专题3 水溶液中的离子反应 练习题 2023-2024学年高二上学期化学苏教版(2019)选择性必修1
2024-08-04
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内容正文:
专题3《水溶液中的离子反应》练习题
一、单选题
1.某工业废水中含有等离子,现要用沉淀法除去,并回收元素,上述金属阳离子在水中达到沉淀溶解平衡时的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.A点时未沉淀 B.分离元素前需要加入氧化剂
C.当时, D.沉淀完全时也沉淀完全
2.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a与高温水蒸气反应或在纯氧中点燃生成相同的黑色固体
B.c→d,a→e以及b、e之间的相互转化均可通过化合反应实现
C.用蒸发皿蒸干b溶液最终得到c固体
D.FeO具有消毒和净水作用,其中铁的化合价为+6
3.常温下,下列水溶液中,c(H+)=1.0×10-2mol/L的是
A.0.01mol/L的醋酸溶液
B.0.01mol/L的硫酸溶液
C.pH=12的NaOH溶液
D.由水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol/L的盐酸溶液
4.常温下,向AgBr饱和溶液(有足量AgBr固体)中滴加溶液,发生反应:和,、与的关系如图所示(其中M代表或:N代表或)。下列说法正确的是
A.直线表示与的关系
B.的数量级为
C.的平衡常数
D.当时,溶液中
5.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.分子中含有的键数目为
B.中含有的中子数为
C.常温常压下,中含有的原子数为
D.溶液中含有的阴离子总数为
6.常温下,下列各组离子在给定溶液中一定能大量共存的是
A.含Na2CO3的溶液:K+、Cl-、、Al3+
B.pH=11的溶液:Ba2+、Na+、Mg2+、
C.水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液:K+、、Cl-、Ba2+
D.滴加甲基橙试液显红色的溶液:Fe3+、、Cl-、Br-
7.对于常温下的溶液,下列说法正确的是
A.
B.加水稀释到原体积的10倍,溶液变为4
C.加入少量固体,溶液减小
D.与等体积的溶液混合,所得溶液中:
8.向Fe和Al2O3的混合物中加入足量稀硫酸将其溶解,室温下向所得溶液中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是
A.通入过量Cl2: Cl-、SO、Fe2+、Al3+
B.加入过量氨水:NH、SO、Na+、[Al(OH)4]-
C.加入过量NaOH溶液:SO、Na+、[Al(OH)4]-、OH-
D.加入过量NaNO3溶液:NO、SO、Fe2+、Al3+、Na+
9.下列指定反应的离子方程式不正确的是
A.铁锅生锈的负极反应方程式为:Fe - 3e- = Fe3+
B.HS-电离的方程式为:HS-+H2OS2- +H3O+
C.粗铜的精炼的阴极反应方程式:Cu2+ + 2e-= Cu
D.NH4+水解的方程式为:NH4++H2ONH3·H2O+H+
10.下列实验目的对应的实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
实验方案设计
现象和结论
A
用pH计测量、的pH,比较溶液pH大小
的pH比大,说明酸性比强
B
将的溶液加热后置于冷水中
溶液由黄绿色变为蓝绿色,说明降低温度向逆方向移动
C
向平衡体系中加入适量固体
溶液颜色变浅,说明生成物浓度增大,平衡逆向移动
D
向溶液中先滴加4滴溶液,再滴加4滴溶液
先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀,说明
A.A B.B C.C D.D
11.室温下,将两种浓度均为的溶液等体积混合,假设混合后溶液的体积等于混合前两溶液的体积之和,下列各混合溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.的混合溶液:
B.混合溶液:
C.混合:
D.混合溶液:
12.下列对应的方程式错误的是
A.水的电离:2H2OH3O++OH-
B.明矾净水的原理:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
C.酸性氢氧燃料电池的正极反应:O2+4e-+2H2O=4OH-
D.闪锌矿(ZnS)经CuSO4溶液淋滤后转化为更难溶的CuS:ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)
13.侯氏制碱法的流程如图所示。下列判断正确的是
A.煅烧前后固体质量:前<后 B.碳酸化前后:前>后
C.盐析前后:前>后 D.母液I和II中:I<II
14.下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.装置甲可用酸性KMnO4溶液滴定FeSO4溶液
B.装置乙进行实验时若逐滴滴加AgNO3溶液,先出现黄色沉淀,可说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),且AgCl可转化成AgI
C.装置丙可用于吸收氨气,且能防止倒吸
D.装置丁可除去氯气中的HCl
