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第三章《水溶液中离子反应与平衡》单元过关训练题
一、单选题
1.磷烷()是集成电路、太阳能电池等电子工业生产的原材料。工业上制备的反应原理为:。表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下的NaOH溶液中水电离出的
B.3.1g白磷()中共价键的数目为
C.每转移3个电子,生成磷烷
D.的溶液中的数目小于
2.下列由实验操作及现象所得的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向0.5mL溴乙烷中加入约2mL2%AgNO3溶液,振荡
溶液分层,上层出现浑浊
溴乙烷是电解质,能电离出Br-
B
向苯酚钠溶液中通入足量CO2气体
溶液变浑浊
C
光洁的铜丝灼烧后,趁热插入2mL乙醇中
铜丝由黑色变为红色
乙醇具有氧化性
D
向CH3COOH溶液中加入CH3CCONH4固体,测量溶液pH变化
pH变大
CH3COONH4溶液呈碱性
A.A B.B C.C D.D
3.乙氨酸()是一种两性有机物,可与盐酸反应生成盐酸盐()。已知水溶液呈酸性,下列叙述正确的是
A.水溶液的pH=3
B.水溶液加水稀释,pH升高
C.在水中的电离方程式为:
D.水溶液中:
4.根据下列实验操作及现象,一定能推出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将某盐与盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水先变浑浊,一段时间后变澄清
该盐为碳酸盐
B
向的混合稀溶液中滴入少量稀溶液
有黄色沉淀生成
C
将氧气通入氢硫酸溶液中
溶液变浑浊
非金属性:
D
将加入溶液中
有无色气泡产生
具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
5.乙二胺(,简写为R)是一种二元弱碱。时,向乙二胺溶液中通入气体,所得溶液的与体系中含微粒浓度的对数值、反应物的物质的量之比关系如图所示。下列有关说法正确的是
A.曲线表示
B.乙二胺的电离平衡常数
C.点对应溶液的
D.对应的溶液中
6.根据下列实验事实能得出相应结论的是
选项
实验事实
结论
A
向0.1 mol·L 溶液中滴加双氧水,溶液褪色
具有漂白性
B
分别加热和固体,试管内壁均有水珠
两种物质均受热分解
C
向水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
升温能促进水解
D
向0.1 mol·L 溶液中滴加等浓度的醋酸溶液,无明显现象
酸性:
A.A B.B C.C D.D
7.常温下,用0.1 NaOH溶液滴定20mL 0.1醋酸(HAc)溶液,溶液中HAc、的分布系数[如]、pH的变化与V(NaOH)关系如图所示。滴定过程形成具有缓冲能力(外加少量酸或碱时,溶液pH变化不明显)的溶液,已知缓冲能力越强,缓冲容量β的值越大。下列有关说法正确的是
A.β(b)<β(c)
B.约为
C.b点:
D.若改用与NaOH等浓度的氨水滴定,则反应终点由c点向d点方向移动
8.若用表示溶液的酸度,其表达式为。常温下,实验室用溶液滴定某二元酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,溶液的
B.
C.点溶液中存在:
D.的过程中,水的电离程度逐步增大
9.下列各组粒子在溶液中能大量共存,且在加入试剂X后,发生反应的离子方程式正确的是
选项
粒子
试剂X
发生的离子反应
A
少量醋酸
B
少量硫化钠
C
少量纯碱
D
少量氧化铁
A.A B.B C.C D.D
10.常温下,向含、和的溶液中滴加溶液,混合物中[、、]与关系如图所示。已知常温下,的溶解度大于;溶液为过饱和状态时,振荡或搅拌即可使晶体析出。下列叙述错误的是
A.代表和的关系
B.在M点对应溶液中须加入才能使晶体析出
C.Q点坐标为
D.当和完全共沉时,上层清液中
11.[Co(NH3)5Cl]Cl2(M=250.5g/mol)是一种易溶于热水,难溶于乙醇的紫红色晶体。
(1)制备步骤:将适量氯化铵溶于浓氨水中,边搅拌边分批次加入ag研细的CoCl2·6H2O(M=238g/mol),得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。边搅拌边慢慢滴入足量30%H2O2溶液,得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤,洗涤,烘干,得到bg产品。
