2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1
第3章 物质在水溶液中的行为
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Mn 55 Fe 56。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项 现象或事实 解释
A 用热的烧碱溶液洗去油污 Na2CO3可直接和油污反应
B 漂白粉在空气中久置变质 漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C 施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混用 K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作 FeCl3能从含有C的溶液中置换出铜
2.高锰酸钾在酸性条件下可氧化H2O2:2Mn+5H2O2+6H+ 8H2O+
5O2↑+2Mn2+,可利用该反应测定H2O2样品纯度(样品中不含其他还原性离子)。下列说法错误的是( )
A.将高锰酸钾溶液装入酸式滴定管中
B.打开酸式滴定管的活塞,迅速放液以赶出气泡
C.滴定过程中,眼睛要时刻注意滴定管液面变化
D.盛放H2O2溶液的锥形瓶内壁有水,对所测定的H2O2样品的纯度无影响
3.测定水的总硬度一般采用配位滴定法,即在pH=10的氨性溶液中,以铬黑T作为指示剂,用EDTA(乙二胺四乙酸)标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+。测定中涉及的反应有:
①M2+(金属离子)+Y4-(EDTA) MY2-;
②M2++EBT(铬黑T,蓝色) MEBT(酒红色);
③MEBT+Y4-(EDTA) MY2-+EBT。
下列说法正确的是( )
A.配合物MEBT的稳定性大于MY2-
B.在滴定过程中眼睛要随时观察滴定管中液面的变化
C.达到滴定终点的现象是溶液恰好由酒红色变为蓝色,且半分钟内不恢复原色
D.实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗,测定结果将偏小
4.下列离子组在给定条件下能否大量共存的判断正确,所发生反应的离子方程式也正确的是( )
选项 条件 离子组 离子共存判断及反应的离子方程式
A 滴加氨水 Na+、Al3+、Cl-、N 不能共存,Al3++3OH- Al(OH)3↓
B pH=1的溶液 Fe2+、Al3+、S、Mn 不能共存,5Fe2++Mn+ 8H+ Mn2++5Fe3++4H2O
C 由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol·L-1 N、Na+、N、Cl- 一定能共存,N+H2O NH3·H2O+H+
D 通入少量SO2气体 K+、Na+、ClO-、S 不能共存,2ClO-+SO2+ H2O 2HClO+S
5.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
浓度 (mol/L) 0.12 0.2 0.9 1 1
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5
A.同温时,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大,且Ka1>Ka2>Ka3
B.室温时,向NaZ溶液中加水,则变小,若加盐酸,则变大
C.等物质的量浓度的NaX、NaY和NaZ的三种溶液,其pH:NaX
6.常温下,有①Na2CO3溶液、②CH3COONa溶液、③NaOH溶液、④CH3COONH4溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol/L。下列说法正确的是( )
A.四种溶液的pH大小顺序是③>②>①>④
B.若分别加入25 mL 0.1 mol/L的盐酸充分反应后,pH最大的是①
C.若将四种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是④
D.升高温度,③NaOH溶液的pH不变
7.下列事实能证明乙二酸是弱电解质的有( )
①H2C2O4能使酸性KMnO4溶液褪色
②常温下,0.1 mol/L的H2C2O4溶液的pH=2
③相同条件下,浓度均为1 mol/L的H2C2O4溶液的导电能力比硫酸溶液的导电能力弱
④常温下,pH=4的H2C2O4溶液稀释至100倍,pH约为5
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
8.常温下,向20 mL 0.10 mol/L甲胺的溶液中滴加0.10 mol/L盐酸时混合溶液的pH与相关微粒的浓度关系如图所示。已知:甲胺(CH3NH2)类似于氨,但碱性稍强于氨。下列说法不正确的是( )
A.b点对应的加入盐酸的体积小于20 mL
B.甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2+H2O CH3N+OH-
C.常温下,甲胺的电离常数为Kb,则pKb=-lg Kb=3.4
D.将等物质的量的CH3NH2和CH3NH3Cl一起溶于蒸馏水,所得溶液的pH=10.6
9.常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡曲线如图所示(Xa-表示Cl-、C2,不考虑C2的水解)。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(C2)=1.00 mol·L-1的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D.Ag2C2O4+2Cl- 2AgCl+C2的平衡常数为109.04 L·mol-1
