第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节沉淀溶液平衡(四)2021~2022学年高二化学人教版(2019)选择性必修1
一、单选题,共10小题
1.AgI可用于人工降雨。AgI溶于水,溶液中离子浓度与温度的关系如图所示,已知:pAg=-lgc(Ag+),pI=-lgc(I-)。下列说法正确的是(
)
A.图象中,T<20℃
B.AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f
C.20℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中c(Ag+)=1×10-bmol?L-1
D.在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点移动到f点
2.在25℃时,AgCl的白色悬浊液中,依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,观察到的现象是先出现黄色沉淀,最后生成黑色沉淀。下列叙述不正确的是
A.溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀
B.若先加入Na2S溶液,再加入KI溶液,则无黄色沉淀产生
C.25℃时,饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag+的浓度相同
D.25℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不同
3.已知,现将溶液与的溶液等体积混合,若要产生沉淀,则原溶液的浓度至少为
A.
B.
C.
D.
4.苯甲酸钠(缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的,Ka1=4.17×10-7,Ka2=4.90×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25℃,不考虑饮料中其他成分)
A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)不变
C.当pH为5.0时,饮料中=0.16
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)-c(HA)
5.下列有关说法正确的是
A.向20mL0.5mol/LFeBr2(ap)中通入224mLCl2(标准状况):2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
B.25℃时,向2mL0.1mol﹒L-1Na2S溶液中滴入几滴0.1mol﹒L-1ZnSO4溶液,有白色沉淀生成;再滴加几滴0.1mol﹒L-1CuSO4溶液,则又有黑色沉淀生成,可以得出结论:Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
C.向30mL0.5mol/LNaOH(aq)中通入224mLCO2(标准状况):3OH-+2CO2=CO32-+HCO3-+H2O
D.已知25℃时,CH3COOH的Ka=1.8×10-5,HClO的Ka=3.0×10-8,等浓度的CH3COONa和NaClO溶液混合后,溶液中各离子浓度的大小关系是:C(Na+)>
C(ClO-)>
C(CH3COO-)>
C(OH-)>
C(H+)
6.下列说法正确的是( )
A.铁表面镀铜时,将铁与电源的正极相连,铜与电源的负极相连
B.0.01
mol
Cl2通入足量水中,转移电子的数目为6.02×1021
C.反应3C(s)+CaO(s)===CaC2(s)+CO(g)在常温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0
D.加水稀释0.1
mol·L-1CH3COOH溶液,溶液中所有离子的浓度均减小
7.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s)?Ca2++2OH-,如在其中加入少量CaO后,恢复到原温度,下列说法正确的是
A.溶液的pH不变
B.溶液质量不变
C.溶质质量不变
D.氢氧根浓度增大
8.下列叙述中正确的是
A.溶度积大的化合物溶解度一定大
B.AgCl水溶液的导电性很弱,所以AgCl是弱电解质
C.将难溶电解质放入纯水中,溶解达平衡时,电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积
D.在一定温度下,向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解,又达到平衡时,AgCl的溶解度不变,溶度积也不变
9.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液
pH,金属阳离子浓度的变化如图所示.据图分析,则下列判断错误的是
A.Ksp〔Fe(OH)3〕<Ksp〔Cu(OH)2〕
B.加适量浓NH3·H2O可使溶液由a
点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H+)
与c(OH-)乘积不相等
D.Fe(OH)3在d点代表的溶液过饱和
10.常温下,向20mL0.1mol·L-1BaCl2溶液中滴加0.2mol·L-1Na2CO3溶液的滴定曲线如图所示。已知:pBa=-lgc(Ba2+),pKa=-lgKa;常温下H2CO3:pKa1=6.4,pKa2=10.3.下列说法正确的是
A.常温下,Na2CO3溶液的pKh1=3.7(Kh1为一级水解常数)
B.常温下,Ksp(BaCO3)≈1.0×10-7
C.E、F、G三点的Ksp从大到小的顺序为:G>F>E
D.其他条件相同,用MgCl2溶液替代BaCl2溶液,F点向G点迁移
二、非选择题,共10小题
11.电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:25
℃下列弱酸的电离常数
HCN:K=4.9×10-10
CH3COOH:
K=1.8×10-5
H2CO3:
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
(1)
物质的量浓度均为
0.1
mol·L-1
的四种溶液:
a.CH3COONab.Na2CO3
c.NaCNd.NaHCO3
pH
由小到大排列的顺序是_________(用字母填写)。
(2)向
NaCN
溶液中通入少量
CO2,发生的化学方程式为______。
(3)不能证明
HCN
是弱电解质的方法是______。
A.常温下,测得
0.
