第11周 水溶液中的离子反应与平衡综合
一、选择题(每小题3分)
1.化学与生活生产密切相关,下列事实与盐类水解无关的是( )
A.古代用浸泡过草木灰的溶液来洗涤衣物
B.“管道通”中含有铝粉和苛性钠,用于疏通下水道
C.氯化铵溶液和氯化锌溶液可作金属焊接中的除锈剂
D.向中加入水,加热蒸干,最后焙烧固体得到
2.化学平衡常数K、弱电解质的电离平衡常数Ka或Kb及溶度积常数Ksp是高中化学中常见的几种常数。它们都能反映相应的可逆变化进行的程度,下列关于以上常数的说法正确的是( )
A.若改变条件使可逆反应平衡右移,则达到新的平衡时的平衡常数K一定增大
B.一定温度下,在a mol·L-1的饱和石灰水中加入适量的b mol·L-1 CaCl2溶液(b>a),则一定有Ca(OH)2析出
C.相同温度时,CH3COOH的电离平衡常数Ka与NH3·H2O的电离平衡常数Kb相等,所以CH3COONH4的水溶液显中性
D.升高温度,以上常数均增大
3.下列说法中正确的是( )
A.25℃时某溶液中水电离出的c(H+)=1.0×10 12 mol·L 1,其pH一定是12
B.某温度下,向氨水中通入CO2,随着CO2的通入,不断增大
C.恒温恒容下,反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),起始充入3 mol X和3 mol Y,当X的体积分数不变时,反应达到平衡
D.某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2,该温度下加入等体积pH=10的NaOH溶液可使反应后的溶液恰好呈中性
4.下列说法正确的是( )
A.用图示仪器Ⅰ准确量取25.00mL酸性KMnO4溶液
B.装置Ⅱ可用于已知浓度的氢氧化钠溶液测定未知浓度盐酸的实验
C.中和滴定时,滴定管用所盛装的待装液润洗2~3次
D.中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶
5.25 ℃时,分别稀释pH=11的Ba(OH)2溶液和氨水,溶液pH的变化如下图所示。
已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 .
下列说法错误的是( )
A.若35 ℃时分别稀释上述两种溶液,则图中Ⅰ、Ⅱ曲线将比原来靠近
B.保持25 ℃不变,取A、B两点对应的溶液等体积混合后,pH=9
C.由水电离产生的c(H+):A点=B点
D.曲线Ⅰ上任意点对应的溶液中,=1.8×10-5
6.某厂废水中含较多的,其毒性较大。某学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料(的化合价为或),设计了如下实验流程。
已知:常温下。下列说法正确的是( )
A.实验室从溶液中获取绿矾晶体的方法为蒸发结晶
B.第①步反应的离子方程式:
C.实验室过滤时需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第②步调为9的主要目的是使完全沉淀
7.为了维持正常的生理活动,人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。例如,血液的正常pH范围是7.35~7.45,当血浆pH低于7.2会引起酸中毒,高于7.5会引起碱中毒。血浆“”缓冲体系对稳定体系酸碱度有重要作用。该缓冲体系可用平衡表示:,则下列说法错误的是( )
A.当体系中增加少量强酸或强碱时,由于浓度较大且可以调节,可防止体系的pH出现较大幅度的变化
B.当大量酸进入到缓冲体系时,体系中将变大
C.“”缓冲体系中存在:
D.若某温度下的一级电离常数,则当血液中时,人体可能已经发生酸中毒
8.在时,向两份的溶液中分别滴加浓度均为的盐酸和溶液。部分离子浓度随加入溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.相同条件下,醋酸和一水合氨的电离平衡常数相等
B.点和点存在的关系是
C.水的电离程度:
D.点:
9.某小组测定食用精制盐(、抗结剂)的碘含量(以I计,)。
Ⅰ.准确称取wg食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
Ⅱ.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使与KI反应完全;
Ⅲ.以淀粉为指示剂,逐滴加入的溶液10.00mL,恰好反应完全。
已知:
下列说法正确的是( )
A.与KI反应时,氧化剂和还原剂物质的量之比为5:1
B.食盐中含有的
C.Ⅲ中滴定终点的现象是溶液由无色恰好变为蓝色,且30s内不变色
D.所测精制盐的碘含量是
10.常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol·L 1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑的水解)。Xn 表示Cl 或。下列叙述正确的是( )
A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级为10 7
B.N点表示AgCl的不饱和溶液
C.向c(Cl )=c()的混合溶液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D.常温下,Ag2C2O4(s)+2Cl (aq) 2AgCl(s)+(aq)的平衡常数为109.04
11.室温下,向含有足量的悬浊液逐滴滴加稀盐酸,反应后混合液中(X代表或)与的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.
