第三单元 水溶液的离子反应和平衡 【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练(沪科版2020选择性必修1)
2024-09-11
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学沪科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 本章复习 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.52 MB |
| 发布时间 | 2024-09-11 |
| 更新时间 | 2024-09-11 |
| 作者 | 沪上matrix |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-09-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47316007.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第三单元 水溶液的离子反应和平衡
测试卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题(共40分)
一、单选题(共17题,共34分)
1.用0.1mol/L NaOH 溶液滴定 20.00 mL0.1 mol/L醋酸溶液,用酚酞作指示剂,滴定过程中溶液 pH 随加入的 NaOH 溶液体积的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.a 点溶液:
B.b点溶液:,V1=20mL
C.c点溶液:大于b点
D.滴定过程中:
2.下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中滴加少量稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝
溶液中不含
B
向久置的溶液中加入足量溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解
部分被氧化
C
向1mL 0.2NaOH溶液中滴入2滴0.1 溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 溶液,又生成红褐色沉淀
在相同温度下
D
取两支试管,均加入4mL 0.1 酸性溶液,然后向一支试管中加入0.1 溶液2mL,向另一支试管中加入0.2 溶液2mL,第一支试管中褪色时间较长
浓度越大,反应速率越快
A.A B.B C.C D.D
3.已知是一种有机二元弱碱。常温下,某溶液中的物质的量浓度之和为,测得溶液中含微粒的分布系数随变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示
B.常温下,时溶液中
C.等体积、等物质的量浓度的溶液与盐酸混合后,溶液中:
D.的平衡常数
4.时,用盐酸分别滴定的和溶液,两溶液的与所加盐酸体积()的关系如图所示。下列说法正确的是
A.的电离常数大于水解常数
B.
C.,点溶液均满足
D.水的电离程度:
5.已知琥珀酸是一种常见的二元弱酸,以代表其化学式,电离过程:,。常温时,向水溶液中逐滴滴加同浓度的溶液,混合溶液中、和的物质的量分数()随变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.的
B.当溶液中时,
C.滴加溶液过程中存在:
D.当被完全中和时,
6.下列物质中能抑制水的电离且使溶液呈酸性的是
A. B. C. D.
7.事实上,通常我们认为的二元强酸H2SO4只有第一步电离是完全的,第二步电离较弱,用电离方程式可表示为:、。则1 溶液中与下列哪一种溶液最接近
A.1 B.1
C.1 D.1
8.向100mL 0.50二元弱酸溶液中,加入pH=14的NaOH溶液调节pH,加水控制溶液体积为200mL。测得溶液中微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示[已知],X代表微粒、或。下列叙述不正确的是
A.反应的平衡常数
B.NaHA溶液中
C.在c点,
D.在b点,
9.一定温度下,向溶液中滴加NaCl溶液,发生反应和。与的关系如下图所示(其中M代表或)。下列说法正确的是
A.时,溶液中
B.时,溶液中
C.的平衡常数K的值为
D.a点条件下能产生AgCl沉淀
10.电位滴定法是根据滴定过程中电位变化来确定滴定终点的一种滴定分析方法。常温下,的电离常数,,利用盐酸滴定某溶液中的含量,其电位曲线与pH曲线如图所示(“—”表示电位曲线;“…”表示pH曲线)。下列说法正确的是
A.滴定过程中,水的电离程度逐渐增大
B.滴定过程中,当溶液的时,
C.a点溶液中存在:
D.b点溶液中存在:
11.天然溶洞的形成与岩石中的和空气中溶于天然水体形成的含碳粒子的浓度有密切关系。常温下,某溶洞水体中随的变化关系如图所示。[已知:为或],下列说法正确的是
A.曲线③代表与的关系
B.的数量级为
C.
D.由4到8的过程中增大的比快
12.25℃时,用氨水分别滴定浓度均为的、、三种溶液,pM随pH的变化关系如图所示[p表示负对数,M表示、、等],已知。下列有关分析错误的是
A.曲线①代表滴定溶液的变化关系
B.25℃时,的
C.25℃时,
D.a点对应的
13.在一定条件下发生下列反应,其中属于盐类水解反应的是
A.
