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姓名 班級 考號
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第三章　水溶液中的離子反應與平衡
注意事項
1.全卷滿分100分。考試用時75分鐘。
2.可能用到的相對原子質量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Al-27　Si-28　S-32　Cl-35.5　Fe-56。
一、選擇題(本題共15小題,每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.化學與人類生活、生產息息相關。下列說法不正確的是 (　　)
A.用碳酸鈉溶液去除油污時,適當加熱效果更好
B.草木灰(含K2CO3)不能與銨態氮肥混合施用
C.醫院做X光造影時的鋇餐主要成分是BaSO4
D.用氯氣處理水中的Cu2+、Hg2+等重金屬離子
2.25 ℃時,pH=2的兩種一元酸x和y的溶液,體積均為100 mL,加水稀釋,稀釋過程中pH與溶液體積的關系如圖所示。若向上述x、y的溶液中分別滴加NaOH溶液(c=0.1 mol/L)至恰好中和,消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy,則 (　　)
A.x為弱酸,VxC.y為弱酸,Vx>Vy　　　　D.y為強酸,Vx3.向一定濃度的NH3·H2O與NaOH的混合液中滴加稀醋酸,溶液導電能力隨加入CH3COOH溶液的體積變化如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.ab段,溶液導電能力減弱是由于溶液體積增大,離子濃度減小
B.bc段,發生反應的離子方程式為CH3COOH+OH- CH3COO-+H2O
C.cd段,溶液導電能力下降是由于溶液中離子個數減少
D.d點以后,隨著CH3COOH溶液的滴加,溶液導電能力可能增強
4.下列實驗誤差分析不正確的是 (　　)
A.用標準鹽酸滴定氨水來測定其濃度,選擇酚酞作指示劑會使測定結果偏大
B.中和反應反應熱的測定實驗中,用銅制環形攪拌器代替玻璃攪拌器,會使所測反應體系的溫度偏低
C.用潤濕的pH試紙測量稀NaOH溶液的pH,測定值偏小
D.用酸式滴定管量取20.00 mL鹽酸,開始時平視滴定管刻度線,結束時仰視刻度線,會使所量液體體積偏小
5.25 ℃時,用0.100 0 mol/L的NaOH溶液分別滴定HX、HY、HZ的溶液,三種酸溶液的體積均為20.00 mL,濃度均為0.100 0 mol/L,滴定曲線如圖所示。
下列敘述正確的是 (　　)
A.酸性強弱:HX>HY>HZ
B.用NaOH溶液滴定這三種酸時,均可選擇酚酞作指示劑
C.電離常數Ka(HY)=10-6
D.HZ的電離方程式為HZ H++Z-
6.常溫下,有關下列溶液的說法不正確的是 (　　)
A.加水稀釋0.1 mol/L Na2S溶液時,溶液中各離子濃度不一定都減小
B.常溫下pH相同的NH4Cl和HCl溶液中水的電離程度相同
C.常溫下pH相同的①CH3COONa,②NaHCO3,③NaClO三種溶液的c(Na+):①>②>③
D.將a mol/L氨水與0.1 mol/L鹽酸等體積混合,平衡時c(N)=c(Cl-),NH3·H2O的電離平衡常數可表示為
7.沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑,滴定劑和指示劑生成沉淀的溶解度要比滴定劑和被滴定物生成沉淀的溶解度大,否則不能用這種指示劑。
AgCl AgBr AgCN Ag2CrO4 AgSCN
顏色 白 淺黃 白 磚紅 白
溶解度/(mol/L) 1.34×10-5 7.1×10-7 1.1×10-8 7.9×10-5 1.0×10-6
若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可作為該沉淀滴定反應指示劑的物質是 (　　)
A.Na2CrO4　　　B.NaCN　　　C.NaBr　　　D.NaCl
8.下列說法中正確的是 (　　)
A.25 ℃時某溶液中由水電離出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,其pH一定是12
B.某溫度下,向氨水中通入CO2,隨著CO2的通入,不斷增大
C.恒溫恒容下,發生反應X(g)+3Y(g) 2Z(g),若起始時充入3 mol X和3 mol Y,當X的體積分數不變時,反應達到平衡
D.某溫度下,向pH=6的蒸餾水中加入NaHSO4晶體,保持溫度不變,測得溶液的pH為2,該溫度下加入等體積pH=10的NaOH溶液可使混合溶液恰好呈中性
9.室溫下,通過下列實驗探究Na2HPO4溶液的性質。
