溶液中一定存在c(S2-)=
,C错误;CuS不溶于稀H2SO4,滤渣中加入稀H2SO4发生的离子方程式为FeS+2H+ Fe2++H2S↑,D错误。
B　0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=
c(HS)+2c(H2SO3)+c(H+),A错误;“酸溶”步骤中发生反应CuO+2H+ Cu2++H2O,“还原”步骤中加入Na2SO3和NaCl,得到CuCl,发生反应的离子方程式为2Cu2++S+2Cl-+H2O 2CuCl↓+S+
2H+,B正确;“还原”后溶液中仍存在Na+、S,则溶液中电荷守恒为c(Cu+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S),C错误;“过滤”后得到的滤液中,Cu+和Cl-为饱和状态,则有c(Cu+)·c(Cl-)=Ksp(CuCl),即c(Cu+)=,D错误。
6.C　由于N的水解常数Kh=≈5.56×10-10,HC的水解常数Kh=≈2.22×10-8,所以HC的水解程度比N的水解程度大,c(NH3·H2O)7.D　根据题图可知,0.1 mol·L-1 MOH溶液的pH=13,说明MOH在溶液中完全电离,为强电解质,而ROH溶液的pH<13,说明ROH为弱电解质,所以MOH的碱性强于ROH,A项正确;ROH为弱碱,溶液越稀越易电离,所以ROH的电离程度:b点大于a点,B项正确;两溶液无限稀释下去,pH无限接近7,所以它们的c(OH-)近似相等,C项正确;MOH为强电解质,ROH为弱电解质,当lg=2时,若两溶液同时升高温度,c(M+)不变,ROH的电离平衡正向移动,c(R+)增大,故减小,D项错误。
8.C　由题图可知,当-lg=0,即=1时,c(OH-)=10-7 mol/L,则Ka(HY)==10-7,其数量级为10-7,A错误;由题图可知,-lgc(OH-)相等时,-lg,则,说明X-的水解常数小于Y-的水解常数,则酸性:HX>HY,相同浓度溶液的pH:HXc(Y-)+c(Cl-),两式联立消去c(Na+)并结合c(OH-)=c(H+)、c(HY)=c(Y-),得c(Y-)=c(Cl-),C正确;M、N两点溶液中c(OH-)相等,且溶液中OH-均来自水的电离,则水的电离程度相同,D错误。
9.C　pH=6.2时,c[X(OH)+]=c(X2+),X(OH)2的Kb2==10-7.8,A项错误;pH=6.2的溶液中c[X(OH)+]=c(X2+),但是加入盐酸,溶液的体积增加,故c[X(OH)+]=c(X2+)<0.050 mol·L-1,B项错误;X2+的水解常数Kh==10-6.2,则X2+的水解程度大于X(OH)+的电离程度,则等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)c(OH-),D项错误。
10.A　当加入10 mL HA溶液后,溶液中c(H+)≈2×10-4 mol/L,HA溶液中c(A-)≈c(H+)=2×10-4 mol/L,c(HA)≈=0.2 mol/L,故HA的电离平衡常数Ka==2×10-7,A正确;HA是弱酸,电离过程吸热,B错误;在d点时蒸馏水中加入了4 mL 2 mol/L的HA溶液,再加入4 mL 1 mol/L的NaOH溶液,所得溶液中溶质为等物质的量浓度的NaA和HA,由元素守恒得2c(Na+)=c(A-)+
c(HA),C错误;溶液中HA浓度越大,对水电离的抑制作用越强,故c→d过程中c(HA)逐渐增大,水的电离程度逐渐减小,D错误。
D　从题图中可以看出,当V(NaOH)=0时,HA溶液pH=3,c(H+)=
10-3 mol·L-1,此时Ka==10-5,随着NaOH的不断滴入,溶液的pH不断增大,δ(HA)不断减小,δ(A-)不断增大,则微粒a为HA,微粒b为A-。x点时,δ(HA)=δ(A-),则c(HA)=c(A-),
Ka=,c(H+)=10-5 mol·L-1,对应溶液的pH约为5,A正确;p点加入V(NaOH)为10 mL,反应后溶液中溶质为等物质的量的NaA、HA,根据元素守恒得2c(Na+)=c(A-)+c(HA),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),则2c(H+)+c(HA)=2c(OH-)+c(A-),B正确;p→q对应的溶液中,起初以HA的电离为主,抑制水的电离,后来以A-的水解为主,促进水的电离,所以水的电离程度一直增大,C正确;n点对应的溶液pH=7,此时NaA、HA共存,c(H+)=c(OH-),依据电荷守恒得c(Na+)=c(A-),由Ka==10-5,可得出c(A-)=100c(HA),所以存在c(Na+)=c(A-)>c(HA),D错误。