15.氯常用作饮用水杀菌剂,且HClO的杀菌能力比,强。25℃时氯气—氯水体系中存在以下平衡: ; ; ?其中、HClO和分别在三者中所占物质的量分数(α)随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.HClO的电离常数
B.反应的平衡常数
C.该氯气—氯水体系中
D.用氯处理饮用水时,pH越小杀菌效果越好
二、填空题
16.溶液的酸碱性溶液的酸碱性的判断标准是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小,其具体关系为:
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
17.回答下列问题:
(1)请写出下列物质的电离方程式,并写出②的电离平衡常数表达式。
①Al2(SO4)3 ;
②NH3·H2O 、 。
(2)写出下列物质的水解离子方程式
①(NH4)2SO4 ;
②FeCl3 。
(3)请写出CH3COONa的电荷守恒表达式: 。
(4)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH为8.4,说明的电离程度和水解程度中相对较强的是 。
18.一定条件(如温度、浓度)下,当弱电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成弱电解质分子的速率 ,溶液中各分子和离子的浓度都不再发生变化时,电离过程就达到了平衡状态,如下图所示。
19.硫及其化合物在工业上有着广泛的应用。完成下列填空:
(1)写出工业上以硫磺为原料生产硫酸的第一步反应方程式
(2)工业上用过硫酸钾(K2S2O8)测定钢铁中的锰含量,主要反应如下: Mn2++ S2O82﹣+ H2O→ MnO4﹣+ SO42﹣+ H+。配平该反应方程式,氧化产物是
(3)用电解硫酸氢钾的方法制取过硫酸钾:HSO4﹣在 (填:“阳极”或“阴极”)反应生成S2O82﹣,另一极生成氢气,生成0.1mol的S2O82﹣同时可收集到 g氢气
(4)已知硫酸的第二级电离并不完全:HSO4﹣H++SO42﹣(Ki=1.2×10﹣2);在0.1mol/L的硫酸氢钾溶液中大约有30%的HSO4﹣电离,则该溶液中离子浓度由大到小排列第2位的离子是 ,第4位的离子是 。往该溶液中加入硫酸氢钾固体并保持温度不变,则溶液中 (填:“增大”、“减小”或“不变”)
(5)已知:HSO3﹣⇌H++SO32﹣K=1.02×10﹣7,NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+ K=5.65×10﹣10。往亚硫酸氢铵中加入一定量的氢氧化钡溶液,可能发生的反应离子方程式是 (选填编号)
a.HSO3﹣+Ba2++OH﹣=BaSO3↓+H2O
b.NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣=2BaSO3↓+2H2O+NH3•H2O
c.NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣=BaSO3↓+H2O+NH3•H2O
d.2NH4++4HSO3﹣+3Ba2++6OH﹣=3BaSO3↓+4H2O+2NH3•H2O+SO32﹣
20.常温下向20mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol·L-1HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题:
(1)在同一溶液中,H2CO3、HCO、CO (填“能”或“不能”)大量共存。
(2)当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为 ;溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为 。
(3)已知在25℃时,CO水解反应的平衡常数即水解常数Kh=2×10-4mol•L-1,当溶液中c(HCO):c(CO)=2:1时,溶液的pH= 。
21.(1)FeCl3 具有净水作用,而高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型多功能水处理剂,处理污水比FeCl3 高效。请回答下列问题:
(已知25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)FeCl3净水的原理是 (用离子方程式表示)。
(2)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,加入 ,调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)= 。
(3)工业上由CuCl2·2H2O晶体制备无水CuCl2的合理方法是在HCl气氛中加热,若在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是(文字说明) 。
22.CH3CH2OH、CH3COOH和NaOH都是中学化学的常用试剂。请回答下列问题:
⑴①乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体,但前者的熔点高于后者。原因是 。
②在油脂的皂化反应中,加入乙醇能加快反应的速率。原因是 。
③将在空气中灼烧成红热的铜丝伸入无水乙醇中,铜丝立即变为红色。请用化学方程式表示铜丝变红的原因 。