(2)钴的测定:取5.0g样品于锥形瓶中,加入NaOH溶液并加热使钴(Ⅲ)完全沉淀,后加入H2SO4和H2O2将其还原为钴(Ⅱ),再加入V1mLc1mol/LEDTA,用c2mol/LZnCl2标准溶液滴定过量的EDTA,消耗ZnCl2溶液平均体积为V2mL(EDTA与金属阳离子1:1反应)。
下列有关计算正确的是
A.[Co(NH3)5Cl]Cl2的产率为 B.[Co(NH3)5Cl]Cl2的产率为
C.样品中钴的质量分数为 D.样品中钴的质量分数为
12.25℃时,向二元弱酸溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中[X表示或]随pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.Ⅱ中X表示的是
B.当溶液pH=4.2时,
C.若溶液中,则pH=2.7
D.0.1 溶液中:
13.25℃时,有浓度均为的4种溶液:
①盐酸 ②HF溶液 ③NaOH溶液 ④氨水
已知:25℃时,电离平衡常数,
下列说法不正确的是
A.溶液pH:③>④>②>①
B.水电离出的浓度:①=③<②<④
C.②和④等体积混合后的溶液中:
D.①和③混合后溶液(溶液体积变化忽略不计),则
14.向AgBr饱和溶液中滴加Na2S2O3溶液,发生反应和,、与的关系如下图所示(其中M代表Ag+或Br-;N代表或);
下列说法错误的是
A.直线L2表示随浓度变化的关系
B.AgBr的溶度积常数
C.反应的平衡常数K的数量级为102
D.时,溶液中
二、非选择题
15.BaS是一种重要的无机合成中间体,可溶于水,可通过重晶石(主要成分,含有少量等杂质)制备得到。工业常以软锰矿(主要成分)和BaS为原料制备碳酸锰。
(1)样品中BaS的质量分数的测定:
步骤I:准确称取10.00g试样,加适量水,待可溶物全部溶解,过滤,并洗涤沉淀,将洗涤液与滤液一并转移至500mL容量瓶中,定容、摇匀。
步骤II:取20.00mL醋酸溶液(过量)于锥形瓶中,再加入20.00mL0.08000mol·L碘标准溶液,然后再向锥形瓶中加入10.00mL步骤I所配的试样溶液,边加边振荡。充分反应后,硫元素完全转化为硫单质。
步骤III:以淀粉为指示剂,用0.05000mol⋅L标准溶液滴定至终点,发生反应:
。消耗溶液20.00mL。
①步骤III中滴定终点时的现象为 。
②计算试样中BaS的质量分数 (写出计算过程)。
(2)BaS溶液的制备:向BaS样品中加入热水,充分搅拌后过滤,得BaS溶液。
已知:室温下,,。测得0.1mol•LBaS溶液。溶液中、、三种离子浓度由大到小的顺序依次是 。
(3)高纯碳酸锰的制备:BaS溶液和经反应、过滤、酸溶、净化可制得溶液。
①溶液和固体混合后,反应生成。反应方程式为。
实际制取时,一般选择使用氨水混合溶液代替固体,这样改进的优点是 。
②已知:时,碳酸锰产率较高。请设计以溶液.氨水混合溶液为原料制备高纯碳酸锰的实验案:向溶液中逐滴加入氨水混合溶液,边加边搅拌,至溶液pH在6.5~7.5之间,充分静置后, 、 、 。
③如何检验沉淀是否洗涤干净? 。【沉淀需“洗涤完全”】。
16.某国产电动汽车推出的“刀片电池”具有强环境适应性,更安全可靠。“刀片电池”正极材料使用了磷酸亚铁锂(LiFePO4)。磷酸亚铁锂(LiFePO4)由Li2CO3、C6H12O6和FePO4在高温条件下制备。
(1)铁是26号元素,它是 。(选填编号)
a.主族元素b.副族元素c.短周期元素d.长周期元素
磷元素的原子核外有 种运动状态不同的电子。
(2)上述方程式中,CO2的电子式为 ,属于第二周期的元素,原子半径由小到大排列 。
(3)反应中的氧化剂是 ;当有0.1molLiFePO4生成时,转移电子的数目为 个。
磷酸亚铁锂也可以用(CH3COO)2Fe、NH4H2PO4和LiOH为原料制备。
(4)NH4H2PO4溶于水形成的溶液中存在:c(H+)+c()=c(OH-)+c(H2PO)+ 。
(5)请解释(CH3COO)2Fe溶于水显酸性的原因 。
17.钛用途广泛,焦磷酸镁()不溶于水,是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为,含少量)为原料,分离提纯并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如下:
已知:不与碱反应,与酸反应后以的形式存在。回答下列问题:
(1)“碱浸”和“酸浸”操作的目的是 。
(2)适当升高温度可有效提高钛的浸出率,工业上“酸浸”时,温度选择而不选择更高温度的原因是: 。