實驗序號 實驗操作和現象
1 用pH計測定0.1 mol·L-1 Na2HPO4溶液的pH,測得pH為9.7
2 向0.1 mol·L-1 Na2HPO4溶液中滴加少量澄清石灰水,產生白色沉淀
下列有關說法錯誤的是 (　　)
A.0.1 mol·L-1 Na2HPO4溶液中:c(H2P)>c(P)
B.0.1 mol·L-1 Na2HPO4溶液中存在:c(OH-)+c(P)=c(H+)+c(H2P)+2c(H3PO4)
C.實驗2中反應的離子方程式為2HP+3Ca2++2OH- Ca3(PO4)2↓+2H2O
D.實驗1和實驗2所得溶液中c(OH-)·c(H+)相等
10.如表是常溫下H2CO3的電離常數和BaCO3、BaSO4的溶度積常數:
H2CO3 BaCO3 BaSO4
Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11 Ksp=2.6×10-9 Ksp=1.1×10-10
下列說法正確的是 (　　)
A.誤飲c(Ba2+)=1.0×10-6 mol/L的溶液會引起鋇中毒,需用一定濃度的Na2SO4溶液給鋇中毒者洗胃解毒
B.溫度一定,向含BaCO3固體的溶液中加入少量Na2CO3固體,BaCO3的溶解量保持不變
C.在BaCO3飽和溶液中存在:c(Ba2+)>c(HC)>c(C)
D.5 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液,可將0.2 mol BaSO4完全轉化為BaCO3
11.某學生探究0.25 mol/L Al2(SO4)3溶液與0.5 mol/L Na2CO3溶液的反應,實驗如下:
實驗1實驗2
下列分析不正確的是 (　　)
A.實驗1中,白色沉淀a是Al(OH)3
B.實驗2中,白色沉淀b中含有C
C.實驗1、2中,白色沉淀成分不同與混合后溶液的pH無關
D.檢驗白色沉淀a、b是否洗滌干凈,均可用鹽酸酸化的BaCl2溶液
12.常溫下,向10 mL一定濃度的硝酸銀溶液中,逐滴加入0.1 mol·L-1的氨水,反應過程中-lg c(Ag+)或-lg c{[Ag(NH3)2]+}與加入氨水體積的關系如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.N的濃度:b點大于m點
B.原硝酸銀溶液的濃度是0.1 mol·L-1
C.m點:c(N)-c(Ag+)-c(N)<0.01 mol·L-1
D.a→c的過程中,溶液pH先增大,后減小
13.一種以鎘廢渣(主要成分為CdO,含少量ZnO、Al2O3、MnO、FeO)為原料制備鎘的工藝流程如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
已知:部分金屬陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示:
金屬陽離子 Fe3+ Fe2+ Al3+
開始沉淀時的pH 2.7 6.3 3.4
完全沉淀時的pH 3.2 8.3 5.0
A.濾渣1的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3
B.Zn置換之后的濾液中溶質的主要成分是K2SO4和ZnSO4
C.“純化”過程中發生的反應為Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2↑
D.該工藝用到的主要分離操作是過濾
14.常溫下,在10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液,溶液的pH逐漸降低,溶液中含碳微粒的物質的量分數變化如圖所示(CO2因逸出未畫出,忽略因氣體逸出引起的溶液體積變化),下列說法正確的是 (　　)
A.在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(C)+c(HC)+c(OH-)
B.當溶液的pH為7時,溶液的總體積為20 mL
C.在B點所示的溶液中,濃度最大的離子是HC
D.在A點所示的溶液中:c(C)=c(HC)>c(OH-)>c(H+)
15.工業生產中常通過生成氟化物沉淀除去Ca2+、Mg2+,為探究溶液酸、堿性對沉淀的影響,用鹽酸分別調節CaF2和MgF2濁液的pH,在不同pH下,測得體系中lg與-lg c(X)(X為Ca2+、Mg2+、F-)的關系如圖所示,已知Ksp(CaF2)A.L1表示-lg c(F-)與lg的變化曲線
B.Ksp(CaF2)=10-9.8
C.c點溶液中:c(H+)+2c(Ca2+)>c(F-)+c(HF)+c(Cl-)(不考慮水的電離因素)
D.e點濁液中加入NaF固體,-lg c(X)沿L1向d點移動
二、非選擇題(本題共4小題,共55分)