⑵用0.1mol/LNaOH溶液测定CH3COOH的物质的量浓度,碱式滴定管用标准溶液润洗后即加入标准溶液,经“必要”操作后,进行滴定。
①此处的“必要”操作是指 。
②选用的指示剂是 。
③滴点终点时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
⑶无水醋酸钠和NaOH固体混合加热时能生成CH4,反应的化学方程式是 ,利用此反应制备CH4的装置与制备 相同。
⑷乙醇和乙酸在浓硫酸存在下反应生成具有香味的物质,反应的化学方程式是 。反应类型是 ,用浓硫酸作催化剂可能造成 等问题(答两条即可)。
23.、在医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)常温时,溶液的。该溶液中, (填“>”“=”或“<”); mol/L。
(2)80℃时,溶液的pH小于3,分析导致pH随温度变化的原因: 。
(3)常温时,向溶液中滴加溶液,得到溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
①向溶液中滴加NaOH溶液到a点的过程中,发生反应的离子方程式为 。
②图中a、b、c、d点中水的电离程度最小的是 。
24.偏钒酸镁在化工“新型材料”光电领域有着重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO(52.12%)还有Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质]为原料设计制备偏钒酸镁的生产工艺如图所示:
此过程中使Fe3+、Al3+浓度均小于1×10-6mol·L-1,在室温下需调节pH的范围是: (已知:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,pH=9.3时,Mg2+开始沉淀)。
25.I.已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:醋酸:K=1.75×10-5;碳酸:K1=4.30×10-7 K2=5.61×10-11;亚硫酸:K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7。
(1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式:K1= 。
(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO和HSO的酸性强弱: > > 。
(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中加入少量盐酸,下列量会变小的是 (填序号)。
A.c(CH3COO-) B.c(H+) C.醋酸电离平衡常数 D.醋酸的电离程度
II.某化工厂废水中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.01mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
难溶电解质
AgI
AgOH
Ag2S
PbI2
Pb(OH)2
PbS
Ksp
8.3×10-17
5.6×10-8
6.3×10-50
7.1×10-9
1.2×10-15
3.4×10-28
(4)你认为往废水中投入 (填字母序号),沉淀效果最好。
A.NaOH B.Na2S C.KI D.Ca(OH)2
(5)如果用食盐处理其只含Ag+的废水,测得处理后的废水中NaCl的质量分数为0.117%(ρ≈1g·mL-1)。若环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-8mol·L-1,问该工厂处理后的废水中c(Ag+)= 。[已知M(NaCl)=58.5,KSp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2]。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.A点时Q<Ksp[Fe(OH)2],所以未沉淀,故A正确;
B.分离元素前需要加入氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+,故B正确;
C.Ksp[Cd(OH)2]= ,Ksp[Mn(OH)2]= ,当时,,故C错误;
D.根据C选项,沉淀完全时c()=,所以也沉淀完全,故D正确;
选C。
2.C
【详解】A. 铁与水蒸气在高温条件下反应的产物是四氧化三铁,铁在纯氧中点燃后的产物也是四氧化三铁,故A正确;
B.c到d的反应如下:4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3;a到e的反应如下:2Fe+3Cl2=2 FeCl3;b为二价铁盐(假定为FeCl2),e为三价铁盐(假定为FeCl3),则b到e的反应如下:2 FeCl2+ Cl2 = 2FeCl3,故均可为化合反应,故B正确;
C.如果b是氯化亚铁,在蒸干的过程中水解产生的氯化氢极易挥发出去,水解生成氢氧化
亚铁,但是氢氧化亚铁极易被氧化,变成氢氧化铁,故蒸干后得到的是氢氧化铁;如果b是硫酸亚铁,在蒸干过程中,水解产生的硫酸不容易挥发,故此时亚铁离子不会水解生成氢氧化亚铁(假如生成氢氧化亚铁,最终也会被生成的硫酸反应掉)。但是亚铁离子容易被空气氧化成三价铁离子,最终最终蒸干后是硫酸铁,故C错误;