18.对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:时,的,;;该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为 。
(2)“沉钼”中,为7.0。
①生成的离子方程式为 。
②若条件控制不当,也会沉淀。为避免,中混入沉淀,溶液中 (列出算式)时,应停止加入溶液。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.常温下的NaOH溶液中,由NaOH电离产生的,则由水电离出的,A错误;
B.白磷的分子结构为,平均每个P原子形成1.5个共价键,3.1g白磷中P原子的物质的量为0.1 mol,则共价键的数目为,B错误;
C.由化学方程式可建立如下关系式:,则每转移,生成,质量为34g,每生成3个电子,生成磷烷,C正确;
D.0.1 mol/L的溶液的体积未知,无法计算的溶液中的数目,D错误;
故选C。
2.B
【详解】A.溴乙烷不能电离出Br-,与硝酸银溶液不反应,上层为无色溶液,A错误;
B.二氧化碳与苯酚钠溶液反应生成苯酚,溶液变浑浊,可知,B正确;
C.铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜可氧化乙醇生成乙醛,则乙醇具有还原性,C错误;
D.CH3CCONH4溶液为中性,CH3CCONH4固体溶于水电离出的醋酸根离子可抑制醋酸的电离,溶液的pH变大,D错误;
故选B。
3.B
【详解】A.HOOCCH2NH3Cl为强酸弱碱盐,电离出的会发生水解,弱碱离子的水解较为微弱,因此0.001mol/L溶液的pH>3,故A错误;
B.稀释溶液时,水解程度将增大,根据勒夏特列原理可知溶液中将氢离子浓度减小,溶液pH升高,故B正确;
C.HOOCCH2NH3Cl为强酸弱碱盐,在水中电离方程式为HOOCCH2NH3Cl=+Cl-,故C错误;
D.根据电荷守恒可知,溶液中c(OH−)+c(Cl−)=c()+c(H+),根据物料守恒,有c(Cl−)=c()+c(HOOCCH2NH2),都与选项中等式不对应,故D错误;
故答案为B。
4.C
【详解】A.使澄清石灰水先变浑浊,后变澄清的气体为或,盐可能为碳酸盐或亚硫酸盐或碳酸氢盐或亚硫酸氢盐,A项错误;
B.相对大小未知,不能根据生成沉淀的颜色判断溶度积大小,B项错误;
C.将氧气通入氢硫酸溶液中,溶液变浑浊,发生反应的化学方程式为,则氧化性:O2>S,说明非金属性:,C项正确;
D.是分解的催化剂,化学反应方程式为,与具有氧化性无关,D项错误;
答案选C。
5.C
【分析】乙二胺为二元弱碱,电离方程式为,。随气体通入,不断减小,先增大后减小,不断增大,故曲线代表,代表,代表。
【详解】A.根据分析知,曲线代表,A错误;
B.对于乙二胺,,,图中与的交点,,则,与的交点,,则,B错误;
C.图中点是与的交点,,因,,,,故点,C正确;
D.所示溶液,溶质为,对应质子守恒为,D错误;
故选C。
6.C
【详解】A.高锰酸钾具有强氧化性,和过氧化氢发生氧化还原反应使得溶液褪色,体现过氧化氢还原性,A错误;
B.碳酸钠加热不分解,碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳和水、碳酸钠;空气中也有水蒸气,所以通过加热方式,无法证明碳酸钠、碳酸氢钠固体受热是否产生水蒸气,B错误;
C.,煮沸,溶液变红褐色,说明升高温度,平衡正向移动,促进水解,C正确;
D.应该使用亚硫酸氢钠溶液,而不该使用亚硫酸钠溶液,不能说明酸性:,D错误;
故选C。
7.B
【详解】A.b点为等浓度HAc和NaAc的混合溶液,缓冲能力强,c点为NaAc溶液,缓冲能力弱,由题可知,缓冲能力越强,缓冲容量β的值越大,β(b)>β(c),A错误;
B.c点加入了20mL NaOH溶液,溶质为NaAc,由可知,c(HAc)与近似相等,为,约为0.05,故,故B正确;
C.结合HAc的电离和NaAc的水解程度可知,b点所加NaOH溶液小于10mL,故,C错误;
D.若改用与NaOH等浓度的氨水滴定,滴定终点生成醋酸铵溶液,与等浓度的醋酸钠溶液相比,碱性减弱,故c点向左移动,D错误;
故选:B。
8.C
【详解】A.由点时可知常温下,,又,故溶液的,A项正确;
B.点时恰好反应生成NaHX,溶液显酸性,可知HX-的电离程度大于其水解程度,故,B项正确;
C.根据电荷守恒:,Z点溶液中存在:,所以,C项错误;
D.当加入20mLNaOH时恰好生成Na2A,此时水的电离程度最大,由酸制备盐Na2A的过程中水的电离程度逐步增大,D项正确;
故选C。
9.D
【详解】A.相互之间不反应,可以大量共存,加入少量醋酸后,醋酸与碳酸氢根离子反应,离子方程式为:,故A错误;