B.
C.
D.
14.缓冲溶液是指加少量水稀释或外加少量酸、碱,自身pH不发生显著变化的溶液。1L含乳酸()和乳酸钠()的溶液就是一种缓冲溶液,该溶液的pH为3.85。下图是该缓冲溶液的pH随通入或加入的物质的量变化的示意图(溶液体积保持1L),已知。下列说法错误的是
A.通过计算可得出,a点溶液的pH值约为3.37
B.根据图像可以判断,b点溶液已失去缓冲能力
C.该缓冲溶液中:
D.当加入,且横坐标为0.5时,溶液中:
15.下列离子方程式书写正确的是
A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:
B.用饱和溶液处理锅炉水垢中的:
C.碳酸氢钙溶液滴加少量的澄清石灰水:
D.用标准酸性溶液滴定某草酸溶液:
16.缓冲溶液是指加入少量酸或碱时,pH基本不变的溶液,其缓冲能力大小可用缓冲容量β来描述。β越大,等体积溶液的缓冲能力越强。25℃时,由和组成的缓冲溶液中,,其缓冲容量β与溶液pH的关系如图。已知25℃时,,下列说法正确的是
A.该缓冲溶液中,
B.X点所对应的溶液中存在:
C.向X点所对应的溶液中通入少量气体,水的电离程度减小
D.当溶液中与之和增大时,缓冲溶液的β变小
17.常温下,向溶液中逐滴加入溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是
A.a点溶液中,
B.b点溶液中,
C.c点溶液中,
D.的滴定过程中,水的电离程度一直增大
第Ⅱ卷 选择题(共66分)
二、解答题(5题,共66分)
18.(12分)在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为 。造成水的离子积变化的原因是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A>D
b.AB线上任意点的溶液中c(H+)=c(OH-)
c.图中温度T1>T2
(3)T2时,若向纯水中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置?为什么? 。
(4)T2时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)= 。
(5)若从A点到D点,可采用的措施是 (填字母)。
a.升温 b.加入少量的盐酸
c.降温 d.加入少量的NaOH
19.(11分)用标准溶液分别滴定体积均为、浓度均约为的盐酸和醋酸溶液,得到溶液随加入溶液体积变化的两条滴定曲线,如下图所示。
(1)配制标准溶液,需用到的玻璃仪器有___________(填选项字母)。
A.容量瓶 B.烧杯 C.圆底烧瓶 D.分液漏斗
(2)滴定管在使用前,应进行的操作是 。
(3)滴定开始前,、盐酸和醋酸三种溶液中,水的电离程度最大的是 。
(4)溶液滴定醋酸的曲线是 (填“I”或“Ⅱ”),该过程中应选用 作为指示剂。
(5)滴定接近终点时,用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,测得待测液浓度 (填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(6)结合滴定曲线判断,加入溶液时,混合液中 (填“>”、“<”或“=”)。
20.(11分)镓可用于芯片制造。以砷化镓废料(主要成分为GaAs,含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)为原料,制备镓和回收砷可经过如下过程:
(1)“碱浸”时同时加入NaOH溶液和H2O2溶液,反应后的溶液中含Na+、OH-、、[Ga(OH)4]-和。写出GaAs(难溶于水)反应的离子方程式: 。
(2)“调pH”时向滤液中加入H2SO4可将[Ga(OH)4]-转化为Ga(OH)3沉淀。若需控制溶液中c(Ga3+)<1×10-5 mol·L-1,则加入H2SO4时应控制溶液pH> 。{已知Ga(OH)3为两性氢氧化物,Ksp[Ga(OH)3]=1×10-36}
(3)“酸浸”后所得溶液中含H+、Ga3+和。写出“电解”时反应的离子方程式: 。