10.已知溶解度也可用物质的量浓度表示,25 ℃时,Ag2CrO4在不同浓度Cr溶液中的溶解度如图所示。又知Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2/L2。下列说法正确的是( )
A.图中a、b两点c(Ag+)相同
B.该温度下,Ag2CrO4溶度积的数量级为10-12
C.加热蒸发饱和Ag2CrO4溶液再恢复到25 ℃,可使溶液由a点变到b点
D.将0.01 mol/L AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol/L KCl和0.01 mol/L K2CrO4的混合溶液中,Cr先沉淀
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.《环境科学》刊发了我国采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8,其中S为+6价)去除废水中的+5价砷[As(Ⅴ)]的科研成果,反应机理如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39 mol4/L4。下列叙述正确的是( )
A.1 mol过硫酸钠(Na2S2O8)含2NA个过氧键
B.若56 g Fe参加反应,共有1.5NA个S2被还原
C.碱性条件下,硫酸根自由基发生反应的方程式为S·+OH- S+·OH
D.室温下,pH越小,越有利于去除废水中的+5价砷
12.下列说法错误的是( )
A.将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,变小
B.向0.1 mol·L-1的氨水中通入氨气,则NH3·H2O的电离程度增大
C.CuCl2溶液中存在:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向黄绿色的CuCl2溶液中加水,溶液变蓝
D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入1 mol PCl5,乙容器(绝热恒容)中充入PCl3和Cl2各1 mol,发生反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时K(甲)
[已知FeCO3和Fe(OH)2的Ksp分别为3.2×10-11 mol2·L-2、8.0×
10-16 mol3·L-3]
A.已知“滤渣”中主要含有SiO2和S,则可利用酒精溶解“滤渣”中的S实现两者的分离
B.若“沉铁”后溶液pH=8.5,且c(C)=3.2×10-5 mol·L-1,则所得FeCO3沉淀中混有Fe(OH)2
C.“还原”步骤中发生的反应的离子方程式为4Cu2++N2H4+8OH- 2Cu2O↓+6H2O+N2↑
D.利用铜棒和石墨棒作电极电解硝酸铜溶液制纳米Cu2O,其阴极电极反应为2Cu2++2e-+2OH- Cu2O+H2O
14.40 ℃时,在氨—水体系中不断通入CO2,各种微粒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.pH=9.0时,c(N)>c(HC)>c(NH2COO-)>c(C)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(N)+c(H+)=2c(C)+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
15.已知25 ℃时,水溶液中AgBr的Ksp为5.0×10-13 mol2·L-2,AgI的Ksp为8.3×10-17 mol2·L-2。t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图1所示,已知:pAg=-lg c(Ag+)。如图2所示是25 ℃时向10 mL AgNO3溶液中加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液体积变化的曲线(实线)。下列说法错误的是( )
图1
图2
A.t<25
B.在a点未达到沉淀溶解平衡,可加入适量的AgNO3固体使溶液对应的离子浓度到达c点
C.图2中x点的坐标为(100,6),原AgNO3溶液的物质的量浓度为
0.1 mol·L-1
D.把0.1 mol·L-1 NaCl溶液换成0.1 mol·L-1 NaI溶液,则图像在终点后变为曲线z
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(1)若t=25 ℃时,KW= ,若t=100 ℃时,KW=1.0×10-12 mol2·L-2,则100 ℃时0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液的pH= 。
(2)已知25 ℃时,0.1 L 0.1 mol·L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因 。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH NaOH溶液的pH。(填“>”“=”或“<”)
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为 。
17.(12分)Ⅰ.25 ℃时,0.1 mol·L-1 HA溶液中=108,0.01 mol·
L-1BOH溶液的pH=12。请回答下列问题:
(1)0.1 mol·L-1 HA溶液的pH= ,HA的电离常数Ka为 ,BOH是 (填“强电解质”或“弱电解质”)。
(2)在加水稀释HA的过程中,随着水量的增加而增大的是
(填字母)。
A. B.
C.c(H+)与c(OH-)的乘积 D.c(OH-)
(3)在体积相等、pH相等的HA溶液与HCl溶液中分别加入1 mol·L-1的NaOH溶液,HA溶液消耗的氢氧化钠溶液的体积比HCl溶液消耗的
(填“多”“少”或“相等”)。
(4)已知t ℃下,KW=1×10-12 mol2·L-2,该温度下将pH=11的BOH溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2= 。
Ⅱ.(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若在室温下所得溶液的pH=13,CO2主要转化为 (写离子符号);若所得溶液中c(HC)∶c(C)=2∶1,溶液pH= 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7 mol·L-1;K2=5×10-11 mol·L-1)
18.(12分)滴定是一种重要的定量实验方法。
Ⅰ.酸碱中和滴定:常温下,用0.100 0 mol/L NaOH溶液分别滴定
20.00 mL等浓度的盐酸和醋酸溶液,得到两条滴定曲线,如图所示:
图1
图2
(1)滴定盐酸的曲线是图 (填“1”或“2”)。
(2)达到B、D状态时,反应消耗的NaOH溶液的体积a b(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一,为了测定某废水中SCN-的浓度,可用标准AgNO3溶液滴定待测液,已知:
银盐 AgCl AgI AgCN Ag2CrO4 AgSCN
颜色 白 黄 白 砖红 白
Ksp 1.8×10-10 mol2/L2 8.3×10-17 mol2/L2 1.2×10-16 mol2/L2 3.5×10-11 mol3/L3 1.0×10-12 mol2/L2
(3)滴定时可选为滴定指示剂的是 (填字母)。
A.NaCl B.K2CrO4 C.KI D.NaCN
(4)如何确定该滴定过程的终点: 。
(5)向50 mL 0.018 mol/L AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol/L盐酸,生成沉淀。试求:沉淀生成后溶液中c(Ag+)为 ,溶液的pH是 。
19.(13分)近年来,FePO4作为制备锂离子电池正极材料LiFePO4的重要原料而成为研究热点。一种以FeCl3、H3PO4、氨水为主要原料制备FePO4的流程如图。
已知:H3PO4是弱电解质。
(1)将FeCl3溶液与H3PO4溶液混合,没有明显现象,逐渐滴加氨水至pH为1.5左右,生成FePO4·2H2O沉淀。
①操作a为 。
②生成FePO4·2H2O的离子方程式是 。
③控制氨水用量,保持pH为1.5左右,若pH过大或过小产生的影响是 。室温下,当pH=2.0时溶液中的P是否沉淀完全 [填“是”或“否”,当离子浓度≤10-5 mol/L认为该离子沉淀完全,已知Fe(OH)3、FePO4的Ksp分别为4×10-38 mol4/L4、1.3×10-22 mol2/L2]。
④检验FePO4·2H2O固体洗涤干净的方法是
。
⑤FePO4与Li2CO3、H2C2O4高温煅烧可以制备LiFePO4,写出该反应的化学方程式: 。
(2)测定产物样品中铁元素的质量分数,主要步骤如下:
ⅰ.取a g样品,加入过量盐酸充分溶解,再滴加SnCl2(还原剂)至溶液呈浅黄色;
ⅱ.加入TiCl3,恰好将ⅰ中残余的少量Fe3+还原为Fe2+;
ⅲ.用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+,消耗V mL K2Cr2O7标准溶液。
产物中铁元素的质量分数为 %。
20.(13分)NaOH溶液可用于多种气体的处理。
(1)CO2是温室气体,可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
①Na2CO3俗称纯碱,因C水解而使其水溶液呈碱性,写出C水解的离子方程式: 。写出等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中各离子浓度大小关系为
。已知25 ℃时,C的水解平衡常数Kh=2×10-4 mol/L,当溶液中c(HC)∶c(C)=20∶1时,溶液的pH= 。
②泡沫灭火器中通常装有NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,请写出这两种溶液混合时反应的离子方程式: 。
金属与浓硝酸反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L A溶液,B溶液为0.1 mol/L CH3COONa溶液,则两份溶液中c(N)、c(N)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 (已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol/L,
CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol/L)。可使A溶液和B溶液的pH相等的方法是 。
A.向A溶液中加适量NaOH固体
B.向A溶液中加适量水
C.向B溶液中加适量NaOH固体
D.向B溶液中加适量水
(3)烟气中的SO2可引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过程中,溶液中H2SO3、HS、S三者所占物质的量分数(α)随pH变化的关系如图所示。
①当用含3 mol NaOH的溶液吸收标准状况下的44.8 L SO2时,溶液中的溶质为 。
②图中pH=7时,溶液中离子浓度关系正确的是 。
A.c(Na+)>2c(S)>c(HS)
B.c(Na+)=c(S)+c(HS)+c(H2SO3)
C.c(OH-)=c(H+)+c(H2SO3)+c(HS)
D.c(Na+)>c(HS)>c(S)>c(H+)=c(OH-)
附加题
为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO2,工业上采用软锰矿(主要成分MnO2)脱硫同时制取硫酸锰,其流程示意图如下:
已知:浸出液的pH接近4,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+。该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示:
金属离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Mn2+
开始沉淀时的pH 7.0 2.7 3.7 8.1
完全沉淀时的pH 9.2 3.2 5.2 10.2
完成下列填空。
(1)写出浸出过程中主要反应的化学方程式: 。
(2)浸出过程的副反应之一是部分SO2被氧化为硫酸,致使浸出液的pH下降,这将不利于软锰矿浆继续吸收SO2。欲消除生成的硫酸,试剂A最好是 。
a.MnCO3 b.MnO2 c.CaO d.CaCO3
(3)操作Ⅰ加入MnO2的目的: ,
写出该反应的离子方程式: 。
(4)溶液中加入氨水来调节pH,其作用是 ;
pH应调节的范围是 。
(5)根据图甲中溶解度可知,操作Ⅱ的过程为蒸发浓缩、 、洗涤、干燥。工业上为了充分利用锰元素,在流程中可循环使用 。
图甲
(6)通过煅烧MnSO4·H2O可制得生产软磁铁氧体材料的MnxO4,如图乙是煅烧MnSO4·H2O时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段表示的物质的化学式为 ;
MnxO4中x= 。
图乙
答案全解全析
1.C 2.C 3.C 4.B 5.D 6.B 7.C 8.D
9.D 10.B 11.BC 12.AB 13.C 14.C 15.CD
1.C 盐的水解反应是吸热反应,所以升高温度,促进Na2CO3水解,溶液的碱性增强,因此用热的纯碱溶液可以洗去油污,A错误;漂白粉在空气中久置变质,是因为Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O发生反应产生HClO和CaCO3,HClO见光分解产生HCl和氧气,B错误;当施肥时草木灰(有效成分为K2CO3)与NH4Cl混用,K2CO3与NH4Cl发生相互促进的水解反应,生成的氨气逸出,因而会降低肥效,C正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板的制作,是因为FeCl3和Cu发生反应生成氯化亚铁和氯化铜,D错误。
2.C 高锰酸钾溶液具有氧化性,能腐蚀橡胶,故应装入酸式滴定管中,A项正确;滴定过程中,酸式滴定管润洗装液后,需要赶气泡,方法是打开酸式滴定管的活塞,迅速放液以赶出气泡,B项正确;滴定过程中,眼睛需要注意锥形瓶内溶液颜色的变化,C项错误;盛放H2O2溶液的锥形瓶内壁有水,不影响消耗标准溶液的体积,对所测定的H2O2样品的纯度无影响,D项正确。
3.C 根据反应③可知,MEBT转化为MY2-,则MY2-的稳定性大于MEBT,故A错误;在滴定过程中眼睛要随时观察锥形瓶中溶液颜色的变化,确定滴定终点,故B错误;滴入标准液前,金属离子与EBT结合生成MEBT,此时溶液呈酒红色,当达到滴定终点时,MEBT转化为蓝色的EBT,所以滴定终点的现象为溶液恰好由酒红色变为蓝色,且半分钟内不恢复原色,故C正确;只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗,则相当于稀释标准液,导致消耗标准液的体积偏大,使测定结果偏高,故D错误。
4.B 一水合氨为弱电解质,正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3N,A错误;pH=1的溶液显酸性,Fe2+、H+、Mn不能共存,反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+ Mn2++5Fe3++4H2O,B正确;水电离出的H+浓度为1×10-12 mol·L-1,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,N与OH-不能大量共存,C错误;SO2与ClO-反应生成硫酸根离子和氯离子,离子方程式为ClO-+SO2+H2O Cl-+S+2H+,D错误。