1mol/L
HCN
的
pH>l
B.常温下,测得
NaCN
溶液的
pH>7
C.常温下,
pH=l
的
HCN
溶液加水稀释至
100
倍后
PH<3
D.常温下,10ml
0.
1mol/L
的
HCN
溶液恰好与
10ml
0.
1mol/LNaOH
溶液完全反应
(4)常温下,0.1
mol·L-1
CH3COOH
溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是_____。
A.c(H+)
B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)·c(OH-)
D.c(OH-)/c(H+)
(5)25
℃在
CH3COOH
与
CH3COONa
的溶液中,pH=6,则溶液中
c(CH3COO-)-c(Na+)=______mol·L-1(填精确值)。
12.废弃电池随意丢弃会对土壤或水产生污染,电池中含有的重金属离子对植物生长有毒害作用,摄入人体还会伤害人的脑细胞、神经、肝、肾、骨骼等某同学查阅一些难溶物常温下的溶度积常数如下表:
物质
FeS
CuS(黑色)
MnS(红色)
PbS
HgS
ZnS
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Pb(OH)2
Zn(OH)2
Ksp
6.3×10-18
1.3×10-35
2.5×10-13
3.4×10-28
6.4×10-33
1.6×10-24
2.6×10-39
3.2×10-34
4.5×10-13
1.0×10-16
1.2×10-17
(1)该同学在含有相同浓度Mn2+和Cu2+的溶液中滴加Na2S的稀溶液,观察到先出现的沉淀的颜色是_______,该实验说明在相同条件下,同类型沉淀的Ksp越小,物质的溶解度_______(填“越大”或“越小”)。
(2)已知,某溶液中Fe3+的物质的量浓度为2.6mol/L,常温下该离子开始沉淀的pH为_______。若溶液中含有与Fe3+等浓度的Al3+,调节pH使Fe3+沉淀完全时的pH为_______,沉淀中_______Al(OH)3沉淀(填“含有”或“不含有”)。
(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,利用沉淀转化原理最适宜加入过量的_______(填序号)。
A.FeS
B.Fe2O3
C.Na2S
D.ZnO
写出加入该试剂除去Pb2+时发生反应的离子方程式:_______。
(4)由FeCl3溶液得到纯的无水FeCl3,需要进行的操作是_______。若直接蒸发后灼烧,得到的固体是_______。
(5)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量的盐酸,这种试剂是_______
A.NH3?H2O
B.NaOH
C.Na2CO3
D.MgCO3
(6)普通泡沫灭火器内的玻璃筒里盛硫酸铝溶液,铁筒里盛碳酸氢钠溶液,其化学反应的原理是_______。硫酸铝还可用于制备净水剂明矾,明矾的净水原理是:_______(用离子方程式表示)。
13.现有浓度均为0.1
mol?L-1的五种电解质溶液①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa;⑤NaOH。
已知:HCO3-
+
H2O
+
AlO2-=Al(OH)3↓
+
CO32-
(1)25℃时⑤的pH=_____________。
(2)请写出NaHCO3在水溶液中的电离方程式___________________________________。
(3)这五种溶液的pH由大到小的顺序是_____________________________(填编号)。
(4)在上述五种溶液中分别加入AlCl3溶液,能产生大量无色无味气体的是______(填编号)。
(5)将五种溶液稀释相同的倍数时,其pH变化最大的是___________________(填编号)。
14.已知难溶于水的盐在水中存在溶解平衡:
在一定温度下,水溶液中Ag+的物质的量浓度和Cl-的物质的量浓度的乘积为一常数,可用
KSP表示:KSP
=
c(Ag+)·c(Cl-)=1.8·10-10
。
若把足量AgCl分别放入①
100
mL蒸馏水,②
100
mL
0.1
mol
/
L
NaCl溶液,③
100
mL
0.1
mol
/
L
AlCl3溶液,④
100
mL
0.1
mol
/
L
MgCl2溶液中,搅拌后,在相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序(用序号回答)是
______>______>______>______。在0.1
mol
/
L
AlCl3溶液中,Ag+的物质的量浓度最多为_________mol
/
L。
15.NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其原理是__。(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中c()___(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中c()。
(3)均为0.1mol·L-1的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图所示。
①其中符合0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是___(填字母),导致pH随温度变化的原因是___;
②20℃时,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中2c()—c()—3c(Al3+)=____。
(4)室温时,向100mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:
试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是____点,在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___。
16.(1)电化腐蚀是钢铁发生腐蚀的主要原因,当水膜氢离子浓度较小时,主要发生吸氧腐蚀,其负极反应式为___________,正极反应式为___________。
(2)将氯化铁溶液蒸干灼烧得到的固体物质是___________;(填化学式,下同)将硫酸铝溶液蒸干得到的固体物质是___________。
(3)除CaSO4水垢的方法,热的纯碱溶液洗涤再用盐酸洗涤效果更好的原理是___________﹔写出反应的化学方程式___________、___________﹔明矾净水的离子方程式___________。
(4)在2
mL
0.