16.(13分)碳元素可以形成多種化合物,如CO與CO2等氧化物,H2CO3、H2C2O4、HCN等無機弱酸。回答下列問題:
(1)KCN在電鍍工業中有重要應用,其水溶液呈堿性。用離子方程式解釋KCN水溶液顯堿性的原因:　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)人體內草酸累積過多容易得結石(主要成分是草酸鈣CaC2O4),草酸鈣在水中的沉淀溶解平衡可表示為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)已知25 ℃時,H2CO3、H2C2O4、HCN的電離平衡常數如表。
H2CO3 H2C2O4 HCN
Ka1 4.5×10-7 5.6×10-2 6.2×10-10
Ka2 4.7×10-11 1.5×10-4 /
①25 ℃時,某Na2C2O4溶液的pH=8,則由水電離出的c(OH-)=　　　　mol/L;關于此溶液中的微粒濃度,下列說法正確的是　　　(填字母)。
A.c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+c(C2)+c(OH-)
B.c(Na+)=2c(H2C2O4)+2c(HC2)+2c(C2)
C.c(Na+)>c(C2)>c(OH-)>c(HC2)
②25 ℃時,將15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液混合并充分反應,所得溶液呈　　(填“酸性”“中性”或“堿性”)。
③將少量CO2通入KCN溶液中,發生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(14分)滴定是分析化學中重要的分析方法之一,根據其原理回答下列問題。
Ⅰ.酸堿中和滴定是最基本的滴定方法。
(1)滴定管是酸堿中和滴定中重要的儀器,向25 mL堿式滴定管中加入NaOH溶液,開始時滴定管的讀數為0.00,將滴定管中的液體全部放出,放出NaOH溶液的體積　　　(填“大于”“小于”或“等于”)25.00 mL。
(2)向堿式滴定管中注入未知濃度的NaOH溶液之前的一步操作為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)由下表可知,三次滴定中,有一次滴定所用標準鹽酸體積有明顯偏差,其可能的原因是　　　　　。
待測NaOH溶 液體積/mL 標準鹽酸體積
滴定前的刻度/mL 滴定后的刻度/mL
10.00 0.40 20.50
10.00 2.10 24.20
10.00 4.10 24.00
a.錐形瓶用待測液潤洗
b.滴定過程中錐形瓶中溶液濺出瓶外
c.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定結束后氣泡消失
d.滴定結束時,俯視讀數
Ⅱ.高錳酸鉀常用于亞硝酸鹽含量的測定。欲測定某樣品中NaNO2的含量,某同學設計如下實驗:
①稱取樣品a g,加水溶解,配制成100 mL溶液。
②取25.00 mL溶液于錐形瓶中,用0.020 00 mol·L-1 KMnO4標準溶液(酸性)進行滴定,滴定結束后消耗KMnO4標準溶液V mL。
(4)在進行滴定操作時,KMnO4標準溶液盛裝在　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。
(5)達到滴定終點時的現象是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)測得該樣品中NaNO2的質量分數為　　　　。
18.(12分)草酸鈷用途廣泛,可用于指示劑和催化劑的制備。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoC2O4的工藝流程如圖:
圖1
已知:①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:
離子 Fe3+ Fe2+ Co2+ Al3+ Mn2+
完全沉淀時的pH 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
(1)浸出過程中加入Na2SO3的目的是　　　　　　　　　　　　　。
(2)將氯氣通入熱的氫氧化鈉溶液制取NaClO3,請寫出該反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;實驗需要制取10.65 g NaClO3,需要的氯氣由電解飽和NaCl溶液生成:2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH,若不考慮反應過程中的損失,則同時生成的氫氣的體積為　　　　(標準狀況下)。