5.D Ka只与温度有关,相同温度下,同种弱酸的电离常数不随浓度的变化而变化,所以Ka1=Ka2=Ka3,A错误;室温时,向NaZ溶液中加水或加酸,均促进其水解,==,温度不变,Ka、KW不变,则不变,B错误;由表格中的数据可知酸性HZ>HY>HX,酸性越强,酸根离子水解程度越小,所以溶液的pH:NaX>NaY>NaZ,C错误;相同温度下,弱酸的电离度越大,酸性越强,电离常数越大,则Ka5>Ka4>Ka3,D正确。
6.B Na2CO3、CH3COONa均水解使溶液显碱性且水解程度C>CH3COO-,NaOH为强碱,完全电离,CH3COONH4溶液呈中性,所以四种溶液的pH大小顺序是③>①>②>④,故A错误;四种溶液分别与25 mL 0.1 mol/L的盐酸发生反应的化学方程式为Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3、CH3COONa+HCl CH3COOH+NaCl、NaOH+HCl NaCl+H2O、CH3COONH4+HCl CH3COOH+NH4Cl,NaCl对溶液酸碱性无影响,NaHCO3水解使溶液呈碱性,CH3COOH部分电离产生H+,NH4Cl水解使溶液呈酸性,所以pH最大的是①,故B正确;若将四种溶液稀释相同倍数,Na2CO3溶液、CH3COONa溶液、NaOH溶液的pH均减小,同时稀释促进水解,Na2CO3溶液、CH3COONa溶液pH的变化比NaOH溶液pH的变化小,CH3COONH4溶液的pH不变,所以pH变化最大的是③,故C错误;升高温度,KW增大,c(H+)增大,③NaOH溶液的pH减小,故D错误。
7.C ①H2C2O4能使酸性KMnO4溶液褪色,证明H2C2O4有还原性,不符合题意;②H2C2O4为二元酸,若H2C2O4为强酸,0.1 mol/L的H2C2O4溶液中c(H+)=0.2 mol/L,溶液的pH应小于2,则常温下,0.1 mol/L的H2C2O4溶液的pH=2可以证明乙二酸是弱电解质,符合题意;③H2C2O4和硫酸都是二元酸,且硫酸为强酸,相同条件下,浓度均为1 mol/L的H2C2O4溶液的导电能力比硫酸溶液的导电能力弱,证明乙二酸是弱电解质,符合题意;④若H2C2O4为强酸,则pH=4的H2C2O4溶液稀释至100倍时pH应为6,pH约为5,证明乙二酸是弱电解质,符合题意。
8.D CH3NH3Cl为强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,要使混合溶液呈中性,则甲胺应该稍微过量,甲胺和盐酸浓度相等,则加入盐酸的体积小于20 mL,A正确;甲胺(CH3NH2)类似于氨,但碱性稍强于氨,说明甲胺也是弱电解质,在水溶液中部分电离,电离方程式为CH3NH2+H2O CH3N+OH-,B正确;当lg=0时,c(CH3NH2)=c(CH3N),溶液的pH=10.6,则Kb==c平(OH-)= mol/L=10-3.4 mol/L,所以pKb=-lg Kb=3.4,C正确;将等物质的量的CH3NH2和CH3NH3Cl一起溶于蒸馏水,CH3NH2的电离程度大于CH3N的水解程度,则溶液中c(CH3N)>c(CH3NH2),故所得溶液的pH<10.6,D错误。
9.D Ksp(Ag2C2O4)=(10-4)2×10-2.46 mol3·L-3=10-10.46 mol3·L-3,它的数量级为10-11,A项错误;Ksp(AgCl)=10-4×10-5.75 mol2·L-2=10-9.75 mol2·L-2,n点时Q(AgCl)>Ksp(AgCl),所以n点表示AgCl的过饱和溶液,B项错误;混合液中滴入AgNO3溶液时,生成Ag2C2O4沉淀所需c(Ag+)=
mol·L-1=10-5.23 mol·L-1,生成AgCl沉淀所需c(Ag+)=
10-9.75 mol·L-1,显然后者所需的c(Ag+)小,即先生成AgCl沉淀,C项错误;Ag2C2O4+2Cl- 2AgCl+C2的平衡常数K==== L·mol-1=109.04 L·
mol-1,D项正确。
B 由图可知,a、b两点的c(Cr)不相同,温度不变,Ksp(Ag2CrO4)不变,则a、b两点的c(Ag+)不相同,A错误;Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+Cr(aq),根据图像可知,c(Cr)=
10-2 mol/L时,Ag2CrO4的溶解度为10-5 mol/L,Ksp(Ag2CrO4)=(Ag+)·
c平(Cr)=(2×10-5)2×10-2 mol3/L3=4×10-12 mol3/L3,则数量级为10-12,B正确;加热蒸发饱和Ag2CrO4溶液再恢复到25 ℃,仍然为该温度下的饱和溶液,Ag+、Cr的浓度不变,因此不能使溶液由a点变到b点,C错误;混合溶液中Cl-、Cr的浓度均为0.01 mol/L,Ksp(AgCl)=
1.8×10-10 mol2/L2,形成AgCl沉淀需Ag+的浓度最小为c(Ag+)=
mol/L=1.8×10-8 mol/L,而Ksp(Ag2CrO4)=4×10-12 mol3/L3,形成Ag2CrO4沉淀时需要Ag+的浓度最小为c(Ag+)=mol/L=2×