1
mol/L的NaCl溶液中,加入
2
mL
0.1
mol/L的AgNO3溶液,可观察到___________,此反应的离子方程式为___________。将此混合液过滤,滤渣加入2
mL
0.1
mol/L的KI溶液,搅拌,可观察到___________,反应的离子方程式为___________。
(5)对于Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),其
Ksp的表达式为___________。
17.如图表示是25℃时,难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol?L-1,假定该浓度为饱和溶液中金属阳离子的浓度),请完成下列问题:
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是___。
(2)若要除去酸性CuCl2溶液中的少量Fe2+,可以先加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为___;再向其中加入调节溶液的pH,应该控制溶液的pH___(填选项)。
A.<1
B.4左右
C.>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,____填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是___。
(4)25℃下Ksp[Cu(OH)2]=___。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如表。
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
1.3×10-35
3.4×10-28
6.4×10-33
1.6×10-24
为除去工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此废水中加入过量的___。
A.NaOH
B.FeS
C.Na2S
18.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。______
19.分铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要作用。
(1)二氧化铈
(CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2在该反应中作______剂。
(2)自然界Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。完成并配平下列离子方程式:
_____Cr2O72-+_____SO32-+_____
=_____Cr3++_____SO42-+
_____H2O
(3)钛(Ti)被誉为“二十一世纪的金属”,工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,该反应的化学方程式是____。
(4)NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于镀镍、电池等,可由电镀渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下:
①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质,除去Cu2+的离子方程式为__。
②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH,调pH的目的是_____。
③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是_____。
20.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下饱和溶液的浓度(mol·L-1)如图所示。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是____(填化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为____(填字母)。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,____(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是____。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示。
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
1.3×10-36
3.4×10-28
6.4×10-53
1.6×10-24
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的____(填字母)除去它们。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
试卷第2页,总2页
试卷第1页,总1页
参考答案
1.B
【分析】
碘化银溶于水的过程为电离的过程,电离断键,故碘化银溶解是吸热的,在水中存在碘化银的溶解平衡,Ksp=
c(Ag+)?c(I-),Ksp属于平衡常数的一种,只受温度影响,结合图像分析解答。
【详解】
A.碘化银溶解是吸热的,温度越高电离出的离子越多,图象中c(I-):a>b,故T>20℃,故A错误;
B.Ksp属于平衡常数的一种,只受温度影响,在相同温度下,曲线上的各点溶度积相同,温度越高,溶度积越大,
AgI的溶度积Ksp(AgI):c=d=e<f,故B正确;
C.20℃时,AgI粉末溶于饱和KI溶液中,碘化银溶解平衡逆向移动,c(Ag+)<1×10-bmol?L-1,故C错误;
D.在d点饱和AgI溶液中加AgNO3粉末,d点沿de曲线向e点移动,故D错误;
答案选B。
2.C
【详解】
A.
对于相同类型的难溶性盐,一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀,如向AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液,可生成AgI沉淀,A项正确;
B.?Ag2S溶度积较小,加入Na2S溶液后,溶液中银离子浓度非常小,加入等浓度的KI溶液后,离子的浓度幂之积小于Ksp,不能生成黄色沉淀,B项正确;
C.
饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中Ag+的浓度分别为:
mol/L、
mol/L、
mol/L,Ag+的浓度不同,C项错误;
D.?AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解度不同,因为Cl?的浓度越大,AgCl的沉淀溶解平衡越向逆方向移动,溶解度减小,D项正确;
答案选C。
3.C
【详解】
根据题意得到,,解得,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
4.D
【详解】
A.由题中的信息可知,苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于,所以相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较高,故A错误;
B.提高二氧化碳充气压力,溶液的酸性增强,溶液中的c(A-)减小,故B错误;
C.当pH为5.0时,饮料中,故C错误;
D.碳酸饮料中碳酸电离的氢离子与水电离的氢离子之和等于溶液中氢离子与结合的氢离子之和,即溶液中存在质子守恒,则各种粒子的浓度关系为:,故D正确。
答案选D。
5.C
【解析】
试题分析:A、溴化亚铁和氯气的物质的量之比是1:1,反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-,A错误;B、反应中硫化钠过量,再滴加硫酸铜一定产生硫化铜沉淀,不能说明二者溶度积常数相对大小,B错误;C、氢氧化钠和CO2的物质的量之比是3:2,所以反应的离子方程式为3OH-+2CO2=CO32-+HCO3-+H2O,C正确;D、醋酸的酸性强于次氯酸,相同浓度时醋酸根的水解程度小于次氯酸根离子,则等浓度的CH3COONa和NaClO溶液混合后,溶液中各离子浓度的大小关系是:c(Na+)>
c(CH3COO-)>
c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),D错误,答案选C。
【考点定位】考查离子方程式书写、盐类水解以及溶度积常数应用等
【名师点晴】该题的难点是离子方程式书写,注意反应物过量的问题,常见的与量有关的离子方程式有下列情况:(1)CO2(或SO2、H2S)参与的离子反应,CO2(SO2、H2S)少量时生成正盐,过量或足量时生成酸式盐。(2)酸式盐与碱反应,书写时可采用设“1”法,即将少量物质的量定为1
mol,其他反应物的离子根据需要确定物质的量。(3)FeBr2(还原性Fe2+>Br-)、FeI2(还原性I->Fe2+)通入Cl2,Cl2不足时对于FeBr2氧化Fe2+,对于FeI2氧化I-等。(4)Fe与HNO3的反应,Fe少量生成Fe3+,Fe过量生成Fe2+。
6.C
【解析】
【详解】
A.
根据电镀原理易知,铁表面镀铜时,将铁与电源的负极相连作电解池的阴极被保护,铜与电源的正极相连作阳极,失电子发生氧化反应,A项错误;
B.
0.01
mol
Cl2通入足量水中发生的反应为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,为可逆反应,则转移电子的数目小于6.02×1021,B项错误;
C.
反应3C(s)+CaO(s)===CaC2(s)+CO(g)中ΔS>0,因在常温下不能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS>0,那么ΔH必大于0,C项正确;
D.
CH3COOH为弱酸,发生电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释0.1
mol·L-1CH3COOH溶液过程中,CH3COO-与H+的离子浓度减小,但一定温度下,水溶液中的离子积不变,则OH-的浓度增大,D项错误;
答案选C。
7.A
【详解】
A.
在同一温度下饱和溶液的浓度不变,因此c(OH-)不变,水的离子积不变,故溶液的pH不变,A符合题意;
B.
CaO与H2O反应变为Ca(OH)2固体,从溶液中析出,因此溶液质量减少,B不符合题意;
C.
CaO与H2O反应变为Ca(OH)2固体,溶剂质量减小,溶质也会从溶液中变为固体析出,所以溶质质量减少,C不符合题意;
D.