D　漂浮阳极泥中的Ag、Au不与盐酸反应,“滤渣1”的主要成分是Ag、Au,“调pH”的目的是除砷,且前期向体系中加入的物质不会引起As元素化合价变化,则含砷废水主要成分是Na3AsO4,A正确;由题图可知,向“酸浸”后的酸性滤液中加H2O,促进Sb3+水解生成SbOCl,加入NaOH“调pH”使溶液碱性增强,Bi3+水解生成BiOCl,则“水解”分离Sb和Bi的原理是Sb3+的水解pH低于Bi3+水解的pH,B正确;根据题图可知,“转化”的总反应方程式为2BiOCl+2NaOH Bi2O3+2NaCl+H2O,C正确;由题意可知BiOCl+H2O Bi3++2OH-+Cl-　K=c(Bi3+)·c2(OH-)·c(Cl-)=1.6×10-31,则c(Bi3+)·c3(OH-)·c(Cl-)=
1.6×10-31×c(OH-),整理得Ksp[Bi(OH)3]×c(Cl-)=1.6×10-31×c(OH-),
c(Cl-)=0.04 mol·L-1,则4.0×10-31×0.04 mol·L-1=1.6×10-31×c(OH-),解得c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=13,D错误。
13.答案　(1)250 mL容量瓶　
(2)Ni+4HNO3(浓) Ni(NO3)2+2NO2↑+2H2O　
(3)①使Fe3+和Cr3+完全沉淀而Ni2+不沉淀　②B
(4)降低产物在水溶液中的溶解度,减少其损失　Ni(NH3)6(NO3)2+2HCl+2NH3·H2O Ni(NH3)6Cl2+2NH4NO3+2H2O　
(5)①当滴入最后半滴NaOH标准溶液后,溶液由橙色变为黄色,且30秒内不变色
②×100%　③AD　
(6)用稀硝酸调节溶液pH至酸性
解析　(1)配制3.0 mol·L-1的稀硝酸250 mL,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、250 mL容量瓶。
(2)步骤(a)中加入浓硝酸并加热,浓硝酸具有强氧化性,能将Ni氧化成Ni2+,本身被还原成NO2,Ni与浓硝酸反应的化学方程式为Ni+4HNO3(浓) Ni(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(3)①依据题表中数据,调节pH约为6时,Fe3+、Cr3+分别以Fe(OH)3、Cr(OH)3形式除去,而Ni2+没有沉淀。②试剂X的作用是先调节pH约为6,后又要调节pH以得到绿色沉淀,即最少要调到8.9,只有NaOH符合。
(4)由已知可知Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2的溶解度均随温度的升高而增大,因此冰水浴环境下除了可以减少NH3·H2O挥发,还能降低产物在水溶液中的溶解度,减少其损失。根据题给流程图,经过步骤(d)将蓝紫色晶体1转化成蓝紫色晶体2,因此化学方程式为Ni(NH3)6(NO3)2+2HCl+2NH3·H2O Ni(NH3)6Cl2+2NH4NO3+2H2O。
(5)样品溶液中加入盐酸,发生反应为NH3+HCl NH4Cl,Ni元素以Ni2+形式存在,甲基橙作指示剂,然后用NaOH标准溶液滴定过量的HCl。①达到滴定终点的现象是当滴入最后半滴NaOH标准溶液后,溶液由橙色变为黄色,且30秒内不变色;②n(NH3)+n(NaOH)=n(HCl),推出n(NH3)=3.00×10-3 L×6 mol·L-1-V×10-3 L×0.500 0 mol·L-1=(18×10-3-0.5V×10-3) mol,产品中NH3质量分数为×100%;③适当提高称量产品的质量,减小误差,能进一步提高测定准确度,A符合题意;用H2SO4溶液代替盐酸,对实验结果测定无影响,B不符合题意;酚酞的变色pH范围为8.2~10.0,则用酚酞代替甲基橙,不能提高测定准确度,C不符合题意;进行平行实验,能减小误差,提高测定的准确度,D符合题意。
(6)根据设计思路,用AgNO3溶液进行Cl-的含量的测定,NH3溶于水,能与Ag+反应,对实验产生干扰,为防止NH3干扰实验,应先用稀硝酸酸化。
素养解读　本题以利用粗镍为原料制备Ni(NH3)6Cl2的工艺流程为情境,考查一定物质的量浓度溶液的配制、陌生化学方程式的书写、NH3含量的测定等内容,重在考查学生知识的综合应用能力,培养学生科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
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