B.室温下,,
C.室温下,,
D.b点代表的溶液中:
二、非选择题
12.(20分)硫酸亚铁是重要的化工原料。
Ⅰ.(6分)(1)(4分)由溶液制备硫酸亚铁晶体的方法是 。检验晶体中是否完全变质,将晶体溶于水,加 (填试剂)。
(2)(2分)溶液与过量的溶液混合,可以得到含的浊液,离子方程式是 。
Ⅱ.(14分)氧化铁黄(FeOOH)是一种黄色颜料,具有非常好的耐光性和耐碱性,是氧化铁的一水合物。以为原料制备FeOOH的流程如下。
回答下列问题。
(3)(2分)若在实验室完成上述制备,不需要使用的仪器是 (填字母)。
(4)(4分)“氧化”时,溶液pH变化记录如下图所示。
①时段,pH快速下降的原因是反应生成了FeOOH和,该反应的化学方程式为 。
②时段,经历的反应为,该过程pH继续平缓下降的原因可能是 。
(5)(2分)判断流程中产品洗涤干净的方法是 。
(6)(6分)氧化铁黄(FeOOH)纯度可以通过产品的耗酸量确定,如下图所示。
已知:,不与稀碱液反应。
①在溶液c中滴加NaOH标准溶液,使用的指示剂为 。
②若实验时加入了n1 mol H2SO4,消耗了n2 mol NaOH,设氧化铁黄的摩尔质量为,则氧化铁黄样品纯度为 (用含w、、、M的代数式表示)。
③测定时,若滴入不足量,会使实验结果 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
第11周 水溶液中的离子反应与平衡综合
B 【解析】草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸钾水解使溶液显碱性,油污在碱性条件下易被除去,与盐类水解有关,A错误;铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气,增大管道内气压用于疏通下水道,与盐类水解无关,B正确;铵根离子、锌离子水解,有生成,使溶液显酸性,与铁锈反应,能起到除锈的作用,与盐类水解有关,C错误;在加热的条件下,水解得和HCl,反应的化学方程式为,最后焙烧得到,与盐类水解有关,D错误。
C 【解析】对于可逆反应,保持温度不变,若通过增加反应物浓度或减小生成物的浓度使平衡右移,则到达新的平衡时的平衡常数K不变,A错误;一定温度下,在a mol L-1的饱和石灰水中加入适量的b mol L-1 CaCl2溶液(b>a),混合液中n(Ca2+)增大,溶剂增多,c(OH-)减小,如果c(Ca2+)·c2(OH-)<Ksp[Ca(OH)2],则没有Ca(OH)2析出,B错误;相同温度时,CH3COOH的电离平衡常数Ka与NH3·H2O的电离平衡常数Kb相等,所以CH3COONH4的水溶液中阴阳离子的水解程度相同,溶液显中性,C正确;升高温度,假如反应为放热反应,平衡逆向移动,化学平衡常数K减小,D错误。
D 【解析】既然由水电解出的c(H+)=1.0×10-12mol/L,则由水电解出的c(OH-)==1.0×10-12mol/L;而c(H+)×c(OH-)=1.0×10-14mol/L,所以原来的溶液的c(H+)=1.0×10-2mol/L或者c(OH-)=1.0×10-2mol/L,即溶液可能呈现强酸或强碱性,强酸时pH=2,强碱时pH=12,A错误;NH3·H2O NH4++OH-,通入CO2平衡正向移动,c(NH4+)不断增大,而平衡常数不变,则=不断减小,B错误;恒温恒容下,反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),起始充入3 mol X和3 mol Y,列三段式,φ(X)=,由三段式计算可知,X的体积分数一直是50%,C错误;蒸馏水的pH=6,所以Kw=1×10-12,向pH=2的溶液中加入等体积浓度为0.01mol L-1的氢氧化钠溶液,可使该溶液恰好呈中性,D正确。