D. 高铁酸根中铁的化合价是+6价,具有极强的氧化性,故可以消毒,高铁酸根被还原得到三价的铁离子,其具有极强的水解能力,生成氢氧化铁胶体,其具有极强的吸附能力,达到净水的目,故D正确;
故选C。
3.D
【详解】A.醋酸是一元弱酸,微弱电离,0.01mol/L的醋酸溶液c(H+)<1.0×10-2mol/L,故A错误;
B.硫酸是二元强酸,c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.01mol/L=0.02mol/L,故B错误;
C.pH=12的NaOH溶液c(H+)=1.0×10-12mol/L,故C错误;
D.水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol/L的盐酸溶液c(OH-)=1.0×10-12mol/L,则溶液中c(H+)=mol/L=1.0×10-2mol/L,故D正确;
故选:D。
4.D
【分析】溴化银的饱和溶液中溴离子浓度和银离子浓度相等,向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时,溶液中银离子浓度减小、溴离子浓度增大,可以看出直线分出两条曲线,往下的曲线表示银离子浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、往上的曲线表示溴离子与硫代硫酸根离子浓度变化的关系;溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时,溴化银主要转化为,溶液中小于,则直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系、直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系;由图可知,溶液中硫代硫酸根离子浓度为10—4.6mol/L时,溶液中溴离子和银离子浓度没有给出来,则溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)无法计算。
【详解】A.由分析可知,直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系,故A错误;
B.由分析可知,溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)无法计算,故B错误;
C.由图可知,溶液中硫代硫酸根离子浓度为10—4.6mol/L时,=10-4.2,溶液中溴离子和的浓度无法得出,反应的平衡常数无法计算,故C错误;
D.由图可知,硫代硫酸根离子浓度为0.0001 mol/L时,溶液中溴离子浓度最大,c{[Ag(S2O3)] -的值大于c{[Ag(S2O3)2]3-的值,则溶液中c{[Ag(S2O3)] -的浓度大于c{[Ag(S2O3)2]3-的浓度,所以溶液中离子浓度大小顺序为c(Br-)> c{[Ag(S2O3)] ->c{[Ag(S2O3)2]3-},故D正确;
答案选D。
5.B
【详解】A.次氯酸的结构式为H—O—Cl,分子中不含有氢氯键,故A错误;
B.中含有的中子数为0.1mol×(131—53)×NAmol—1=7.8NA,故B正确;
C.常温常压下,气体摩尔体积Vm大于22.4L/mol,则22.4L四氟化硅分子中含有的原子数小于×5×NAmol—1=5NA,故C错误;
D.碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子在溶液中发生水解反应使溶液中阴离子数目增多,则溶液中含有的阴离子总数大于0.1mol/L×0.1L×NAmol—1=0.01NA,故D错误;
故选B。
6.D
【详解】A.含Na2CO3的溶液中含有大量,、Al3+会发生盐的双水解反应而相互促进,反应产生CO2气体、Al(OH)3沉淀,不能共存,A错误;
B.pH=11的溶液显碱性,含有大量的OH-,OH-与Mg2+会反应产生Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,B错误;
C.水电离出来的c(H+)=10-13 mol/L<10-7mol/L,溶液可能为酸或碱溶液。在酸性溶液中,与H+会反应产生CO2、H2O,不能大量共存;在碱性溶液中,与OH-会反应产生、H2O,也不能大量共存,C错误;
D.滴加甲基橙试液显红色的溶液为酸性溶液,含有大量H+,H+与选项离子之间不发生任何反应,可以大量共存,D正确;
故合理选项是D。
7.A
【详解】A.溶液中和水都能部分电离,则溶液中存在氢离子、乙酸根离子、氢氧根离子,根据电荷守恒可知c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),A正确;
B.pH=3,则溶液中c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1,稀释10倍后溶液中c(H+)不是1.0×10-4 mol·L-1,因为乙酸在水中存在电离平衡,稀释能使平衡向电离方向移动,促进乙酸电离,所以稀释10倍后溶液中c(H+)大于1.0×10-4 mol·L-1,因此溶液pH<4,B错误;
C.是溶于水完全电离的强电解质,加入少量固体,增大乙酸根离子浓度,使平衡向逆反应方向移动,则溶液中氢离子减小,由于pH=-lg c(H+),所以溶液的pH增大,C错误;