同一温度下的饱和溶液,溶质的浓度不变,溶质电离产生的离子浓度也不会发生改变,D不符合题意;
故合理选项是A。
8.D
【解析】对于化学式相似溶度积大的化合物溶解度大,所以化学式不相似不能直接比较溶度积,A错误;导电性与溶液中自由移动离子浓度有关,自由移动离子浓度越大导电性越强,AgCl在水中完全电离属于强电解质,B错误;溶度积是离子浓度幂的乘积,所以电解质离子浓度的乘积不一定是该物质的溶度积,C错误;在一定温度下溶解度和溶度积为常数,所以在一定温度下,向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解,又达到平衡时,AgCl的溶解度不变,溶度积也不变,D正确;正确选项D
。
点睛:在一定温度下,向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解,又达到平衡时,溶液中银离子浓度、氯离子浓度均不变,所以AgCl的溶解度不变,溶度积也不变。
9.C
【解析】
【详解】
A项,b点pH=1.3,c(OH-)=10-12.7mol/L,有Ksp〔Fe(OH)3〕=c(Fe3+)c3(OH-)=(10-12.7)3c(Fe3+),c点时pH=4.4,c(OH-)=10-9.6mol/L,有Ksp〔Cu(OH)2〕=c(Cu2+)c2(OH-)=(10-9.6)2c(Cu2+),溶液在b、c两点时c(Fe3+)=
c(Cu2+),可知Ksp〔Fe(OH)3〕<Ksp〔Cu(OH)2〕,故A项正确;
B项,溶液由a点变到b点即溶液pH变大,向溶液中加入适量浓NH3·H2O会使溶液pH值变大,因此能使溶液由a点变到b点,故B项正确;
C项,因为温度不变,所以该溶液中c(H+)
与c(OH-)的乘积,即水的离子积常数Kw不变,故C项错误;
D项,d点在Fe(OH)3沉淀溶解平衡曲线上方,因此这时的溶液过饱和,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为C。
10.A
【详解】
A.,,,A项符合题意;
B.20mL0.1mol·L-1BaCl2溶液中滴加0.2mol·L-1Na2CO3溶液,当加入10mL
Na2CO3溶液时,Ba2+和恰好完全反应生成BaCO3,此时溶液中
,F点
,,
,B项不符合题意;
C.Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,故E、F、G三点的Ksp相等,C项不符合题意;
D.MgCO3微溶于水,BaCO3难溶于水,若用MgCl2溶液替代BaCl2溶液,当恰好完全反应时,溶液中,则,F点向下移动,D项不符合题意;
答案选A。
11.adcb
NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3
D
BD
9.9×10-7
【详解】
(1)根据数据分析,电离常数:醋酸>H2CO3>HCN>碳酸氢根离子,所以等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液、NaHCO3溶液水解程度为:Na2CO3溶液>NaCN溶液>NaHCO3溶液>CH3COONa溶液,故溶液的pH为:Na2CO3溶液>NaCN溶液>NaHCO3溶液>CH3COONa溶液;pH
由小到大排列的顺序是adcb;
(2)向NaCN溶液中通入少量CO2,由于酸性:H2CO3>HCN>HCO3-,故反应生成HCN和碳酸氢钠,不能生成二氧化碳,故反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3;
(3)A.氢氰酸为一元酸,0.
1mol/L氢氰酸溶液的pH=1时该酸为强酸,但pH>l,说明电离生成的氢离子小于10-1mol/L,电离不完全,选项A不选;
B、常温下,测得
NaCN
溶液的
pH>7,NaCN溶液呈碱性,说明为强碱弱酸盐,则HCN为弱酸,选项B不选;
C、常温下,pH=1的HCN稀释100倍后所得溶液pH<3,可说明HCN在加水稀释时进一步电离,为弱电解质,选项C不选;
D、二者物质的量相等,不能证明酸性的强弱,选项D选;
答案选D;
(4)A.CH3COOH溶液加水稀释过程,促进电离,c(H+)减小,选项A不选;
B.c(H+)/c(CH3COOH)=n(H+)/n(CH3COOH),则稀释过程中比值变大,选项B选;
C.稀释过程,促进电离,c(H+)减小,c(OH-)增大,c(H+)?c(OH-)=Kw,Kw不变,选项C不选;
D.稀释过程,促进电离,c(H+)减小,c(OH-)增大,则c(OH-)/c(H+)变大,选项D选;
答案选BD;
(5)25
℃在
CH3COOH
与
CH3COONa
的溶液中,pH=6,c(H+)=10-6mol/L,c(OH-)=10-8mol/L,根据电荷守恒,有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(Na+)+10-6mol/L
=c(CH3COO-)+10-8mol/L,可得:c(CH3COO-)-c(Na+)=10-6mol/L-10-8mol/L
=9.9×10-7mol/L。
【点睛】
本题考查电解质溶液之间的反应,涉及到强电解质、弱电解质的电离、盐类的水解及溶液的pH值、离子浓度大小的比较等知识,解题时要善于利用溶质物质的量的变化去分析。
12.黑色
越小
1
2.80
含有
A
Pb2++FeS=PbS+Fe2+
干燥HCl气流中加热
Fe2O3
D
Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+
【详解】