(4)向“过滤2”所得滤液中加入Ca(OH)2溶液可除去。控制=6,调节溶液的pH,测得溶液中砷的去除率与pH的关系如下图所示。由于溶液吸收空气中的CO2,所得Ca3(AsO4)2沉淀中可能含有CaCO3.pH>12后,砷的去除率随pH的增大而下降,其原因是 。已知:常温下Ksp[Ca3(AsO4)2]=1×10-21,Ksp(CaCO3)=8.7×10-9。
21.(16分)由铜精炼炉渣(含 和少量等) 获取CuCl, 并以CuCl为原料制备趋细铜粉。
已知:①CuCl是白色难溶于水的固体,溶于浓盐酸产生 ,溶于溶液:
②
③
④常温下,
(1)预处理。
①“酸浸”时需通入空气的目的是 。
②“调节pH=5”所得滤液 的物质的量浓度为 。
(2)制备CuCl。将含 的溶液和一定质量的NaCl加入到三颈烧瓶中(装置如图),通入 充分反应后, 过滤, 得CuCl和滤液。
①装置b的作用 。
②装置a中发生反应的离子方程式为 。
③CuCl产率随 的变化如图 所示,当 大于 1.6时, CuCl的产率减小的原因是 。
(3)制备超细铜粉。已知用水合肼 还原 制备铜粉时,反应温度对铜粉产率的影响如图所示。请补充整由CuCl获取铜粉的实验方案:向 溶液中分批加入CuCl固体,边加边搅拌, (实验中须使用的试剂: 溶液, 溶液, 溶液)
(4) 称取3.60g草酸亚铁晶体 相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示,请分析如图 所示,300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式 (写出计算过程)。
①“酸浸”时需通入空气的目的是将Cu、Cu2O氧化溶解;搅拌反应混合物;②常温下,,“调节pH=5”,则c(OH-)=10-9mol/L,所得滤液Al3+的物质的量浓度为110-6mol/L;
22.(16分)据国际能源署预测,2050年氢燃料电池汽车的比重将提高至15%。
Ⅰ.天然气()和重整制氢
反应①:
反应②:
(1)已知 ,相关物质的燃烧热如下表,则 。
物质
燃烧热()
890.3
282.8
285.8
(2)700℃时,若只发生反应①,现向一恒容容器中投入1MPa 和3MPa ,达到平衡时CO的分压为a MPa,则反应①的平衡常数
(3)的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释时,的平衡产率几乎不变的原因。
(4)已知反应③: 。研究发现加入适量CaO有利于重整制氢,如图1所示。加入CaO的优点有___________(填字母)。
A.促进反应②平衡正向移动,提高的平衡产率
B.消耗,提高的纯度
C.反应③放热,为重整体系提供能量
D.减少排放,有利于碳中和
Ⅱ.氨硼烷(,熔点104℃)水解制氢
(5)1mol 完全水解可以生成3mol 和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出完全水解的离子反应方程式: 。
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Rt催化剂上的水解速度主要受和脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式: 。
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第三单元 水溶液的离子反应和平衡
测试卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题(共40分)
一、单选题
1.用0.1mol/L NaOH 溶液滴定 20.00 mL0.1 mol/L醋酸溶液,用酚酞作指示剂,滴定过程中溶液 pH 随加入的 NaOH 溶液体积的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.a 点溶液:
B.b点溶液:,V1=20mL
C.c点溶液:大于b点
D.滴定过程中:
【答案】C
【解析】A.a点时,V(NaOH)=10mL,则反应结束后,在不考虑CH3COOH电离和CH3COO-水解时满足n(CH3COONa)=n(CH3COOH),事实上此时溶液的pH<7,表明对应的溶液中以CH3COOH的电离为主,强于CH3COO-水解,所以溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),A正确;
