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第3章《物质在水溶液中的行为》单元检测题
一、单选题
1.已知:AgA、Ag2B都是难溶盐。室温下,向体积均为10mL、浓度均为0.1mol·L-1的NaA溶液、Na2B溶液中分别滴加0.1mol·L-1的AgNO3溶液,溶液中pX与AgNO3溶液体积的关系如图所示[已知:pX=—lgc(A—)或—lgc(B2—)]。下列推断错误的是
A.室温下,Ksp(Ag2B)=4×10-3a
B.对应溶液中c(Ag+):e>f
C.室温下,溶解度:S(AgA)<S(Ag2B)
D.若c(AgNO3)变为0.05mol·L-1,则c点向e点移动
2.下列物质的水溶液呈碱性且属于盐是
A.苯甲酸钠 B. C.HCl D.
3.常温时,下列各组离子中,在c(H+)/c(OH-)=1012溶液中能大量共存,且溶液为澄清透明的是
A.K+、Fe3+、MnO、SO B.Na+、HCO、SO、Cl-
C.Fe2+、Na+、NO、Ba2+ D.Na+、OH-、K+、SO
4.下列离子方程式书写正确的是
A.碳酸钠溶液与稀盐酸反应:Na2CO3+2H+=2Na++CO2↑+H2O
B.铜与硝酸银溶液的反应:2Ag++Cu =2Ag+Cu2+
C.石灰石放入稀硝酸中:+2H+=H2O+CO2↑
D.铁钉放入稀盐酸中:2Fe +6H+=2Fe3++3H2↑
5.室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.NaOH溶液:、、、
B.KI溶液:、、、
C.溶液:、、、
D.溶液:、、、
6.25℃时,将c1、V1的稀HCl和c2、V2的NH3·H2O溶液充分混合,下列叙述错误的是
A.若pH<7,则一定是c1V1≤c2V2
B.混合过程中c()+c(H+ )=c(Cl-)+c(OH-)一定成立
C.当pH=7时,若V1=V2,则c2必须大于c1
D.若c()+c(NH3·H2O)=c(Cl-),则一定有c1V1=c2V2
7.能用离子方程式表示的是
A.溶液和溶液反应 B.溶液和反应
C.溶液和溶液反应 D.溶液和溶液反应
8.在水溶液中因发生水解而呈现酸性的物质是
A.NaHSO4 B.NaHCO3 C.(NH4)2SO4 D.Na2S
9.一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M: Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是
已知pM=-lgc(M),p()=-lgc()。
A.MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大
B.a点可表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)= c()
C.b点可表示CaCO3的饱和溶液,且c(Ca2+)< c()
D.c点可表示MgCO3的过饱和溶液,且c(Mg2+)< c()
10.常温下,等浓度的MOH碱溶液和HA酸溶液互相滴定,溶液中或的关系如图所示,下列说法错误的是
A.Kb( MOH) = 10 -4.76
B.水的电离程度:c>a=b
C.c点,酸碱恰好完全中和且溶液呈中性
D.a、b点对应的溶液中c(A-)相等
11.根据图象所得结论正确的是
A.图甲是反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0中SO2的平衡转化率随温度、压强的变化曲线,说明X代表温度,Y代表压强,且Y1>Y2
B.图乙是室温下用0.1000mol•L-1的一元酸HA滴定20.00mL0.1000mol•L-1的一元碱BOH的滴定曲线,说明BOH是强碱
C.图丙是室温下稀释冰醋酸时溶液的导电能力随加入水的体积的变化曲线,说明醋酸的电离程度:b>a>c
D.图丁是室温下稀释相同体积、相同pH的稀盐酸和稀醋酸时溶液的pH随加入水的体积的变化曲线,说明曲线N代表的是盐酸
12.下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是
A.K+、Na+、HCO、SO B.NH、K+、Cl-、NO
C.Fe3+、Na+、Cl-、NO D.Na+、K+、Cl-、NO
13.下列各环境下的离子组合一定能够大量共存的是 (
A.中性溶液中:Ca2+、Fe3+、SO、Cl-
B.由水电离产生的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、AlO、CO
C.c(H+)=10-14 mol·L-1的溶液中:Na+、AlO、S2-、SO