D.氢氧化钠溶液中,乙酸溶液中c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1,但由于乙酸为弱电解质,乙酸的浓度远大于,两者等体积混合时,溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒,c(H+)+ c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(OH-),c(Na+)<c(CH3COO-),D错误;
故选A。
8.C
【详解】A.通入过量Cl2,溶液中Fe2+与Cl2发生氧化还原反应,Fe2+不能大量存在,A错误;
B.溶液为酸性溶液,加入过量氨水得到NH、NH与AlO发生双水解,故不存在[A1(OH)4]-,B错误;
C.加入过量NaOH溶液,溶液呈碱性,硫酸根、钠离子、氢氧根、偏铝酸根均可共存,C正确;
D.所得溶液呈酸性,向其中加入过量NaNO3溶液,具有强氧化性,Fe2+、与一定浓度的氢离子能发生反应得到Fe3+,,故Fe2+不能大量共存,D错误;
故选C。
9.A
【详解】A.铁锅生锈的负极反应方程式为:Fe - 2e- = Fe2+,故A错误;
B.HS-电离的方程式为:HS-+H2OS2- +H3O+,故B正确;
C.粗铜的精炼的阴极反应方程式:Cu2+ + 2e-= Cu,故C正确;
D.NH4+水解的方程式为:NH4++H2ONH3·H2O+H+,故D正确;
故选A。
10.B
【详解】A.具有漂白性,不能用pH试纸测量其溶液的pH,A错误;
B.溶液由黄色变为蓝色,则浓度增加、浓度减小,说明降低温度,向逆方向移动,B正确;
C.向平衡体系中加入适量固体,对平衡状态没有影响,C错误;
D.向溶液中先滴加4滴溶液,Ag+过量,再滴加4滴溶液生成AgI沉淀,不能证明是由AgCl转化生成的,不能说明,D错误;
故选B。
11.D
【详解】A.为1:1的混合溶液,根据物料守恒有2c(Na+)=3[c(H2CO3) +c()+c()],A项错误;
B.为1:1的混合溶液中,电荷守恒为:,物料守恒为:,两式联立消去c(Cl-)可得:,B项错误;
C.为1:1的混合溶液呈酸性,说明CH3COOH电离程度大于CH3COONa水解程度,则溶液中微粒浓度关系为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),C项错误;
D.该混合溶液中物料守恒为:,电荷守恒为:,两式相加可得:,D项正确;
答案选D。
12.C
【详解】A.水是弱电解质,部分电离生成氢离子(水合氢离子)和氢氧根,即2H2OH3O++OH-,A正确;
B.明矾为KAl(SO4)2·12H2O,溶于水Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可吸附难溶性杂质聚沉,即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,B正确;
C.酸性氢氧燃料电池的正极O2得到电子与H+结合生成水,电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;
D.闪锌矿(ZnS)经CuSO4溶液淋滤后转化为更难溶的CuS,ZnS变为Zn2+,即ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq),D正确;
答案选C。
13.D
【分析】由图可知,精制饱和食盐水吸氨得到氨化的饱和食盐水,碳酸化时二氧化碳与氨化的饱和食盐水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,过滤得到含有氯化铵的母液I和碳酸氢钠;碳酸氢钠煅烧分解得到碳酸钠;母液I吸氨将溶液中的碳酸氢根离子转化为碳酸根离子,冷析得到氯化铵溶液,向氯化铵溶液中加入氯化钠固体,将氯化铵转化为沉淀,过滤得到氯化铵和含有氯化钠的母液II,母液II可以循环使用,提高原料的利用率。
【详解】A.由分析可知,煅烧发生的反应为碳酸氢钠煅烧分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则煅烧前固体质量大于煅烧后,故A错误;
B.由分析可知,碳酸化前的溶液为氨化的饱和食盐水,碳酸化后的溶液为含有碳酸氢钠的氯化铵溶液,一水合氨是弱碱,在溶液中部分电离出铵根离子和氢氧根离子,则碳酸化前的溶液中的铵根离子浓度小于碳酸化后,故B错误;
C.由分析可知,盐析前的溶液为氯化铵溶液,盐析后的溶液为氯化钠溶液,氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性,氯化钠溶液呈中性,则盐析前溶液pH小于盐析后,故C错误;
D.由分析可知,母液I为含有碳酸氢钠的氯化铵溶液,母液II为氯化钠溶液,则母液I中钠离子浓度小于母液II,故D正确;
故选D。
14.D
【详解】A.酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够腐蚀橡胶,应选酸式滴定管盛放,故A错误;
B.浓度相同,Ksp小的先沉淀,先出现黄色沉淀,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),但不能说明AgCl可转化成AgI,故B错误;
C.氨气极易溶于水,导管口插在水中,苯不能隔绝氨气与水,不能防止倒吸,故C错误;
D.食盐水可抑制氯气的溶解,HCl极易溶于水,可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl,故D正确;
故选D。
15.D
【详解】A.由图可知,pH=7.5时,则,A项正确;