B.b点时,溶液的pH=7,则溶液中CH3COONa与CH3COOH共存,依据电荷守恒得 c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),而此溶液中c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(CH3COO-),20.00mL0.1mol/LNaOH溶液和20.00 mL0.1 mol/L醋酸溶液混合后溶液呈碱性,而现在呈酸性,所以V1<20mL,B正确;
C.c点时,CH3COOH与NaOH完全反应,而b点CH3COOH有剩余,则c点n(CH3COO-)大于b点,C错误;
D.醋酸和氢氧化钠的混合溶液中始终满足电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故D正确;
故答案选C。
2.下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中滴加少量稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝
溶液中不含
B
向久置的溶液中加入足量溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解
部分被氧化
C
向1mL 0.2NaOH溶液中滴入2滴0.1 溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 溶液,又生成红褐色沉淀
在相同温度下
D
取两支试管,均加入4mL 0.1 酸性溶液,然后向一支试管中加入0.1 溶液2mL,向另一支试管中加入0.2 溶液2mL,第一支试管中褪色时间较长
浓度越大,反应速率越快
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.溶液中即使存在,使用这种方法也不能检验出来,原因是溶液中与生成且少,不能逸出,需要加热才能逸出,A错误;
B.久置的亚硫酸钠中加入足量氯化钡溶液,生成白色沉淀,加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解,说明沉淀的成分为硫酸钡和亚硫酸钡,则部分亚硫酸钠被氧化成了硫酸钠,B正确;
C.氢氧化钠过量,生成氢氧化镁白色沉淀后,过量的NaOH能继续和溶液反应生成红褐色沉淀,不能说明发生了沉淀的转化,因此不能比较溶度积常数大小,C错误;
D.与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为,根据离子反应方程式可得,高锰酸钾和草酸恰好完全反应的物质的量之比为2∶5,4mL 0.1酸性高锰酸钾溶液需要的物质的量为,则加入的2mL 0.1 溶液和2mL 0.2 溶液均不足,实验中高锰酸钾过量,溶液并不能完全褪色,D错误;
故选B。
3.已知是一种有机二元弱碱。常温下,某溶液中的物质的量浓度之和为,测得溶液中含微粒的分布系数随变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示
B.常温下,时溶液中
C.等体积、等物质的量浓度的溶液与盐酸混合后,溶液中:
D.的平衡常数
【答案】B
【分析】溶液的pH越小,越大,随着溶液pH增大,先逐渐增大,当增大到一定程度后又逐渐减小,而则随着溶液pH增大而增大,因此曲线①表示,曲线②表示,曲线③表示;图中X 点时,=, ,此时溶液pH=4.5,则,Z点=,同理,此时溶液pH=10.5,则,据此解答。
【解析】A.由分析知曲线①表示,曲线②表示,曲线③表示,故A错误;
B.当时,,根据,则,故B正确;
C.等体积、等物质的量浓度的溶液与盐酸混合后,溶质为,电离平衡常数为,水解平衡常数,其水解与电离程度相同,则,故C错误;
D.的平衡常数 ,故D错误;
故选B。
4.时,用盐酸分别滴定的和溶液,两溶液的与所加盐酸体积()的关系如图所示。下列说法正确的是
A.的电离常数大于水解常数
B.