D.pH试纸变红的溶液中:Fe2+、I-、NO、ClO-
14.下列反应可用:H++OH—→H2O表示的是
A.HNO3+Ba(OH)2 B.HCl+Fe(OH)3
C.NaHCO3+NaOH D.HF+NH3·H2O
15.根据下列实验操作及现象得到的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
原溶液中一定含有
B
加入盐酸,产生无色无味的气体
原溶液中一定含有
C
加淀粉无现象,再加入氯水,溶液变蓝
原溶液中一定含有I-
D
加入盐酸无现象,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀
原溶液中一定含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.时,向的醋酸溶液中加入固体充分反应,将反应后的溶液分成两等份,一份通入气体,另一份加入固体,两份溶液的随或的变化情况如图所示(所有过程均不考虑温度和体积变化)。
请回答下列问题:
(1)T (填“>”、“<”或“=”)25℃。
(2)a点溶液显酸性的原因是 ;b点溶液中各离子浓度的大小关系是 。
(3)向c点溶液中加水稀释, (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)a、b、c三点溶液中水的电离程度由大到小的顺序是 。
17.现有下列10种物质,根据要求完成相应的填空。
①碳酸氢钠固体 ②浓氨水 ③冰醋酸 ④铜 ⑤硫酸 ⑥纯蔗糖(C12H22O11)⑦氢氧化钡溶液 ⑧盐酸 ⑨熔融氢氧化钠 ⑩氢氧化铁胶体
(1)属于混合物的物质是 (填写编号)。
(2)能导电的强电解质是 ,属于非电解质的是 (填写编号)。
(3)属于弱电解质的是 (填写编号),其电离方程式为 。
18.KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐( 主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:
(1)请写出镓(与铝同主族的第四周期元素)的原子结构示意图 。
(2)为尽量少引入杂质,试剂①应选用 (填标号)。理由是 。
A.HCl溶液 B.H2SO4 溶液 C.氨水 D.NaOH溶液
(3)沉淀B的化学式为 ;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)科学研究证明NaAlO2 在水溶液中实际上是Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠),易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 。
(5)常温下,等pH的NaAlO2 和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH= 。
(6)已知室温下,Kw=10×10-14,Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于 。
三、实验题
19.碳酸镧为白色粉末、难溶于水、分解温度900℃,可用于治疗高磷酸盐血症.在溶液中制备时,形成水合碳酸镧,如果溶液碱性太强,易生成受热分解的碱式碳酸镧.已知酒精喷灯温度可达1000℃。回答下列问题:
(1)用如图装置模拟制备水合碳酸镧:
①仪器B的名称为 。
②装置接口的连接顺序为f→ 。
③Z中应先通入: (化学式),后通入过量的另一种气体,该气体需要过量的原因是 。
④该反应中生成副产物氯化铵,请写出生成水合碳酸镧的化学方程式: 。
(2)甲小组通过以下实验验证制得的样品中不含,并测定水合碳酸铜中结晶水的含量,将石英玻璃A管称重,记为,将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为,将装有试剂的装置C称重,记为.按图示连接好装置进行实验。
实验步骤:
①打开、和,缓缓通入;
②数分钟后关闭,打开,点燃酒精喷灯,加热A中样品:
③一段时间后,熄灭酒精灯,打开,通入数分钟后关闭和,冷却到室温,称量A.重复上述操作步骤,直至A恒重,记为(此时装置A中为).称重装置C,记为。
①实验中第二次通入的目的为 。
②根据实验记录,当 ,说明制得的样品中不含有;计算水合碳酸镧化学式中结晶水数目 (列式表示).(用含、、的式子表示)
20.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)广泛应用于造纸等行业。该物质易氧化,受热易分解,在碱性条件下较稳定,易溶于水,不溶于乙醇。
(1)实验室利用下图装置和试剂制取Na2S2O4。