(3)“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+、Mg2+轉化為CaF2、MgF2沉淀。已知某溫度下,Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。當加入過量NaF后,所得濾液中=　　　　。
19.(16分)工業上“兩次轉化法”用天青石礦(主要成分為SrSO4,含有Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+等雜質)制備高純碳酸鍶。
Ⅰ.一次轉化
(1)浸泡:用飽和碳酸鈉溶液浸泡天青石礦粉,過濾得到粗品SrCO3。濾液中c(C)=2.0×10-3 mol·L-1,c(S)=　　　　mol·L-1。[已知:常溫下,Ksp(SrSO4)=3.3×10-7,Ksp(SrCO3)=1.1×10-10]
(2)酸化:用稀鹽酸浸泡粗品SrCO3,加入一定量的催化劑氯化銨,得到含有雜質(Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+)的SrCl2粗溶液。該酸化過程涉及反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　(催化劑氯化銨參與了SrCO3與鹽酸生成SrCl2的反應)。
(3)除雜。
①除鐵、鋁:向SrCl2粗溶液中加入少量的5% H2O2溶液,在60~70 ℃條件下加入少量的稀氨水,控制溶液pH范圍為　　　　,充分攪拌,過濾。
已知:pH為7.8時Al(OH)3沉淀開始溶解。
離子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Ca2+
開始沉淀時的pH 1.9 7.0 3.4 -
沉淀完全時的pH 3.2 9.0 4.7 12
②除鈣:取①中濾液,逐滴加入適量稀NaOH溶液。
請補充完整去除Ca2+的后續實驗操作:　　　　　　　　　　　　　　　　,得到較純凈的SrCl2溶液。已知:Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低;90 ℃時,Ca(OH)2、Sr(OH)2的溶解度分別為0.086 g、101.4 g。
Ⅱ.二次轉化。取②中濾液,加入適量碳酸氫銨溶液,微熱(產生沉淀)、過濾、洗滌得到高純度SrCO3。
(1)寫出產生沉淀時發生反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　。
(2)SrCO3的產率隨溫度的變化如圖所示。當反應溫度大于60 ℃時,SrCO3的產率急劇下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
1.D 2.B 3.A 4.A 5.B 6.B 7.A 8.D
9.C 10.A 11.C 12.D 13.A 14.D 15.B
1.D　Na2CO3水解為吸熱過程,且C水解使Na2CO3溶液顯堿性,適當加熱促進水解,去除油污能力增強,A正確;草木灰中C與銨態氮肥中N發生互相促進的水解反應而降低肥效,故二者不能混合施用,B正確;BaSO4與胃液中的鹽酸不反應,故X光造影時的鋇餐主要成分是BaSO4,C正確;Cl2與溶液中的Cu2+、Hg2+不反應,故不能用Cl2處理水中的Cu2+、Hg2+等重金屬離子,D錯誤。
2.B　據圖可知,稀釋至10倍時y的溶液的pH變化小于1,而x的溶液的pH變化為1,可知x為強酸、y為弱酸;用NaOH溶液中和等體積的兩溶液時,弱酸消耗NaOH溶液的體積更大,即Vx3.A　ab段發生的反應為CH3COOH+OH- CH3COO-+H2O,溶液中離子的總物質的量幾乎不變,但溶液體積增大,離子濃度減小,故溶液導電能力減弱,A項正確;bc段為CH3COOH與NH3·H2O反應,所得產物為醋酸銨和水,書寫離子方程式時NH3·H2O應寫成化學式,B項錯誤;cd段繼續滴加CH3COOH溶液,由于NH3·H2O和NaOH已反應完,CH3COOH電離程度很小,溶液中離子個數增多,但溶液體積增大,離子濃度減小,導致溶液導電能力減弱,C項錯誤;d點以后隨著稀醋酸的滴加,溶液體積不斷增大,離子濃度持續減小,溶液導電能力不會增強,D項錯誤。
4.A　鹽酸與氨水恰好完全反應時溶液顯酸性,若用酚酞作指示劑,當溶液剛好由紅色變成無色時呈弱堿性,鹽酸加入量偏少,會使測定的氨水濃度偏小,A錯誤。