B.已知 、 ,按定义可知反应的平衡常数,B项正确;
C.溶液中电荷守恒,则,C项正确;
D.已知HClO的杀菌能力比,强,由图知,pH过小时c(HClO)反而减小,氯元素主要以形式存在,杀菌效果较弱,D项错误;
答案选D。
16. = = < > > <
【详解】25 ℃水的Kw=10-14,中性溶液氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,c(H+)=c(OH-),c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1;酸性溶液氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,c(OH-) <c(H+),c(H+)> 1.0×10-7 mol·L-1;碱性溶液氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,c(OH-) >c(H+),c(H+)<1.0×10-7 mol·L-1。
17.(1) Kb=
(2)
(3)c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
(4)水解
【详解】(1)①Al2(SO4)3在水溶液中电离出铝离子、硫酸根离子,电离方程式为 ;
②NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中部分电离为铵根离子和氢氧根离子,电离方程式为,根据电离平衡常数的定义,氨水的电离平衡常数表达式为Kb=;
(2)①(NH4)2SO4溶液中铵根离子水解使溶液呈酸性,水解的离子方程式为;
②FeCl3溶液中Fe3+水解使溶液呈酸性,水解的离子方程式为;
(3)溶液中阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数,CH3COONa的电荷守恒表达式为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-);
(4)水解产生氢氧根离子,电离产生氢离子,常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH为8.4,说明的电离程度小于水解程度,较强的是水解。
18.相等
【详解】弱电解质在水溶液中达到电离平衡状态时,弱电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成弱电解质分子的速率相等,故答案为:相等。
19. S+O2SO2 2 5 8 2 10 16 MnO4﹣ 阳极 0.2 HSO4﹣ SO42﹣ 减小 cd
【详解】(1)以硫磺为原料生产硫酸的过程为硫燃烧生成二氧化硫,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,三氧化硫和水反应生成硫酸,第一步反应的化学方程式为:S+O2SO2 ;
(2)反应中锰元素化合价+2价变化为+7价,电子转移5e-,S2O82-中硫元素化合价+7价变化为SO42-中硫元素化合价+6价,电子转移2e-,电子转移总数为10e-,Mn2+前系数,2,S2O82-前系数为5,结合原子守恒、电荷守恒配平书写离子方程式为:2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+,反应中锰元素化合价+2价变化为+7价,做还原剂被氧化,生成氧化产物为MnO4-;
(3)用电解硫酸氢钾的方法制取过硫酸钾:阴离子在阳极失电子发生氧化反应,元素化合价分析可知硫元素化合价+6价变化为+7价,化合价升高失电子发生氧化反应生成S2O82-,HSO4-在阳极反应生成S2O82-,电极反应为:2HSO4--2e-═S2O82-+2H+,另一极生成氢气,电极反应为2H++2e-=H2↑,阳极电子守恒计算,生成0.1mol的S2O82-同时,电子转移0.2mol,S2O82-~H2↑~2e-,可收集到氢气物质的量0.1mol,质量=0.1mol×2g/mol=0.2g;
(4)已知硫酸的第二级电离并不完全,在0.1mol/L的硫酸氢钾溶液中大约有30%的HSO4-电离,溶液显酸性,则溶液中离子浓度大小为c(K+)>c(HSO4-)>c(H+)>c(SO42-)>c(OH-),则该溶液中离子浓度由大到小排列第2位的离子是HSO4-,第4位的离子是SO42-。往该溶液中加入硫酸氢钾固体并保持温度不变,则溶液中c(HSO4-)、c(K+)浓度增大,但对于电离平衡,HSO4-⇌H++SO42-,硫酸氢根离子只电离不水解,氢离子浓度增大平衡逆向进行,电离程度减小,c(HSO4-)增大的多,比值减小;
(5)已知:HSO3-⇌H++SO32- K=1.02×10-7,NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+ K=5.65×10-10,亚硫酸氢根离子电离程度大于NH4+的水解程度,所以亚硫酸氢铵溶液中滴入氢氧化钡溶液,氢氧根离子先和亚硫酸氢根离子反应,后与铵根离子结合生成一水合氨,反应中氢氧化钡量不同产物不同,不足量的氢氧化钡反应时需要满足化学式的组成比,
a.从选项中的离子方程式分析,HSO3-+Ba2++OH-→BaSO3↓+H2O是氢氧化钡不足量时的反应,只和亚硫酸氢根离子反应,则氢氧化钡电离出的钡离子和氢氧根离子全部反应,需要符合化学式的组成比,正确的应为2HSO3-+Ba2++2OH-→BaSO3↓+2H2O+SO32-,故a错误;