B.相互之间不反应,可以大量共存,加入少量硫化钠,S2-能与Al3+、分别发生双水解反应,故B错误;
C.相互之间不反应,可以大量共存,加入少量纯碱,不与Na2CO3反应,但H+、Fe3+可与Na2CO3反应,故C错误;
D.相互之间不反应,可以大量共存,加入少量氧化铁,能与H+和I-发生反应,故D正确;
故选D。
10.B
【分析】和组成类型相同,在图像中直线呈平行关系,图像中、直线平行,故代表与的关系,又因为的溶解度大于,所以,代表,代表。由图示中a、b、c数据可分别计算:,,。
【详解】A.和组成类型相同,在图像中直线呈平行关系。图像中、直线平行,故代表与的关系,A项正确;
B.M点对是不饱和溶液,对于或,它是过饱和溶液,用玻璃棒搅拌可析出或,B项错误;
C.Q点是和的交叉点,设此点为a,则有,解得:,,C项正确;
D.,D项正确;
答案选B。
11.C
【详解】A.根据Co元素守恒可知,ag研细的CoCl2·6H2O(M=238g/mol)完全反应理论上能够生成的[Co(NH3)5Cl]Cl2的质量为:=,而实际生成bg[Co(NH3)5Cl]Cl2 ,故[Co(NH3)5Cl]Cl2的产率为×100%=×100%,A错误;
B.由A项分析可知,[Co(NH3)5Cl]Cl2的产率为×100%,B错误;
C.由题干步骤(2)信息可知,5.0g样品中含有Co的物质的量为:(c1V1-c2V2)×10-3mol,故样品中钴的质量分数为:=,C正确;
D.由C项分析可知,样品中钴的质量分数为,D错误;
故答案为:C。
12.C
【分析】是一种二元弱酸,Ka1=>Ka2=,当lgX=0时,pH=-lgc(H+)=lgK,根据图象可知,Ka1=10-1.2>Ka2=10-4.2,,,所以直线Ⅰ中X表示的是,直线Ⅱ中X表示的是。
【详解】A.根据分析知,Ⅱ中X表示的是,A错误;
B.当溶液pH=4.2时,c(H+)>c(OH-),c()=c(),依据电荷守恒:c(H+)+ c(Na+)=c(OH-)+ c()+2c(),则c(Na+)<3c(),B错误;
C.,则,则pH=2.7,C正确;
D.的电离平衡常数=1×10-4.2,的水解平衡常数Kh==10-12.8,电离程度大于其水解程度,溶液显酸性,则0.1mol/L NaHR2O4溶液中:,D错误;
故选C。
13.C
【详解】A.盐酸为强酸、HF为弱酸,NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱,因此等浓度的盐酸、HF溶液、NaOH溶液、氨水pH由大小为NaOH溶液、氨水、HF溶液、盐酸,故A正确;
B.四种溶液中水的电离都受到抑制,>,NaOH是强碱、盐酸是强酸,因此抑制程度由大到小为①=③>②>④,因此水电离出的氢离子浓度①=③<②<④,故B正确;
C.②和④等体积混合后溶质为NH4F, >,则铵根离子水解程度大于氟离子,溶液中:,故C错误;
D.盐酸和NaOH溶液混合后溶液,则,求得,故D正确;
故答案为:C。
14.C
【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,则b点所在曲线表示银离子浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、d点所在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分别为10-3.85mol/L、10-8.35mol/L,则溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2。
【详解】A.由分析可知,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,A正确;
B.由分析可知,溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2,B正确;
C.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分别为10-3.85mol/L、10-8.35mol/L,为10-4.2,则溶液中的浓度为10-4.15mol/L,反应的平衡常数K===101.2,所以平衡常数K的数量级为101,C错误;
D.由图可知,硫代硫酸根离子浓度为0.001 mol/L时,溶液中溴离子浓度最大,的值大于的值,则溶液中的浓度大于的浓度,所以溶液中离子浓度大小顺序为c(Br-)>c>c,D正确;
故选C。
15.(1) 溶液蓝色褪去 92.95%
(2)c(OH-)>c(HS-)>c(S2-)