10-5 mol/L,则Cl-先沉淀,D错误。
11.BC 过硫酸钠(Na2S2O8)中S为+6价,Na为+1价,假设含有x个O2-,含有y个,则x+2y=8,(+1)×2+(+6)×2+(-2)×x+(-2)×y=0,解得x=6,y=1,因此1 mol过硫酸钠(Na2S2O8)含NA个过氧键,故A错误;由图可知,Fe最终被S2氧化为Fe3+,56 g Fe的物质的量为1 mol,根据得失电子守恒可知,1 mol Fe参加反应消耗1.5 mol S2,因此若56g
Fe参加反应共有1.5NA个S2被还原,故B正确;碱性条件下,硫酸根自由基发生反应的方程式为S·+OH- S+·OH,故C正确;室温下,pH越大,Fe2+和Fe3+转变为氢氧化亚铁和氢氧化铁,易发生共沉淀,越有利于去除废水中的+5价砷,故D错误。
AB 将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释,醋酸根离子浓度减小,电离常数不变,所以=增大,故A错误;向
0.1 mol·L-1的氨水中通入氨气,NH3·H2O的浓度增大,电离平衡正向移动,但NH3·H2O的电离程度减小,故B错误;CuCl2溶液中存在[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向黄绿色的CuCl2溶液中加水,平衡逆向移动,溶液变蓝,故C正确;分别向甲容器(恒温恒容)中充入1 mol PCl5,乙容器(绝热恒容)中充入PCl3和Cl2各1 mol,发生反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,该反应为吸热反应,则乙容器的温度比甲容器的温度高,升高温度,平衡正向移动,则平衡时K(甲)
10-17 mol3·L-3
c(NH2COO-)+c(OH-),B正确;=,温度不变,Kb不变,随着CO2的通入,c(N)不断增大,则不断减小,C错误;由图可知,在溶液pH降低过程中,有含NH2COO-的中间产物生成,D正确。
CD 根据图1中c点可得,该温度下Ksp(AgBr)=4.9×10-13 mol2·
L-2,比25 ℃时的Ksp(AgBr)小,AgBr的Ksp随温度升高而增大,故t<25,A正确;a点对应的Q=c(Ag+)·c(Br-)
0.1 L=100 mL,即x点坐标为(100,6),故C错误;pAg=6时,AgNO3与NaCl恰好完全反应,银离子和氯离子的浓度是10-6 mol·L-1,Ksp(AgCl)=
1×10-12 mol2·L-2,碘化银的Ksp小于氯化银的Ksp,所以把0.1 mol·L-1 NaCl溶液换成0.1 mol·L-1 NaI溶液,则图像在终点后Ag+浓度变小,pAg增大,变为曲线y,故D错误。
16.答案 (每空2分)(1)1.0×10-14 mol2·L-2 11 (2)A2-+H2O HA-+OH- (3)> (4)1∶1∶1010
解析 (1)水是弱电解质,存在电离平衡:H2O H++OH-,在25 ℃时,KW=c平(H+)·c平(OH-)=1.0×10-14 mol2·L-2;若t=100 ℃时,KW=1.0×10-12 mol2·L-2,100 ℃时0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,c(H+)==mol·L-1
=10-11 mol·L-1,故该溶液的pH=11。(2)25 ℃时,0.1 L 0.1 mol·L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液显碱性,说明溶液中A2-发生水解反应,离子方程式为A2-+H2O HA-+OH-。(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度,由于CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液显碱性,升高温度,CH3COO-水解程度增大,溶液的碱性增强,CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH变化比较小,所以分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH大于NaOH溶液的pH。(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液中由水电离产生的H+的浓度为10-12 mol·
L-1,pH=12的NaOH溶液中由水电离产生的H+的浓度为10-12 mol·L-1,
pH=12的Na2CO3溶液中由水电离产生的H+的浓度为10-2 mol·L-1,故三种溶液中由水电离产生的c(H+)之比为10-12∶10-12∶10-2=1∶1∶1010。
17.答案 (除标注外,每空2分)(1)3(1分) 10-5 mol·L-1 强电解质(1分) (2)AD (3)多(1分) (4)9∶11 (5)C 10(1分)