5.B　相同濃度的一元酸,pH越小酸性越強,則酸性強弱順序為HX6.B　加水稀釋0.1 mol/L Na2S溶液時促進硫離子水解,但溶液堿性減弱,溫度不變,KW不變,所以溶液中氫離子濃度增大,A正確;常溫下pH相同的NH4Cl和HCl溶液中水的電離程度不相同,前者促進水的電離,后者抑制水的電離,B錯誤;相同條件下水解程度NaClO>NaHCO3>CH3COONa,所以c(Na+):③<②<①,C正確;將a mol/L的氨水與0.1 mol/L鹽酸等體積混合,溶液中存在電荷守恒c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-),平衡時c(N)=c(Cl-)=0.05 mol/L,則c(NH3·H2O)=(0.5a-0.05) mol/L,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol/L,所以電離平衡常數可表示為=,D正確。
7.A　根據滴定劑和指示劑生成沉淀的溶解度要比滴定劑和被滴定物生成沉淀的溶解度大可知B、C項錯誤;AgCl溶解度比AgSCN大,但顏色為白色,與AgSCN沉淀顏色相同,無法指示滴定終點,D項錯誤。
8.D　25 ℃時由水電離出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,則溶液可能呈酸性也可能呈堿性,呈酸性時其pH=2,呈堿性時其pH=12,A錯誤;NH3·H2O N+OH-,=,通入CO2,平衡正向移動,c(N)不斷增大,而NH3·H2O的電離平衡常數不變,則不斷減小,B錯誤;恒溫恒容下,發生反應X(g)+3Y(g) 2Z(g),若起始時充入3 mol X和3 mol Y,反應體系中X的體積分數一直是50%,C錯誤;某溫度下蒸餾水的pH=6,所以該溫度下的KW=1×10-12,向該溫度下pH為2的NaHSO4溶液中加入等體積pH=10(濃度為0.01 mol·L-1)的氫氧化鈉溶液,反應后混合溶液恰好呈中性,D正確。
9.C　實驗1可說明HP的水解程度大于其電離程度,則c(H2P)>c(P),A正確;Na2HPO4溶液中,根據元素守恒有c(Na+)=2[c(HP)+c(H2P)+c(H3PO4)+c(P)],根據電荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2P)+2c(HP)+3c(P),聯立兩式可得c(OH-)+c(P)=c(H+)+c(H2P)+2c(H3PO4),B正確;實驗2產生的白色沉淀為Ca3(PO4)2,離子方程式為6HP+3Ca2++6OH- Ca3(PO4)2↓+6H2O+4P,C錯誤;實驗1和實驗2的溫度相同,溶液中c(OH-)·c(H+)=KW,KW相等,D正確。
10.A　誤飲c(Ba2+)=1.0×10-6 mol/L的溶液會引起鋇中毒,需用一定濃度的Na2SO4溶液給鋇中毒者洗胃解毒,發生反應:Ba2++S BaSO4↓,A正確;溫度一定,含BaCO3固體的溶液中存在平衡:BaCO3 Ba2++C,加入少量Na2CO3固體,碳酸根離子濃度增大,沉淀溶解平衡逆向移動,BaCO3的溶解量減小,B錯誤;在BaCO3飽和溶液中碳酸根離子水解,但水解是微弱的,因此溶液中存在:c(Ba2+)>c(C)>c(HC),C錯誤;5 L 2 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入0.2 mol BaSO4,BaSO4的Ksp=1.1×10-10,則c(S)=c(Ba2+)=≈1×10-5 mol·L-1,溶液中c(C)=2 mol·L-1,Q=c(Ba2+)·c(C)=2×10-5>Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,則生成碳酸鋇沉淀,BaSO4(s)+C(aq) BaCO3(s)+S(aq),K===<1×105,因此不能完全轉化,D錯誤。
11.C　實驗1中白色沉淀能溶于稀硫酸,但沒有氣泡產生,說明白色沉淀a是Al(OH)3,故A正確;實驗2中白色沉淀溶解且有少量氣泡產生,說明白色沉淀b中含有C,故B正確;過量硫酸鋁使溶液顯酸性,過量碳酸鈉使溶液顯堿性,根據實驗過程可知實驗1、2中,白色沉淀成分不同的原因與混合后溶液的pH有關,故C不正確;白色沉淀表面都會有硫酸根離子殘留,所以檢驗白色沉淀a、b是否洗滌干凈,均可用鹽酸酸化的BaCl2溶液,故D正確。
12.D　向10 mL一定濃度的硝酸銀溶液中,逐滴加入0.1 mol·L-1的氨水,首先發生反應Ag++NH3·H2O AgOH↓+N,然后發生反應AgOH+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++2H2O+OH-;b點-lg c(Ag+)達到最大值,可認為此時Ag+與NH3·H2O恰好完全反應生成AgOH沉淀和硝酸銨,b點后氨水過量生成[Ag(NH3)2]+,所以b點溶液中N的濃度大于m點溶液中N的濃度,A正確;由圖像可知向10 mL一定濃度的硝酸銀溶液中加入10 mL 0.1 mol·L-1的氨水,恰好完全反應生成AgOH,則原硝酸銀溶液的濃度是0.1 mol·L-1,B正確;m點溶液中存在電荷守恒c(N)+c(OH-)=c(Ag+)+c(N)+c{[Ag(NH3)2]+}+c(H+),m點[Ag(NH3)2]+的濃度是0.01 mol·L-1,溶液呈堿性,所以c(N)13.A　鎘廢渣含CdO及少量ZnO、Al2O3、MnO、FeO雜質,加硫酸溶解,得到CdSO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、MnSO4、FeSO4溶液,加石灰乳調節pH=5生成氫氧化鋁沉淀除鋁,過濾,濾液中加高錳酸鉀把Fe2+氧化為Fe(OH)3、把Mn2+氧化為MnO2,高錳酸鉀被還原為MnO2,過濾出Fe(OH)3、MnO2,濾液中加Zn置換出Cd,過濾,海綿鎘中含有Cd和Zn,加氫氧化鈉純化,鋅轉化為Na2ZnO2。