C 【解析】图Ⅰ所示的滴定管是碱式滴定管,在主体部分和尖嘴之间有一段橡皮管,橡胶容易被强氧化剂氧化,因此,准确量取25.00mL酸性KMnO4溶液要用酸式滴定管,A错误;氢氧化钠溶液应该装在碱式滴定管中,若氢氧化钠放在酸式滴定管中,会和玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠,使活塞粘住,而图Ⅱ中氢氧化钠溶液装在了酸式滴定管中,B错误;中和滴定实验中,量取一定体积待测液的滴定管需先用待测液润洗2~3次,才能装入待测液,以保证待测液浓度的准确度,C正确;中和滴定实验时,不能用待测液润洗锥形瓶,若先用待测液润洗锥形瓶,再放入一定体积的待测液,会导致滴定结果偏大,D错误。
A 【解析】25℃时,Ba(OH)2溶液和氨水的pH相同,由于Ba(OH)2是强电解质,完全电离,而氨水中NH3·H2O是弱电解质,部分电离,稀释相同倍数时,由于稀释过程中氨水会继续电离出OH-,导致溶液中OH-的浓度大于Ba(OH)2溶液中的OH-浓度,即溶液的pH变化小于Ba(OH)2溶液,因此曲线Ⅰ代表氨水稀释时溶液pH随稀释倍数的变化,曲线Ⅱ代表Ba(OH)2溶液稀释时溶液pH随稀释倍数的变化。温度升高,促进一水合氨的电离,稀释相同倍数时,氨水的pH变化更小,则在35℃时分别稀释两种溶液,图中Ⅰ、Ⅱ曲线将比原来疏远,A错误;25℃时,A、B两点对应的溶液的pH均为9,保持25℃不变,则Kw不变,两者等体积混合后,溶液中H+浓度不变,故pH仍不变,B正确;A点和B点溶液pH相同,则由水电离产生的H+浓度:A点=B点,C正确;曲线Ⅰ上任意点对应的溶液中存在电荷守恒:c(OH-)=c(H+)+c(),则有=1.8×10-5,D正确。
C 【解析】含的酸性废水中加入硫酸亚铁,还原后生成Cr3+,本身被氧化生成Fe3+,然后加入碱以后转化为氢氧化物的沉淀,经过焙烧后得到磁性材料。加热浓缩硫酸亚铁溶液,至出现少量固体,停止加热,降温、结晶,即得到FeSO4·7H2O绿矾晶体,A错误;产物生成氢氧根会与反应物亚铁离子反应,正确的离子方程式为,B错误;通过第②步操作以后,得到沉淀和滤液,实验室过滤时,需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;已知当金属离子为10-5mol/L的时候,可视为沉淀完全,根据题中金属沉淀的溶度积常数,Cr3+完全沉淀的pH值是,pH=5;完全沉淀的pH值为,,pH≈2.6;亚铁离子沉淀完全的pH值为,pH=8。所以根据计算结果可知,第②步调为的主要目的是使三种金属离子均完全沉淀,D错误。
C 【解析】由平衡可知,当少量酸进入人体血液时,平衡正向移动,放出CO2;当少量碱进入人体血液时,平衡逆向移动,通过肾脏调节,血液pH变化不大,A正确;当大量酸进入到缓冲体系时,平衡正向移动,c(HCO)减小,,比值增大,B正确;“”缓冲体系中存在电荷守恒:c()+c(OH-)+2c()=c(H+)+c(Na+),即不存在,C错误;当血液中时,,,此时pH=7,不在正常范围内,人体可能已经发生酸中毒,D正确。
B 【解析】常温下醋酸铵溶液的pH=7,则与CH3COO-的水解平衡常数相等,说明CH3COOH、的电离平衡常数相等,A正确;由图可知,d点的物质的量是b点Cl-的2倍,但两点溶液体积不同,故两种离子的浓度不存在2倍关系,B错误;a点溶质为CH3COONH4,促进水的电离,c点溶质为CH3COOH、NH4Cl,d点溶质为CH3COONa、;CH3COOH和都抑制水的电离,由A项分析可知两者电离平衡常数相等,故对水的电离的抑制程度也相同,故水的电离程度:,C正确;b点溶质为等物质的量的CH3COOH、NH4Cl和CH3COONH4(假设不考虑电离和水解),根据物料守恒可得,D正确。