(3) 增大c(CO),更有利于MnCO3的生成;吸收CO2气体,防止液体外溢 过滤 洗涤 干燥 取最后一次洗涤滤液,先加盐酸,再加氯化钡溶液不出现白色沉淀,说明洗涤干净
【详解】(1)①以淀粉为指示剂,当滴定反应结束时,溶液中无I2,溶液的蓝色会褪去,故步骤Ⅲ中滴定终点时的现象为溶液蓝色褪去;
②n(I2)=20.00×10-3L×0.08000mol·L-1=1.600×10-3mol,剩余的I2:n(I2)=×20.00×10-3L×0.05000mol·L-1=5.000×10-4mol,则与S2-和HS-反应的I2:n(I2)=1.600×10-3mol-5.000×10-4mol=1.100×10-3mol,根据S元素守恒可知n(BaS)=1.100×10-3mol,所以样品中BaS的含量w(BaS)=×100%=92.95%;
(2)测得0.1mol·L−1BaS溶液pH≈13,c(OH-)≈0.1mol/L,接近钡离子浓度,说明S2-水解程度很大,由硫化氢的电离平衡常数可知,水解分两步进行,且第二步比第一步难,水解方程式为、,则溶液中OH-、S2-、HS-三种离子浓度由大到小的顺序依次是c(OH-)>c(HS-)>c(S2-);
(3)①MnSO4溶液和NH4HCO3固体混合后,反应生成MnCO3,但在制取MnCO3时,一般使用氨水-NH4HCO3混合溶液代替NH4HCO3固体,这样改进可以增大溶液中c(),更有利于MnCO3的生成;同时由于溶液显碱性,可以更好的吸收CO2气体,防止液体外溢;
②以MnSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料制备高纯碳酸锰时需要注意调节溶液6.5<pH<7.5,提高产品纯度,具体操作是:向MnSO4溶液中逐滴加入氨水-NH4HCO3混合溶液,边加边搅拌,至溶液pH在6.5~7.5之间,充分静置后过滤,洗涤,干燥。
③沉淀表面若无硫酸根离子,则洗涤干净,则检验沉淀是否洗涤干净的操作为:取最后一次洗涤滤液,先加盐酸,再加氯化钡溶液不出现白色沉淀,说明洗涤干净。
16.(1) bd 15
(2) r(O)<r(C)<r(Li)
(3) FePO4 0.1NA
(4)3c(PO)+2c(HPO)
(5)Fe2+水解呈酸性,且Fe2+水解程度大于CH3COO-的水解程度
【详解】(1)铁是26号元素,位于第三周期Ⅷ族,它是副族元素、长周期元素,选bd。
磷元素的原子核外有15个电子,电子的运动状态有15种。
(2)CO2是共价化合物,电子式为;方程式中属于第二周期的元素是Li、C、O,同周期元素从左到右半径依次减小,原子半径由小到大排列r(O)<r(C)<r(Li)。
(3)反应中,Fe元素化合价由+3降低为+2,氧化剂是FePO4;当有0.1molLiFePO4生成时,转移电子的数目为0.1NA个。
(4)根据电荷守恒,NH4H2PO4溶于水形成的溶液中存在:c(H+)+c()=c(OH-)+c(H2PO)+3c(PO)+2c(HPO)。
(5)(CH3COO)2Fe 是弱酸弱碱盐,Fe2+水解呈酸性,CH3COO-水解呈碱性,Fe2+水解程度大于CH3COO-的水解程度,所以(CH3COO)2Fe溶液呈酸性。
17.(1)除去、,使生成
(2)防止水解,减少损失
【详解】(1)“碱浸”的目的是除去能与碱反应的,“酸浸”的目的是使以的形式存在,同时产生、以及,由于不与稀硫酸反应,所以存在于滤渣1中被除去。
(2)温度过高,易导致水解程度增大,造成的损失。
18.(1)+6
(2)
【分析】由题中信息可知,废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后,铝和钼都发生了反应分别转化为偏铝酸钠和钼酸钠,经水浸、过滤,分离出含镍的固体滤渣,滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到的沉淀X为氢氧化铝,滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,过滤得到钼酸钡,据此分析解题。
【详解】(1)“焙烧”中,有生成,根据化合物的化合价代数和为0,Na为+1价,O为-2价,其中Mo元素的化合价为+6;
(2)①滤液I中主要含有的离子有、、、,向其中通入过量,得到沉淀,滤液Ⅱ中含有的离子有、、,加入溶液后生成沉淀,该反应的离子方程式为。
若开始生成沉淀,则体系中恰好建立如下平衡:,该反应的化学平衡常数为。为避免中混入沉淀,必须满足,由于“沉钼”中pH为7.0,,所以溶液中时,开始生成沉淀,因此,时,应停止加入溶液。
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