(1)根据表格数据可知Ksp(CuS)(2)溶液中Fe3+的物质的量浓度为2.6mol/L,则开始沉淀时c(OH-)==110-13mol/L,则c(H+)=0.1mol/L,pH为1;Fe3+完全沉淀时c(Fe3+)=110-5mol/L,则此时c(OH-)==6.3810-12mol/L,则c(H+)=1.5710-3mol/L,pH=2.80,则此时Qc[Al(OH)3]=
c3(OH-)·c(Al3+)=2.610-342.6=6.7610-34>
Ksp[Al(OH)3],所以沉淀中含有Al(OH)3;
(3)根据题目所给信息可知除去Cu2+、Pb2+、Hg2+可将它们转化为硫化物沉淀,同时为了不引入新的杂质,应选用不溶于水的硫化物,结合沉淀转化原理(难溶物可以转化为更难溶的沉淀),可以选用溶解度小于CuS、PbS和HgS的难溶物FeS进行除杂,故选A;
试剂除去Pb2+时发生的离子反应方程式为:FeS+Pb2+?Fe2++PbS;
(4)氯化铁溶液中存在铁离子的水解,蒸发时促进水解同时使HCl挥发,造成氯化铁彻底水解,为了抑制氯化铁水解,可以在干燥HCl气流中加热蒸发FeCl3溶液得到无水FeCl3,若直接蒸发会得到氢氧化铁,灼烧后得到Fe2O3;
(5)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,需加入某种物质使溶液的pH增大,同时还要注意不引入新的杂质,所以可以加入MgO、MgCO3等调节pH,故选D;
(6)铝离子水解使溶液显酸性,碳酸氢根水解使溶液显碱性,二者相互促进从而彻底双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,离子方程式为Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑;
明矾可以电离出铝离子,铝离子水解产生氢氧化铝胶体,吸附水中杂质,从而达到净水的目的,离子方程式为Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+。
13.13
NaHCO3=Na++HCO3-
⑤③①②④
①②
⑤
【分析】
(1)
25℃时⑤NaOH0.1
mol?L-1,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L;
(2)
NaHCO3在水溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子;
(3)生成盐对应的酸,酸性越弱越水解,水解程度越大,溶液的碱性越强;
(4)①Na2CO3、②NaHCO3与AlCl3发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳气体;
(5)①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa加水稀释时,水解平衡正向移动,导致c(OH-)减小的程度较小;⑤NaOH为强碱,完全电离,加水稀释,无平衡的移动,则其pH变化最大。
【详解】
(1)
25℃时⑤NaOH0.1
mol?L-1,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L,则pH=13;
(2)
NaHCO3在水溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++HCO3-;
(3)已知酸性:CH3COOH>H2CO3>
HCO3->
Al(OH)3,其对应的盐,越弱越水解,水解程度越大,溶液的碱性越强,则五种溶液的pH由大到小的顺序是⑤③①②④;
(4)①Na2CO3、②NaHCO3与AlCl3发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳气体;
(5)①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa加水稀释时,水解平衡正向移动,导致c(OH-)减小的程度较小;⑤NaOH为强碱,完全电离,加水稀释,无平衡的移动,则其pH变化最大。
14.①>②>④>③、6╳
10-10
【解析】
①100mL蒸馏水中银离子浓度不变;②100mL
0.1mol/L
NaCl溶液中C(Cl-)=0.1mol/L;氯离子抑制氯化银的溶解,KSP=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10;c(Ag+)==1.8×10-9mol/L;③100mL
0.1mol/L
AlCl3溶液中c(Cl-)=0.3mol/L;氯离子抑制氯化银的溶解,KSP=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10;c(Ag+)==6×10-10mol/L;④100mL
0.1mol/L
MgCl2溶液中,C(Cl-)=0.2mol/L;氯离子抑制氯化银的溶解,KSP=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10;c(Ag+)==9×10-10mol/L;综合上述计算得到:①>②>④>③;在0.1mol/L
AlCl3溶液中,Ag+的物质的量浓度最多为:6×10-10mol/L。
点睛:本题考查了难溶物质的沉淀溶解平衡的应用,溶度积的计算应用,注意溶度积是随温度变化,不随浓度变化,题目难度中等。依据在一定温度下,水溶液中Ag+的物质的量浓度和Cl-的物质的量浓度的乘积为一常数,可用
KSP表示:KSP=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10;温度不变,Ksp不变,分别计算银离子浓度比较。