解析 (1)25 ℃时,0.1 mol·L-1HA溶液中=108,c(OH-)=10-8c(H+),则溶液中c(H+)= mol·L-1=1×10-3 mol·L-1,溶液的pH=3;HA的电离常数Ka== mol·L-1≈10-5 mol·L-1;由0.01 mol·L-1BOH溶液的pH=12可知,BOH在溶液中完全电离,属于强电解质。(2)由HA的电离常数Ka=可知,=,稀释时Ka不变,c(A-)减小,增大,则增大,故A符合题意;由HA的电离常数Ka=可知,=,稀释时Ka不变,c(H+)减小,减小,则减小,故B不符合题意;水的离子积常数KW=
c平(H+)·c平(OH-),温度不变,水的离子积常数不变,则c(H+)与c(OH-)的乘积不变,故C不符合题意;溶液中c(OH-)=,稀释时KW不变,c(H+)减小,增大,则c(OH-)增大,故D符合题意。(3)HA为弱酸,体积相等、pH相等的HA和HCl溶液中,HA的物质的量大于HCl的物质的量,若分别加入1 mol·L-1的NaOH溶液,HA溶液消耗的氢氧化钠溶液的体积比HCl溶液消耗的多。(4)t ℃下pH=11的BOH溶液中c(OH-)== mol·L-1=0.1 mol·L-1,由混合溶液的pH=2可得=10-2 mol·L-1,解得V1∶V2=9∶11。(5)由K2==5×10-11 mol·L-1可知,当溶液的pH=13时,溶液中===500,溶液中c(C)=500c(HC),所以CO2主要转化为C;溶液中c(HC)∶c(C)=2∶1,则溶液中c(H+)==2×5×10-11 mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,溶液pH=10。
答案 (每空2分)(1)1 (2)> (3)B (4)当滴入最后半滴标准液时,出现砖红色沉淀,且半分钟内沉淀颜色不再改变 (5)1.8×
10-7 mol/L 2
解析 (1)盐酸是强酸,CH3COOH是弱酸,浓度相同的盐酸和CH3COOH溶液,pH:HCl
mol/L=0.01 mol/L,Ag+与Cl-是等物质的量反应的,Cl-过量,Ag+与Cl-完全反应后溶液中剩余c(Cl-)=0.01 mol/L-0.009 mol/L=
0.001 mol/L,Ksp=c平(Ag+)×c平(Cl-)=1.8×10-10 mol2/L2,则沉淀生成后溶液中c(Ag+)= mol/L=1.8×10-7 mol/L;沉淀生成后,溶液中的氢离子浓度为 mol/L=0.01 mol/L,pH=2。
19.答案 (除标注外,每空2分)(1)①过滤(1分) ②Fe3++H3PO4+3NH3·H2O FePO4·2H2O↓+3N+H2O ③pH过大,生成Fe(OH)3,pH过小,磷酸根离子不能全部沉淀,均使FePO4产率减小 是 ④取适量最后一次洗涤液于试管中,滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则已洗涤干净 ⑤2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2↑
(2)
解析 (1)①向FeCl3溶液与H3PO4溶液混合后的溶液中加入氨水并水浴加热,得到磷酸铁的悬浊液,经操作a分离得FePO4·2H2O固体,故操作a为过滤。②H3PO4为弱电解质,不能拆,故生成FePO4·2H2O的离子方程式为Fe3++H3PO4+3NH3·H2O FePO4·2H2O↓+3N+H2O。③室温下,pH=2.0,c(H+)=10-2 mol/L,c(OH-)=10-12 mol/L,c(Fe3+)==
mol/L=4×10-2 mol/L,c(P)== mol/L=3.25
×10-21 mol/L<10-5 mol/L,则P沉淀完全。④制备的FePO4·2H2O固体含有杂质Cl-,若检验最后一次洗涤液中无Cl-,则说明FePO4·2H2O固体已洗涤干净,故方法为取适量最后一次洗涤液于试管中,滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则已洗涤干净。⑤FePO4与Li2CO3、H2C2O4高温煅烧可以制备LiFePO4,根据得失电子守恒、原子守恒配平可得该反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2↑。(2)测定产品中铁元素的质量分数时,Fe3+被SnCl2和TiCl3还原为Fe2+,生成的Fe2+被K2Cr2O7氧化,发生反应的离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+ 6Fe3++2Cr3++7H2O,根据关系式Cr2~6Fe2+~6FePO4可得n(FePO4)=6×10-3cV mol,铁元素的质量分数为×100%=%。
20.答案 (除标注外,每空2分)(1)①C+H2O HC+OH-(1分) c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+) 9 ②Al3++3HC Al(OH)3↓+3CO2↑(1分) (2)c(N)>c(N)>c(CH3COO-) AD (3)①Na2SO3、NaHSO3 ②A(1分)
解析 (1)①C水解的离子方程式为C+H2O HC+OH-;等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,C的水解程度大于HC的水解程度,则c(HC)>c(C),故溶液中各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+);C的水解平衡常数Kh==2×10-4 mol/L,当溶液中c(HC)∶c(C)=