① 实验前需打开K通入一段时间氮气,其目的是 。
② 原料NaBH4制备路线如下:
“合成”步骤中,先将NaH分散到矿物油,再与B(OCH3)3反应,其目的是 。
③ 在30~ 40 ℃条件下,向三颈瓶中滴加碱性NaBH4溶液充分反应制取Na2S2O4,产物中还生成NaBO2,写出制取Na2S2O4的化学反应方程式: 。
④ 反应结束后,向溶液中加入乙醇,充分结晶后过滤可得Na2S2O4·2H2O晶体。加入乙醇的作用是 。
(2)请根据下列信息,利用所给试剂设计制备Na2S2O4·2H2O的实验方案: 。
用乙醇洗涤,得Na2S2O4·2H2O。(实验中须使用的试剂: Zn粉,NaCl固体,蒸馏水,SO2, 1 mol·L-1 NaOH溶液)
已知:① 制备原理之一: Zn+2H2SO3ZnS2O4+2H2O。
② 二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图。
21.某研究性学习小组为证明在同温同压下,相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时,生成氢气的体积相同而反应速率不同,同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如图。该实验的主要操作步骤如下:
(1)a.配制浓度均为1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液;
b.用 量取10.00 mL1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液分别加入两个锥形瓶中;
c.分别称取除去表面氧化膜的镁带a g,并系于铜丝末端,a的数值至少为 g;
d.在广口瓶中装足量的水,按图连接好装置;检查装置的气密性;
e.将铜丝向下移动,使足量镁带浸入酸中,至反应完全,记录 ;
f.反应结束后待温度恢复到室温,若丙中液面高于乙中液面,读取量筒中水的体积前,应 ,读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题:
(2)用文字表述d检查该装置气密性的操作与观察方法: 。
(3)本实验中应选用______(填序号)的量筒。
A.100 mL B.200 mL C.500 mL
(4)简述速率不等的原因 ,铜丝不与酸接触的原因是 。
试卷第4页,共8页
试卷第1页,共8页
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参考答案:
1.D
【分析】由图可知,室温下,加入10mL硝酸银溶液时,NaA溶液完全反应得到AgA饱和溶液,溶液中A—离子和Ag+离子浓度都为10—bmol/L,AgA的溶度积为10—2b,加入20mL硝酸银溶液时,Na2B溶液完全反应得到Ag2B饱和溶液,溶液中B2—离子浓度为10—amol/L、Ag+离子都为2×10—2mol/L,Ag2B的溶度积为4×10-3a。
【详解】A.由分析可知,室温下,Ag2B的溶度积Ksp(Ag2B)=4×10-3a,故A正确;
B.由图可知,e点时NaA溶液过量,f点时NaA溶液恰好反应,由温度不变,溶度积不变可知,e点银离子浓度小于f点,故B正确;
C.由分析可知,AgA饱和溶液中银离子浓度小于Ag2B饱和溶液,所以AgA的溶解度小于Ag2B,故C正确;
D.若硝酸银溶液浓度变为0.05mol/L,则加入20mL硝酸银溶液时,NaA溶液完全反应得到AgA饱和溶液,由温度不变,溶度积不变可知,溶液中Ag+离子浓度还是10—bmol/L,则c点会向d点移动,故D错误;
故选D。
2.A
【详解】A.苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,属于盐类,A选;
B.与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,属于金属氧化物,不属于盐类,B不选;
C.HCl电离出氢离子,溶液呈酸性,属于酸类,不属于盐类,C不选;
D.是强酸强碱盐,溶液呈中性,D不选;
故选:A。
3.A
【分析】c(H+)/c(OH-)=1012溶液显酸性,结合离子的性质分析解答。
【详解】A.离子间不发生反应,可大量共存,且溶液澄清透明,A项正确;
B.HCO与H+反应不能大量共存,B项错误;
C.Fe2+、NO、H+会发生氧化还原反应不能大量共存,C项错误;
D.OH-与H+反应不能大量共存,D项错误;
答案选A。
4.B
【详解】A.碳酸钠是强电解质应写成离子的形式,正确的离子方程式为CO+2H+=CO2↑+H2O,故A错误;
B.铜比银活泼,会与硝酸银溶液发生置换反应,硝酸银为强电解质,所以离子方程式为2Ag++Cu =2Ag+Cu2+,故B正确;