15.Al3+在溶液中发生水解反应Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,能吸附水中悬浮颗粒产生沉降,从而达到净化水的目的
小于
Ⅰ
NH4Al(SO4)2溶于水电离出的铵根离子和铝离子水解使溶液呈酸性,水解反应是吸热反应,升高温度,铵根离子和铝离子的水解程度增大,氢离子浓度增大,pH减小
10—3
mol·L-1—c(OH-)
a
c(Na+)>c()>c()>c(OH-)=c(H+)
【详解】
(1)
NH4Al(SO4)2溶于水电离出Al3+,Al3+在溶液中发生水解反应Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,能吸附水中悬浮颗粒产生沉降,从而达到净化水的目的,故答案为:Al3+在溶液中发生水解反应Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,能吸附水中悬浮颗粒产生沉降,从而达到净化水的目的;
(2)
相同条件下,氢离子和铝离子均能拟制铵根离子水解,但等浓度的氢离子的抑制程度大于铝离子,则0.1
mol·L-1NH4Al(SO4)2中c()小于0.1
mol·L-1NH4HSO4中c(NH4+),故答案为:小于;
(3)
①由于
NH4Al(SO4)2溶于水电离出的NH4+、Al3+在溶液中水解使溶液显酸性,水解反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,则符合条件的曲线是I,故答案为:I;NH4Al(SO4)2溶于水电离出的铵根离子和铝离子水解使溶液呈酸性,水解反应是吸热反应,升高温度,铵根离子和铝离子的水解程度增大,氢离子浓度增大,pH减小;
②由图可知,20
℃时,0.1
mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH为3,由溶液中的电荷守恒关系2c(SO42-)+c(OH-)
=c(NH4+)+c(H+)+3
c(OH-)
(Al3+)可得20
℃时,2c()—c()—3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)
=10-3
mol·L-1—c(OH-),故答案为:10-3
mol·L-1—c(OH-);
(4)
向100
mL
0.1
mol·L-1?NH4HSO4溶液中滴加0.1
mol·L-1?NaOH溶液,发生的反应为H++OH-=H2O、OH-+NH4+=NH3·H2O,由方程式可知,a点时氢氧化钠溶液恰好中和溶液中氢离子,得到等浓度的硫酸铵和硫酸钠的混合溶液,溶液中的铵根水解促进水的电离;a点之后,铵根离子与氢氧根离子反应生成抑制水电离的一水合氨,铵根离子浓度越小,促进水的电离程度越小,所以溶液中水的电离程度最大是a点;由图可知b点时,溶液pH为7,该点为硫酸钠、硫酸铵和一水合氨的混合溶液,则溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na+)>c()>c()>c(OH-)=c(H+),故答案为:c(Na+)>c()>c()>c(OH-)=c(H+)。
16.Fe-2e-=Fe2+
2H2O+O2+4e-=4OH-
Fe2O3
Al2(SO4)3
CO+H2OHCO+OH-,温度升高,促进水解
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
CaCO3+2HCl=
CaCl2+H2O+CO2↑
Al3++H2O=Al(OH)3(胶体)+H+
有白色沉淀产生
Ag++Cl-=AgCl↓
白色沉淀转化成淡黄色沉淀
AgCl+I-=AgI+Cl-
Ksp=c2(Ag+)c(S2-)
【分析】
根据原电池原理分析吸氧腐蚀中的电极反应;根据沉淀的转化分析水垢的除杂原理;根据盐类水解分析盐溶液加热蒸发时的产物及明矾净水等原理;根据沉淀溶解平衡常数的表达式及反应方程式分析解答;
【详解】
(1)根据原电池原理分析得,活泼金属铁作负极,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+;氢离子浓度较低时,正极反应为氧气得电子结合水生成氢氧根,反应式为:
2H2O+O2+4e-=4OH-;则称为吸氧腐蚀;
(2)在FeCl3溶液中,Fe3+发生水解生成Fe(OH)3:FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl,由于加热蒸发,使HCl挥发,破坏平衡,使平衡不断向右移动,结果生成Fe(OH)3,又由于灼热发生2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,使Fe(OH)3分解生成Fe2O3;硫酸铝在水中水解生成氢氧化铝和硫酸,硫酸为难挥发性酸,所以最终得到的产物是硫酸铝;
(3)CaSO4不溶于盐酸,不能直接用盐酸,可以先转化为碳酸钙沉淀,然后用盐酸除去,反应方程式为:CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
;CaCO3+2HCl=
CaCl2+H2O+CO2↑;纯碱溶液中碳酸根离子水解呈碱性,加热促进水解,油污等在碱性条件下更易水解,所以洗涤效果更好,离子方程式为:CO+H2O
HCO+OH-;明矾在水溶液中水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性净水,离子方程式为:Al3++H2O=Al(OH)3(胶体)+H+;