D 【解析】KIO3与KI反应的化学方程式为KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,反应中氧化剂(KIO3)和还原剂(KI)物质的量之比为1:5,A错误;KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6,得到定量关系KIO3~3I2~6Na2S2O3,n(KIO3)==,B错误;以淀粉为指示剂,碘单质遇到淀粉变蓝色,终点现象是滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色;C错误;准确称取wg食盐,碘含量==,D正确。
D 【解析】由图可知,氯离子浓度和草酸根离子浓度相等时,氯化银饱和溶液中银离子浓度小于草酸银饱和溶液,则氯化银的溶解度小于草酸银,氯化银的溶度积Ksp(AgCl)= c(Cl ) c(Ag+)=10—5.75×10—4=10—9.75,草酸银的溶度积Ksp(Ag2C2O4)= c()c2(Ag+)=10—2.46×(10—4)2=10—10.46。由分析可知,草酸银的溶度积Ksp(Ag2C2O4)= c()c2(Ag+)=10—2.46×(10—4)2=10—10.46,数量级为10 11,A错误;由图可知,N点溶液中浓度熵Qc>Ksp(AgCl),是氯化银的过饱和溶液,B错误;由分析可知,氯化银的溶解度小于草酸银的溶解度,则向氯离子浓度和草酸根离子浓度相等的混合溶液中滴入硝酸银溶液时,先生成氯化银沉淀,C错误;由方程式可知,反应的平衡常数K==== =109.04,D正确。
D 【解析】根据,可得,则,即随-lgc(F-)的增大而减小,故L2代表-lgc(F-)与的关系,L1代表-lgc(Sr2+)与的关系;由(3.2,0)点:, 。结合分析,由(3.2,0)点:,由a点:,则,A正确;由c点,mol/L,,mol/L,室温下,,,B正确; 室温下,,,C正确;b点代表的溶液中,由物料守恒,则c(HF)=c(F-),,,由电荷守恒,则,D错误。
12.【答案】Ⅰ.(1)隔绝空气中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥 溶液
(2) Ⅱ.(3)D
(4)① ②反应生成的水解缓慢产生
(5)取最后一次洗涤液,加入溶液,未出现浑浊,则洗涤干净
(6) ①酚酞溶液 ② ③偏小
【解析】Ⅰ.(1)Fe2+容易被氧化,所以由溶液制备硫酸亚铁晶体必须隔绝空气,方法是隔绝空气中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥;检验晶体中是否完全变质,即检验是否还有Fe2+,方法是将晶体溶于水,滴加溶液,观察溶液是否产生蓝色沉淀。(2)溶液与过量的溶液混合,可以得到含的浊液,离子方程式是Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O。Ⅱ.(3)上述实验室制备过程需要过滤、洗涤、干燥,所以不需要用到的是蒸发皿,选D。(4)①时段,pH快速下降的原因是反应生成了FeOOH和,该反应的化学方程式为:。②时段,经历的反应为,由于反应生成Fe3+,该过程pH继续平缓下降的原因可能是反应生成的水解缓慢产生。(5)判断流程中产品是否洗涤干净即检验是否含有,方法是取最后一次洗涤液,加入溶液,未出现浑浊,则洗涤干净。(6)①在溶液c中滴加NaOH标准溶液,该过程是硫酸与NaOH的反应,所以使用的指示剂为酚酞溶液。②根据2FeOOH+3H2SO4=Fe2(SO4)3+4H2O,氧化铁黄与硫酸反应的转化关系:2FeOOH~3H2SO4,剩余硫酸与NaOH反应的转化关系:H2SO4~2NaOH,若实验时加入了的,消耗,设氧化铁黄的摩尔质量为,则氧化铁黄样品纯度为=。③测定时,若滴入不足量,会导致溶液中还有Fe3+,使消耗的NaOH偏多,使结果偏小。