C.石灰石难溶于水,不能写成离子,正确离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,故C错误;
D.铁与稀盐酸反应生成亚铁离子,离子方程式为Fe +2H+=Fe2++H2↑,故D错误;
综上所述答案为B。
5.A
【详解】A. 题给四种离子在碱性条件下均能大量存在,故A正确;
B. 在酸性条件下可以氧化,不能大量共存,故B错误;
C. 与会发生反应生成沉淀,不能大量共存,故C错误;
D. 可以与反应生成,不能大量共存,故D错误;
故选A。
6.A
【详解】A. 当pH<7时溶液显酸性,又因为HCl是强酸,NH3·H2O是弱碱,当酸的物质的量小于碱的物质的量时,也有可能使溶液呈酸性,则不一定是c1V1≤c2V2,故A错误;
B. 混合过程中,电荷守恒:c()+c(H+ )=c(Cl-)+c(OH-)一定成立,故B正确;
C. pH=7溶液呈中性,氨水物质的量应大于盐酸的物质的量,若V1=V2,一定是c2>c1,故C正确;
D. 依据溶液中存在的物料守恒分析,溶液中物料守恒为:c(NH4+)+c(NH3•H2O)═c(Cl-),盐酸和氨水物质的量相等,则一定有c1V1=c2V2,故D正确;
故选A。
7.A
【详解】A.NaHSO4=Na++H++ SO,Na2CO3= 2Na++ CO,所以两者反应可以用2H+ + CO→CO2↑+H2O 表示,故A正确;
B.BaCO3是不溶性的盐,不能拆,故B错误;
C.CH3COOH是弱酸,不能拆,故C错误;
D.NaHCO3是弱酸的酸式盐,不能电离出碳酸根离子,故D错误;
故选:A。
8.C
【详解】A.NaHSO4是强酸的酸式盐,发生电离而显酸性,A不符合题意;
B.NaHCO3因水解程度大于电离程度而显碱性,B不符合题意;
C.(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,因铵根离子水解而显酸性,C符合题意;
D.Na2S是强碱弱酸盐,因硫离子水解而显碱性,D不符合题意;
答案选C。
9.B
【分析】首先要理解pM=-lgc(M),p()=-lgc()的含义,由数形结合认知直线在坐标轴上的截距即为pKsp,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的pKsp分别为5.2、8.3、10.4。同时认知c(M2+)、c()值越大,则pM、p()值越小。
【详解】A.根据以上分析,c(M)=10-pM、c()=10-p(),Ksp= c(M2+)×c(),结合图像可知MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次为10-5.2、10-8.3、10-10.4逐次减小,选项A错误;
B.所有实线上的点都代表饱和溶液,a 点在对角线上,故a 点表示MnCO3的饱和溶液,且c(Mn2+)= c(),选项B正确;
C.b 点可表示CaCO3 的饱和溶液,但由图可知c(Ca2+)> c(),选项C错误;
D.通过c 点作横轴的垂线后可看出, c(Mg2+)×c() <Ksp,故溶液不饱和,选项D错误;
故答案选B。
10.D
【详解】A.当pH=9.24,呈碱性,lg=0,即=1,Kb(MOH)==1×10+9.24−14=10−4.76,故A正确;
B.由于MA是盐溶液,促进水的电离,所以水的电离程度最大,而a、b两点分别为酸盐混合和碱盐混合的溶液,酸碱性相当,对水的抑制作用相同,所以有c>a=b,故B正确;
C.当pH=4.76,呈酸性,lg=0,=1,Ka(HA)==c(H+)=10−4.76,故Ka(HA)=Kb(MOH),c点为酸碱恰好完全中和,为MA溶液,故溶液呈中性,故C正确;
D.b点:lg=1,所以c(M+)=10c(MOH),相当于c(HA):c(MOH)=1:10,a点:lg=1,所以c(A⁻)=10c(HA),相当于c(HA):c(MOH)=10:1,体积相同,溶液的碱性越强,c(A⁻)越大,所以a、b点对应溶液中c(A⁻)不相等,故D错误;
故选:D。
11.A
【详解】A.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,平衡时SO2的转化率随压强增大而增大,说明Y代表压强,且Y1>Y2,该反应是放热反应,平衡时SO2的转化率随温度升高而降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则X代表温度,故A正确;
B.由图知,V=20mL时,恰好反应生成BA溶液,此时pH=6,溶液呈酸性,则B+发生水解反应导致溶液呈酸性,说明BOH是弱酸,故B错误;