20∶1时,c(OH-)=10-5 mol/L,则c(H+)=10-9 mol/L,pH=9;②Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合时发生反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为Al3++3HC Al(OH)3↓+3CO2↑。(2)含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L A溶液,根据2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O,可知A溶液中NaNO3的浓度为
0.1 mol/L,NaNO2的浓度为0.1 mol/L,B溶液为0.1 mol/L的CH3COONa溶液,已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol/L,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol/L,说明CH3COOH的酸性弱于HNO2的酸性,则溶液中醋酸根离子的水解程度大于亚硝酸根离子的水解程度,B溶液的碱性强于A溶液,所以两溶液中c(N)、c(N)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为c(N)>c(N)>c(CH3COO-);B溶液的碱性强于A溶液,向A溶液中加适量NaOH固体,溶液碱性增强,pH变大,故A正确;B溶液的碱性强于A溶液,向A溶液中加适量水,溶液碱性减弱,pH变小,故B错误;B溶液碱性强于A溶液,向B溶液中加适量NaOH固体,溶液碱性增强,pH变大,故C错误;向B溶液中加适量水,溶液碱性减弱,pH变小,故D正确。(3)①标准状况下44.8 L二氧化硫的物质的量为2 mol,根据反应2OH-+SO2 S+H2O、OH-+SO2 HS可知,3 mol NaOH与2 mol SO2反应生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠;②由电荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=2c(S)+c(HS)+c(OH-),pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=2c(S)+c(HS),c(Na+)>2c(S),由图可知,pH=7时,c(S)=c(HS),则c(Na+)>2c(S)>c(HS),故A正确;由A项分析可知,c(Na+)=2c(S)+c(HS),而c(S)≠c(H2SO3),故B错误;pH=7时,c(H+)=c(OH-),故C错误;pH=7时,c(S)=c(HS),c(H+)=c(OH-),则溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HS)=c(S)>c(H+)=c(OH-),故D错误。
附加题
答案 (1)SO2+MnO2 MnSO4 (2)a (3)将Fe2+氧化为Fe3+ 2Fe2++MnO2+4H+ 2Fe3++Mn2++2H2O (4)使Fe3+、Al3+完全沉淀 5.2≤pH<8.1 (5)趁热过滤 操作Ⅱ后剩余的母液 (6)MnSO4 3
解析 (1)软锰矿浆的主要成分是MnO2,通入SO2,浸出液的pH接近4,其中的金属离子主要是Mn2+,所以MnO2与SO2发生氧化还原反应,反应的化学方程式为SO2+MnO2 MnSO4。(2)浸出过程的副反应之一是部分SO2被氧化为硫酸,硫酸是强酸,酸性条件下不利于软锰矿浆继续吸收SO2,需除去硫酸,同时不引入新的杂质,使用CaO、CaCO3会引入新的杂质,MnO2不与稀硫酸反应,MnCO3与硫酸反应生成MnSO4、H2O和CO2,故选a。(3)Fe2+具有还原性,可以在酸性条件下被MnO2氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+ 2Fe3++Mn2++2H2O。(4)溶液中加入氨水来调节pH,其作用是使Fe3+、Al3+完全沉淀;由表中数据可知pH应调节的范围是5.2≤pH<8.1。(5)MnSO4·H2O的溶解度随温度升高而明显下降,所以操作Ⅱ的过程为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。在流程中可循环使用的是操作Ⅱ后剩余的母液。(6)MnSO4·H2O在高温下易分解,101.4 g MnSO4·H2O的物质的量为=0.6 mol,
MnSO4·H2O受热分解先生成MnSO4和H2O,MnSO4的质量为0.6 mol×
151 g/mol=90.60 g,所以图乙曲线中A段表示的物质的化学式为MnSO4;根据图像可知,B段表示的固体的质量为45.80 g,化学式为MnxO4,根据锰原子守恒,MnxO4的物质的量为 mol,则 mol×(55x+16×
4) g/mol=45.80 g,解得x=3。
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