根據金屬陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH可知,加石灰乳調節pH=5生成氫氧化鋁沉淀,則濾渣1的主要成分是Al(OH)3,A錯誤;“氧化”過程引入K+,Zn置換CdSO4中Cd之后的濾液中溶質的主要成分是K2SO4和ZnSO4,B正確;“純化”過程中Zn轉化為Na2ZnO2,發生的反應為Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2↑,C正確;該工藝中得到濾渣1、濾渣2、海綿鎘的主要分離操作是過濾,D正確。
14.D　根據電荷守恒得c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-),A錯誤;當混合溶液體積為20 mL時,Na2CO3與HCl恰好完全反應生成NaHCO3和NaCl,HC的電離程度小于其水解程度,所以溶液呈堿性,要使混合溶液呈中性,則HCl溶液的體積大于10 mL,所以混合溶液總體積應大于20 mL,B錯誤;B點溶液呈堿性,溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)+c(Cl-),由于c(H+)2c(C)+c(HC)+c(Cl-),濃度最大的離子為Na+,C錯誤;根據圖像分析可知,A點c(C)=c(HC),說明加入的鹽酸與部分C反應生成HC,溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),鹽水解程度較小,所以c(C)>c(OH-),則離子濃度大小順序是c(C)=c(HC)>c(OH-)>c(H+),D正確。
15.B　由Ka=可得lg=lg=lg c(F-)-lg Ka,隨著lg增大,lg c(F-)增大,則隨著lg增大,-lg c(F-)減小,所以L3表示-lg c(F-)與lg的變化曲線,A錯誤;根據圖像,當lg相同時,即c(F-)相同,L2表示的離子濃度小,已知Ksp(CaF2)16.答案　(除標注外,每空2分)(1)CN-+H2O HCN+OH-
(2)CaC2O4(s) Ca2+(aq)+C2(aq)
(3)①1×10-6　BC　②酸性　③CO2+H2O+KCN KHCO3+HCN(3分)
解析　(3)①25 ℃時,溶液pH=8,則c(H+)=1×10-8 mol/L,草酸鈉在水中發生水解,促進水的電離,則由水電離出的c(OH-)== mol/L=1×10-6 mol/L;此溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-),A錯誤;此溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2c(H2C2O4)+2c(HC2)+2c(C2),B正確;此溶液中主要存在的離子為Na+和C2,且c(Na+)>c(C2),C2水解生成HC2和OH-,且水的電離也生成OH-,則c(OH-)>c(HC2),所以c(Na+)>c(C2)>c(OH-)>c(HC2),C正確。
②15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液和10 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液混合并充分反應,得到的溶液中的溶質為等物質的量的NaHC2O4和Na2C2O4,該溶液中主要存在C2的水解和HC2的電離,Kh(C2)=③Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),二氧化碳和水反應生成碳酸,碳酸與KCN反應生成HCN和碳酸氫鉀,反應的化學方程式為CO2+H2O+KCN KHCO3+HCN。
17.答案　(除標注外,每空2分)(1)大于
(2)用未知濃度的NaOH溶液潤洗堿式滴定管2~3次　
(3)ac　
(4)酸式　
(5)當加入最后半滴KMnO4標準溶液時,溶液由無色變為淺紫色,且半分鐘內不褪色(3分)　
(6)%(3分)　