C.溶液越稀,越促进醋酸电离,则溶液中氢离子的物质的量越大,电离程度越大,所以电离程度c>a>b,故C错误;
D.pH值相同的一元酸,稀释相同的倍数,pH变化较大的酸的酸性较强,酸性:HCl酸性大于CH3COOH,根据图知,曲线M代表的是盐酸,故D错误;
故选:A。
12.D
【分析】强碱性溶液中,含有大量的OH-。
【详解】A.HCO与OH-反应生成CO而不能大量共存,A错误;
B.NH与OH-反应生成而不能大量共存,B错误;
C.Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀而不能大量共存,C错误;
D.该组离子在强碱性溶液中,相互之间不发生反应,能大量共存,D正确;
故选D。
13.C
【详解】A.Ca2+可以和SO反应生成微溶于水的CaSO4,A不能大量共存;
B.由水电离出的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中,可以为酸性也可以为碱性,在酸性溶液中,偏铝酸根、碳酸根均可以和溶液中的氢离子反应,B不能大量共存;
C.c(H+)=10-14 mol·L-1的溶液为碱性溶液,在碱性条件下,四种离子互不反应也不与OH-反应,C可以大量共存;
D.pH试纸变红的溶液为酸性溶液,含有大量氢离子,四种离子中硝酸根和亚铁离子可以在酸性条件下反应生成铁离子和一氧化氮,D不能大量共存;
故选C。
14.A
【分析】反应H++OH—→H2O表示强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的离子反应。
【详解】A.硝酸与氢氧化钡反应生成硝酸钡和水,硝酸为强酸、氢氧化钡为强碱、硝酸钡溶于水,可用H++OH—→H2O表示,故A正确;
B.盐酸和氢氧化铁反应生成氯化铁和水,氢氧化铁为难溶性的弱碱,不能用H++OH—→H2O表示,故B错误;
C.、碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸氢钠为弱酸的酸式盐,不能用H++OH—→H2O表示,故C错误;
D.氢氟酸与氨水反应生成氟化铵,氢氟酸为弱酸、一水合氨为弱碱,不能用H++OH—→H2O表示,故D错误。
故选A。
【点睛】本题考查离子反应方程式书写的正误判断,由于离子方程式不但可以表示具体的反应,还可以表示某一类反应,所以可能会有多个化学方程式对应同一个离子方程式,因此在具体判断时注意反应的实质和化学式拆分原则是解题关键。
15.C
【详解】A.加入BaCl2溶液形成的白色沉淀可能为、、、AgCl等,A项错误;
B.与盐酸反应产生无色无味气体的离子可能为、,故B错误;
C.加淀粉无现象说明溶液中不含I2,再加入氯水后溶液变蓝,说明溶液中的I-被氯气氧化为I2,故C正确;
D.加入盐酸引入了Cl-,再加入溶液产生AgCl白色沉淀,无法确定原溶液中是否含有Cl-,故D错误。
综上所述,答案为C。
16. > a点是等浓度的醋酸和醋酸钠的混合液,的电离程度大于的水解程度 增大
【分析】向的醋酸溶液中加入得浓度均为的和的混合溶液,分成两等份后体积均为。根据两份溶液变化可知曲线ab是加入固体的情况,曲线ac是通入气体的情况,b点溶液是的溶液,c点溶液是的和的的混合溶液。
【详解】(1)b点溶液是溶液显碱性,显碱性,说明温度高于;
(2) a点是等浓度的醋酸和醋酸钠的混合液,的电离程度大于的水解程度,所以溶液显酸性;b点溶液,溶液显碱性,其离子浓度大小是;
(3),c点溶滴稀释过程中醋酸电离平衡正向移动,的物质的量增加,而的物质的量不变,则增大;
(4)a、b两点溶液中水解促进水的电离,但b点大于a点,水的电离程度大于a点,c点水的电离被醋酸抑制,因此水的电离程度。
17.(1)②⑦⑧⑩
(2) ⑨ ⑥
(3) ③ CH3COOHCH3COO-+H+
【分析】物质分为混合物和纯净物,混合物是由两种或两种以上的物质组成;纯净物是由一种物质组成。在水溶液中或熔融状态下能自身电离导电的化合物为电解质;在水溶液中和熔融状态下均不能自身电离导电的化合物为非电解质;含自由移动的离子或自由移动电子的物质能导电;电解质中不能全部电离是弱电解质,注意,单质和混合物一定既不是电解质、也不是非电解质。
【详解】(1)混合物是由两种或两种以上的物质组成:②浓氨水是由氨气和水组成,⑦氢氧化钡溶液是由氢氧化钡和水组成,⑧盐酸是由氯化氢和水组成,⑩氢氧化铁胶体属于分散系,属于混合物;答案为:②⑦⑧⑩。
(2)在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质:①碳酸氢钠固体 ③冰醋酸⑤硫酸⑨熔融氢氧化钠,但是只有含自由移动的离子或自由移动电子的物质能导电⑨熔融氢氧化钠;⑥纯蔗糖(C12H22O11)在水溶液中和熔融状态下均不能自身电离导电的化合物,属于非电解质;