b.选项中离子方程式分析,NH4++2HSO3-+2Ba2++3OH-→2BaSO3↓+2H2O+NH3•H2O,电离出2molBa2+,电离出的氢氧根离子为4mol,其中2molOH-和2mol亚硫酸氢根离子反应,2molOH-和2molNH4+离子反应,正确的反应离子方程式为:NH4++HSO3-+Ba2++2OH-→BaSO3↓+H2O+NH3•H2O,故B错误;
c.依据b分析可知,选项中离子方程式为氢氧化钡和亚硫酸氢铵1:1反应的离子方程式,NH4++HSO3-+Ba2++2OH-→BaSO3↓+H2O+NH3•H2O,故c正确;
d.2NH4++4HSO3-+3Ba2++6OH-→3BaSO3↓+4H2O+2NH3•H2O+SO32-,分析离子方程式,反应是4molNH4HSO3和3molBa(OH)2的反应,6molOH-离子先和4molHSO3-反应,剩余 2molOH-离子再和2molNH4+离子反应,剩余2molNH4+离子生成亚硫酸铵,反应的离子方程式正确,故d正确,
所以选cd。
20. 不能 HCO c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)> c(OH-)= c(H+) 10
【详解】(1)由图可知,H2CO3存在于pH<8的溶液中,CO存在于pH>8的溶液中,二者不能大量共存于同一溶液中,故答案为:不能;
(2)由图可知,pH=7时,溶液主要存在的离子是HCO;pH=7时,c(OH-)= c(H+),此时溶液中存在H2CO3和HCO,说明此时加入HCl溶液的体积小于40mL且大于20mL,则c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO),故答案为:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)> c(OH-)= c(H+);
(3)Kh=2×10-4mol/L,则当溶液中c(HCO):c(CO)=2:1时,Kh==2×10-4mol/L,c(OH- )=1×10-4 mol/L,c(H+ )=1×10-10mol/L,所以溶液的pH=10,故答案为:10。
21. Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ CuO或Cu(OH)2等 4×10-8 mol/L HCl具有挥发性,加热后逸出体系,使平衡正向移动,生成Cu(OH)2沉淀
【详解】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用,水解反应存在平衡,水解反应的离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
故答案为:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
(2) 某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,可以利用Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,消耗H+,从而促进Fe3+的水解,铁离子使转化为Fe(OH)3沉淀而除去;调至pH=4,C(OH-)=1×10-10 mol/L,则C(Fe3+)==4×10-8mol/L
故答案为:CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3;4×10-8mol/L
(3)直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,因为氯化铜会水解生成氢氧化铜和氯化氢,氯化氢易挥发,这样得到的氯化铜固体中就会混有氢氧化铜,若在氯化氢气流中加热,就会抑制氯化铜的水解,从而得到较纯净的无水CuCl2。
故答案为:氯化铜易水解生成HCl,HCl具有挥发性,加热后逸出体系,使平衡正向移动,生成Cu(OH)2沉淀
22. 乙酸分子间能形成氢键 乙醇易溶于水,油脂易溶于乙醇,从而增大了溶液的接触面 CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 除去滴定管尖嘴部分的气泡,使滴定管尖嘴部分充满溶液;调节液面高度到“0”或“0”刻度以下. 酚酞 c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑ NH3或O2 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应 发生副反应,产生SO2等有毒气体
【分析】(1)①分子内氢键使物质的熔沸点降低,分子间氢键使物质的熔沸点升高,用氢键对物质物理性质的影响解释;
②根据相似相溶原理分析.
③在加热条件下,氧化铜和乙醇能发生氧化还原反应.
(2)①根据滴定管的特点及准确确定溶液的体积分析;
②酸碱中和滴定时,为了减小方法误差,使滴定终点和等当点重合,需要选择适当的指示剂.
强酸与弱碱相互滴定时,应选用甲基橙.
强碱与弱酸相互滴定时,应选用酚酞.
强酸与强碱相互滴定时,既可选用甲基橙,也可选用酚酞作指示剂.
③滴点终点时,生成物是醋酸钠,醋酸钠是强碱弱酸盐,能水解而使溶液呈碱性,据此分析溶液中离子的浓度大小.
(3)无水醋酸钠和NaOH固体混合加热时能生成CH4和碳酸钠,根据反应物的状态和反应条件分析;
(4)乙醇和乙酸在浓硫酸、加热条件下能反应生成乙酸乙酯和水;酸与醇反应生成酯和水的反应是酯化反应;
浓硫酸有强氧化性,它本身能被还原成二氧化硫.