解析　(2)向堿式滴定管中注入未知濃度的NaOH溶液之前,應用未知濃度的NaOH溶液潤洗堿式滴定管。
(3)對比三組數據可知第二組數據異常,滴定所用標準鹽酸體積偏大。錐形瓶用待測液潤洗,導致待測液的量偏多,從而使滴定所用標準鹽酸體積偏大,a正確;滴定過程中錐形瓶中溶液濺出瓶外,導致待測液的量偏少,使滴定所用標準鹽酸體積偏小,b錯誤;滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定結束后氣泡消失,導致讀取的標準鹽酸體積偏大,c正確;滴定結束時,俯視讀數,導致讀取的滴定后的刻度值偏小,使得計算所用標準鹽酸體積偏小,d錯誤。
(4)KMnO4標準溶液能氧化橡膠,應使用酸式滴定管量取。
(5)當加入最后半滴KMnO4標準溶液,溶液由無色變為淺紫色,且半分鐘內不褪色,表明達到滴定終點。
(6)根據2Mn+5N+6H+ 2Mn2++5N+3H2O可知n(KMnO4)∶n(NaNO2)=2∶5,則=,解得c(NaNO2)=0.002V mol·L-1,則該樣品中NaNO2的質量分數為×100%=%。
18.答案　(每空3分)(1)將Co3+、Fe3+還原
(2)3Cl2+6OH- Cl+5Cl-+3H2O　6.72 L
(3)0.7
解析　(1)向水鈷礦中加入鹽酸和亞硫酸鈉,浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,根據元素化合價的變化可知,浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Co3+、Fe3+還原。
(2)氯氣與熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水,反應的離子方程式為3Cl2+6OH- Cl+5Cl-+3H2O;10.65 g NaClO3的物質的量為=0.1 mol,需要氯氣0.3 mol,由2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH知,生成0.3 mol Cl2的同時,生成0.3 mol H2,標準狀況下H2的體積為0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L。
(3)====0.7。
19.答案　(除標注外,每空2分)Ⅰ.(1)6.0　
(2)SrCO3+2NH4Cl SrCl2+(NH4)2CO3,(NH4)2CO3+2HCl 2NH4Cl+CO2↑+H2O(4分)
(3)①4.7≤pH<7.8　②調節溶液pH≥12,升溫到90 ℃,趁熱過濾(3分)
Ⅱ.(1)SrCl2+2NH4HCO3 SrCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O(3分)
(2)溶液中的NH4HCO3受熱分解
解析　Ⅰ.(1)由Ksp(SrSO4)=3.3×10-7、Ksp(SrCO3)=1.1×10-10和濾液中c(C)=2.0×10-3 mol·L-1,可得c(Sr2+)= mol·L-1=5.5×10-8 mol·L-1,則溶液中c(S)= mol·L-1=6.0 mol·L-1。
(2)催化劑能改變反應歷程,先參加反應,然后又重新生成。NH4Cl催化SrCO3與鹽酸反應,NH4Cl先和SrCO3反應生成SrCl2和(NH4)2CO3,然后(NH4)2CO3和HCl反應生成NH4Cl、CO2和H2O,化學方程式為SrCO3+2NH4Cl SrCl2+(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+2HCl 2NH4Cl+CO2↑+H2O。
(3)①除鐵、鋁時,需先將Fe2+氧化為Fe3+,再調pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,又知pH=7.8時Al(OH)3沉淀開始溶解,故4.7≤pH<7.8。②由題意可知欲除去溶液中Ca2+,需加入NaOH使其轉化為Ca(OH)2沉淀而除去。pH≥12時Ca2+沉淀完全,Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低,90 ℃時Sr(OH)2的溶解度大,不易形成沉淀,所以調節溶液pH≥12,并升溫到90 ℃,趁熱過濾。
Ⅱ.(1)由題意可知SrCl2和NH4HCO3反應生成SrCO3、NH4Cl、CO2和H2O,其化學方程式為SrCl2+2NH4HCO3 SrCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O。
(2)當反應溫度大于60 ℃時,反應物NH4HCO3受熱分解,導致SrCO3的產率下降。

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