(3)在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质:①碳酸氢钠固体 ③冰醋酸⑤硫酸⑨熔融氢氧化钠,其中不能全部电离的为弱电解质,③冰醋酸属于弱酸、部分电离,属于弱电解质,电离用 符号,所以电离的方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+。
18. D 易拉罐中主要成分Al能与强碱溶液反应,而杂质Fe、Mg不能 Al(OH)3 Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+ 2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑ 11 20
【详解】(1)镓是与铝同主族的第四周期元素,所以镓原子序数是13+18=31,最外层有3个电子,故原子结构示意图为:。
(2)易拉罐中主要成分Al能与强酸和强碱溶液反应,而杂质Fe、Mg只能溶解在强酸性溶液中,可选择NaOH溶液溶解易拉罐,可除去含有的Fe、Mg等杂质。
(3)滤液中加入NH4HCO3溶液后,NH4+与AlO2-发生双水解:NH4++AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+NH3•H2O,AlO2-与HCO3-也不能大量共存:AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-,两个反应都生成Al(OH)3沉淀。将少量明矾溶于水,因为Al3+水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,则明矾水溶液显酸性。
(4)易拉罐溶解过程中主要发生Al与NaOH溶液的反应生成NaAlO2和氢气,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,若NaAlO2表示为Na[Al(OH)4],则上述方程式表示为:2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
(5)NaAlO2溶液中水的电离被促进,而NaOH溶液中水的电离受抑制。设两溶液的pH=a,则NaAlO2溶液中水电离出的c(OH-)=10-(14-a)mol•L-1,NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-amol•L-1;由已知10-(14-a)÷10-a=108,解得a=11。
(6)Al(OH)3溶于NaOH溶液反应为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,平衡常数K====20。
点睛:本题以铝制备明矾为载体,铝的性质及物质制备工艺流程的知识,涉及反应原理的探究及溶解平衡与水电离平衡、盐类水解等水溶液中的平衡等知识的应用,第(5)(6)小题pH和平衡常数的有关计算为易错点,注意:①明确盐溶液与碱溶液对水的电离影响的不同;②列出平衡常数表达式,运用各种常数(K、Kb、KW)之间的关系计算。
19. 球形干燥管 b→a→d→e→c NH3 控制溶液不能碱性太强,否则易生成副产物碱式碳酸镧La(OH)CO3 2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl 将装置中产生的气体全部吹入后续装置中被吸收,减少实验误差
【分析】(1)结合装置以及所给试剂,制取水合碳酸镧的原理为2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl,装置Y制备NH3,NH3易溶于水,通入带有球形干燥管的导气管中防倒吸,装置W制备CO2,装有饱和碳酸氢钠的装置X用于除去CO2中的HCl,防止消耗过多的氨气,在装置Z中生成水合碳酸镧。
(2)根据已知信息,m2-m1为La2(CO3)3·xH2O的质量,m4-m1为La2O3的质量,m5-m3为CO2的质量。B中装有浓硫酸,C中装有碱石灰,D中碱石灰的作用是防止空气中CO2和H2O进入到装置C中影响实验结果;第一次通入N2,目的是排出装置中的空气,防止空气中CO2干扰实验结果,第二次通入N2,将装置中残留的CO2全部排入装置C中被吸收,减小实验误差。
【详解】(1)①根据仪器的结构特点可知其名称为球形干燥管;故答案为:球形干燥管;
②结合分析可知装置接口顺序应为f→b→a→d→e→c;故答案为:b→a→d→e→c;