(4)氯化钠与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,离子方程式为:Ag++Cl-=AgCl↓;难溶电解质存在沉淀溶解平衡,因为AgI更难溶,所以加入KI溶液时会生成淡黄色的AgI沉淀,离子方程式为:AgCl+I-=AgI+Cl-;
(5)根据沉淀溶解平衡常数的表达式得Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq)得:
Ksp=c2(Ag+)?c(S2-)。
17.Cu2+
H2O2+2Fe2++2H+=
2Fe3++2H2O
B
不能
Ni2+、Co2+沉淀的pH范围相差太小
10-20mol3/L3
B
【详解】
(1)根据图像可知,pH=3时溶液中铜元素不会产生沉淀,主要存在形式为Cu2+;
(2)H2O2在酸性溶液中将Fe2+氧化为Fe3+,同时生成水反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=
2Fe3++2H2O;调节溶液的pH,除去Fe3+,且不能Cu2+使生成沉淀,根据图像则2.5<pH<6,答案为B;
(3)根据图像可知,Ni2+、Co2+沉淀的pH范围相差太小,无法控制溶液的pH,则不能通过调节pH的方法分离;
(4)根据图像,pH=5时,溶液中c(Cu2+)=0.01mol/L,25℃时溶液c(OH-)=10-9mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.01mol/L×(10-9mol/L)2=10-20mol3/L3;
(5)为除去工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,应使三种离子全部生成沉淀,根据表中数据,应使其转化为更难容的硫化物,且加入的物质为难溶于水的固体物质,不引入新的杂质离子,答案为B。
18.错
【分析】
CH3COONH4是弱酸弱碱盐,水溶液中发生水解促进水的电离,NaCl属于强酸强碱盐,不水解。
【详解】
CH3COONH4是弱酸弱碱盐,水溶液中发生水解,CH3COONH4促进水的电离,醋酸根离子水解程度和铵根离子水解程度相近溶液呈中性,NaCl是强酸强碱盐对水的电离无影响,所以两溶液中水的电离程度不同,故说法错误;因此,本题正确答案是:
×。
19.氧化
1
3
8H+
2
3
4
4Na+TiCl4Ti+4NaCl
FeS+Cu2+=CuS+Fe2+
除去Fe3+
增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)
【详解】
(1)CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2中的Ce是+4价,在H2O2的作用下可生成Ce3+,因此发生还原反应,CeO2在该反应中作氧化剂;故答案为氧化;
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,根据得失电子相等,Cr2O72-与SO32-的物质的量之比是1:3;反应的离子方程式:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;故答案为Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(3)工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,四氯化钛被钠还原为钛,反应的化学方程式为:4Na+TiCl4Ti+4NaCl;故答案为4Na+TiCl4Ti+4NaCl;
(4)①FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化,即FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;故答案为FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;
②对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+,然后调pH沉淀Fe3+;故答案为氧化Fe2+,除去Fe3+;
③NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,而后过滤,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,有利于蒸发结晶;故答案为增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。
20.Cu2+
B
不能
Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小
B
【详解】
(1)由图可看出,当pH=3时,Cu(OH)2的溶解度非常大,铜主要以Cu2+的形式存在;
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该调控溶液的pH,使Fe(OH)3的溶解度非常小,同时Cu(OH)2的溶解度非常大或者说Cu2+可以稳定存在,即2.5<pH<4.5范围,故选择B;
(3)由于Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,故不能通过调节溶液pH的方法来分离两种离子;
(4)由溶度积常数可看出,重金属离子Cu2+、Pb2+、Hg2+的硫化物的溶度积常数远小于FeS的溶度积常数,故可工业废水中加入过量的FeS,发生沉淀的转化,特别重要的时同时析出Fe2+,避免了重金属的污染。
答案第1页,总2页
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