【详解】(1)①乙酸分子间能形成氢键,分子间氢键的存在导致使物质的熔沸点升高。
②根据相似相溶原理有机溶质易溶于有机溶剂,无机溶质易溶于无机溶剂,乙醇和油脂都是有机物,乙醇易溶于水,油脂易溶于乙醇,从而增大了溶液的接触面.
③在加热条件下,铜在空气中能和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和乙醇能发生氧化还原反应生成乙醛、水和铜,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O。
(2)①滴定管尖嘴部分容易产生气泡,导致所测溶液的浓度产生误差,故:必须除去滴定管尖嘴部分的气泡,使滴定管尖嘴部分充满溶液;滴定管的“0”刻度在上方,如果溶液的体积在‘0“刻度上方,也导致所测溶液的浓度产生误差,故:要调节液面高度到“0”或“0”刻度以下。
②强碱与弱酸相互滴定时,滴点终点时,醋酸钠是强碱弱酸盐,应选用酚酞.
③滴点终点时,生成物是醋酸钠,醋酸钠是强碱弱酸盐,能水解而使溶液呈碱性,溶液中c(OH-)>c(H+),醋酸钠在水溶液中虽然能水解,但还是以电离为主,所以溶液中钠离子浓度、醋酸根离子远远大于氢氧根离子的浓度;因为醋酸根离子水解,c(Na+)>c(CH3COO-),所以这几种离子浓度的大小顺序为:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+).
(3)无水醋酸钠和NaOH固体混合加热时能生成CH4和碳酸钠,CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑,醋酸钠和氢氧化钠都是固体,加热,所以与NH3或O2 的制备装置相同.
(4)在加热条件下,乙醇和乙酸在浓硫酸存在下反应生成乙酸乙酯和水,CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,该反应是酯化反应;浓硫酸有强氧化性,它本身能被还原成二氧化硫而产生杂质,发生副反应,产生SO2等有毒气体.
23.(1) =
(2)温度升高,NH、的水解平衡正向移动,溶液中c(H+)增大
(3) d点
【解析】(1)
硫酸铝铵在溶液中电离出的铵根离子和铝离子发生水解反应水溶液呈酸性,由物料守恒可知,溶液中=,由电荷守恒可知,=—=,故答案为:=;;
(2)
硫酸铝铵在溶液中电离出的铵根离子和铝离子发生水解反应水溶液呈酸性,盐类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,溶液的酸性增强,故答案为:温度升高,NH、的水解平衡正向移动,溶液中c(H+)增大;
(3)
由图可知,a点加入100mL氢氧化钠溶液时,硫酸氢铵溶液恰好与氢氧化钠溶液反应得到硫酸铵和硫酸钠混合溶液,铵根离子水解使溶液呈酸性;b点为硫酸铵、硫酸钠和一水合氨的混合溶液,溶液呈中性;c点加入150mL氢氧化钠溶液时,硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液反应得到硫酸铵、硫酸钠和一水合氨的混合溶液,溶液呈碱性;d点加入200mL氢氧化钠溶液时,硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液反应得到硫酸钠和一水合氨的混合溶液;
①由分析可知,a点加入100mL氢氧化钠溶液时,硫酸氢铵溶液恰好与氢氧化钠溶液反应得到硫酸铵和硫酸钠混合溶液,反应的离子方程式为,故答案为:;
②由分析可知,a点为硫酸铵和硫酸钠混合溶液,铵根离子水解使溶液呈酸性,促进水的电离,从b点到d点的过程中,溶液中存在促进水电离和抑制水电离的因素,反应中铵根离子浓度减小,一水合氨浓度增大,促进因素减小,抑制因素增大,水的电离程度依次减小,则水的电离程度最小的是d点,故答案为:d点。
24.5<pH<9.3
【详解】因氢氧化铝的溶解度大于氢氧化铁,根据Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Fe3+、Al3+浓度均小于l×10-6mol·L-1时,c(OH-)>mol·L-1=10-9mol·L-1,pH最小值为5,为防止Mg2+沉淀,控制pH的最大值为9.3,所以pH的范围是5<pH<9.3;
故答案为:5<pH<9.3。
25.(1)
(2)H2CO3>HSO>HCO
(3)AD
(4)B
(5)9×10-9mol·L-1
【解析】略
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