③为增大CO2溶解度,提高产率,Z中应先通入氨气再通入CO2;根据题目信息可知如果溶液碱性太强,易生成受热分解的碱式碳酸镧La(OH)CO3,所以通入CO2需要过量的原因是:控制溶液不能碱性太强,否则易生成副产物碱式碳酸镧La(OH)CO3;故答案为:氨气;控制溶液不能碱性太强,否则易生成副产物碱式碳酸镧La(OH)CO3;
④根据元素守恒可知化学方程式为2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl;故答案为:2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl;
(2)①第二次通入N2,将装置中残留的CO2全部排入装置C中被吸收,减小实验误差;故答案为:将装置中产生的气体全部吹入后续装置中被吸收,减少实验误差;
②如果制得的样品中不含有La(OH)CO3,则由La2(CO3)3·xH2O化学式可知n(La2O3):n(CO2)=1:3,即=;n(La2O3)=n[La2(CO3)3·xH2O],可求出水合碳酸镧化学式中结晶水数目x=;故答案为:;。
20.(1) 排出装置中的空气,防止Na2S2O4 (或NaHSO3)被氧化 使反应物充分接触,加快反应速率 NaBH4+8NaHSO3NaBO2+4Na2S2O4+6H2O 降低溶解度,有利于析出
(2)将一定量的Zn粉与蒸馏水混合搅拌成悬浊液,28~35 ℃加热条件下,向悬浊液中通入SO2至澄清,向溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH至pH在8.2~10.5之间,过滤,向滤液中加入NaCl固体,冷却至室温、过滤
【详解】(1)①NaHSO3、Na2S2O4易被氧化,所以需要打开K通入一段时间氮气,排出装置中的空气,防止Na2S2O4 (或NaHSO3)被氧化;
②NaH分散到矿物油中,可以形成分散系,使反应物充分接触,加快反应速率,NaH易与水反应,所以分散剂不用水;
③反应中NaHSO3转化为Na2S2O4,S元素由+4价变为+3价,NaBH4中B元素转化为NaBO2,则应是-1价H元素被氧化,根据得失电子守恒可知NaBH4和NaHSO3的系数比为1∶8,再结合元素守恒可得化学方程式为NaBH4+8NaHSO3NaBO2+4Na2S2O4+6H2O;
④Na2S2O4易溶于水,不溶于乙醇,所以加入乙醇可以降低Na2S2O4的溶解度,有利于其析出;
(2)根据制备原理可知,需用蒸馏水和SO2反应来制取H2SO3,在28~35℃的条件下反应制取ZnS2O4,然后加入NaOH溶液调节pH至8.2~10.5,将Zn2+沉淀,过滤得到Na2S2O4溶液,然后加入NaCl固体促使Na2S2O4析出,具体操作为:将一定量的Zn粉与蒸馏水混合搅拌成悬浊液,28~35 ℃加热条件下,向悬浊液中通入SO2至澄清,向溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH至pH在8.2~10.5之间,过滤,向滤液中加入NaCl固体,冷却至室温、过滤。
21.(1) 酸式滴定管 0.12 反应时间 将量筒缓缓向下移动,使乙、丙中液面相平
(2)两手掌紧贴锥形瓶外壁一会,如观察到广口瓶中长导管内有一段水柱升出液面,表明装置不漏气
(3)B
(4) 酸的浓度相同时c(H+)不同 防止形成原电池,干扰实验现象的观察
【分析】利用镁与相同浓度的醋酸或盐酸反应进行探究,反应速率的快慢;
【详解】(1)①根据量取的体积是10.00mL可知,由于盐酸和醋酸将腐蚀碱式滴定管下端的橡皮管,故应该用酸式滴定管,故答案为:酸式滴定管;
②盐酸中氢离子的物质的量是0.01mol,消耗镁是0.005mol×24g/mol=0.12g,即镁的质量不能低于0.12g,故答案为:0.12;
③要探究反应速率大小,则必需记录反应所需的时间,故答案为:反应时间;
④读数时必需是乙丙中液面相平,所以将量筒缓缓向下移动,使乙、丙中液面相平(或调节乙、丙仪器中的液面使之相平),故答案为:将量筒缓缓向下移动,使乙、丙中液面相平;
(2)根据装置特点可以判断,检验的方法是两手掌紧贴锥形瓶外壁一会,如观察到广口瓶中长导管内有一段水柱升出液面,表明装置不漏气,故答案为:两手掌紧贴锥形瓶外壁一会,如观察到广口瓶中长导管内有一段水柱升出液面,表明装置不漏气;
(3)由于生成氢气的体积最多是0.005mol×22.4 L/mol=0.112L=112mL,所以答案为:B;
(4)①由于盐酸是强酸,而醋酸是弱酸,因此在浓度相同的条件下,盐酸中氢离子浓度大,反应速率快,酸的浓度相同时c(H+)不同;
②铜丝一旦接触到酸,就容易形成原电池,加快反应速率,干扰实验现象的观察,故答案为:防止形成原电池,干扰实验现象的观察。
答案第10页,共10页
答案第9页,共10页
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