C.,点溶液均满足
D.水的电离程度:
【答案】D
【解析】A.等浓度下,溶液的碱性强于,故实线表示滴定溶液,虚线表示滴定溶液,由图像可知,显碱性,故的电离常数小于水解常数,故A错误;
B.若,则刚好生成溶液,此时溶液应该显酸性,故B错误;
C.、点溶液均是、NaHA和NaCl的混合溶液,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)+c(Cl-),溶液pH=7即c(H+)=c(OH-),则,故C错误;
D.根据图象可知,M、N点溶液为中性,水电离的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L,而P点盐酸过量,抑制水的电离,所以水的电离程度:M=N>P,故D正确;
答案选D。
5.已知琥珀酸是一种常见的二元弱酸,以代表其化学式,电离过程:,。常温时,向水溶液中逐滴滴加同浓度的溶液,混合溶液中、和的物质的量分数()随变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.的
B.当溶液中时,
C.滴加溶液过程中存在:
D.当被完全中和时,
【答案】B
【分析】向水溶液中逐滴滴加同浓度的溶液,的浓度逐渐减小、的浓度先增大或减小、的浓度逐渐增大,则曲线Ⅰ表示物质的量分数()随变化的关系,曲线Ⅱ表示物质的量分数()随变化的关系,曲线Ⅲ表示物质的量分数()随变化的关系。当的浓度等于的浓度时pH=1.2,当的浓度等于的浓度时pH=4.2,则。
【解析】A.根据图示,当的浓度等于的浓度时,pH=4.2,则的,故A错误;
B.,,当溶液中时,=10-5.4,,故B正确;
C.滴加溶液过程中,溶液体积增大,根据物料守恒,,故C错误;
D.当被完全中和时,溶质为Na2A,根据质子守恒,故D错误;
选B。
6.下列物质中能抑制水的电离且使溶液呈酸性的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.是强酸弱碱盐溶液显酸性,水解对水的电离是促进,A不符合要求;
B.是二元强酸对水的电离是抑制且溶液呈酸性,B符合要求;
C.是强酸强碱盐溶液呈中性对水的电离无影响,C不符合要求;
D.是强碱弱酸盐溶液呈碱性,水解水的电离是促进,D不符合要求;
故选B。
7.事实上,通常我们认为的二元强酸H2SO4只有第一步电离是完全的,第二步电离较弱,用电离方程式可表示为:、。则1 溶液中与下列哪一种溶液最接近
A.1 B.1
C.1 D.1
【答案】C
【解析】二元强酸H2SO4只有第一步电离是完全的,第二步电离较弱,第一步电离的H+抑制第二步电离,所以1mol•L-1H2SO4溶液中c(H+)接近1mol/L。
A.H2CO3是二元弱酸,电离程度较小,则1mol/LH2CO3溶液中c(H+)很小,故A错误;
B.NaHSO4溶液中电离程度较小,则该溶液中c(H+)远远小于1mol/L,故B错误;
C.HNO3为强酸,在水溶液中完全电离,所以1mol/L的HNO3溶液中c(H+)为1mol/L,故C正确;
D.HF为弱酸,在水溶液中部分电离,所以1molHF的溶液中c(H+)远远小于1mol/L,故D错误;
故选:C。
8.向100mL 0.50二元弱酸溶液中,加入pH=14的NaOH溶液调节pH,加水控制溶液体积为200mL。测得溶液中微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示[已知],X代表微粒、或。下列叙述不正确的是
A.反应的平衡常数
B.NaHA溶液中
C.在c点,
D.在b点,
【答案】D
【分析】H2A中加入NaOH溶液,H2A逐渐转化为,继续加入NaOH溶液,再转化为,所以随着pH的增大,一直在下降的曲线代表H2A的物质的量分数曲线,先增大后减小的曲线代表的物质的量分数曲线,一直在增大的曲线代表的物质的量分数曲线,在a点H2A的浓度和的浓度相等,pH=1.2,则H2A的电离常数,在b点,,pH=4.2,则H2A的电离常数,据此作答。
【解析】A.根据分析可知:,,反应的平衡常数,故A正确;
B.观察图象可知,pH=2.7时,溶质为NaHA,此时溶液为酸性,说明溶液中的电离大于的水解,故溶液呈酸性,,故B正确;
C.根据分析可知,在c点,的含量为0.2,则,溶液体积为0.2L,,故C正确;
D.在b点,由图,若,则,但由图知,远远小于,故D错误;
故选D。
9.一定温度下,向溶液中滴加NaCl溶液,发生反应和。与的关系如下图所示(其中M代表或)。下列说法正确的是
A.时,溶液中
B.时,溶液中
C.的平衡常数K的值为
D.a点条件下能产生AgCl沉淀
【答案】A
【解析】A.由平衡原理可知越小,越大,越小,相应的减小,增大。即与纵坐标交点为的线M为,与横坐标交点为的线M为。,溶液中,根据物料守恒得 ,即,,A正确;
B. 读图可知,当,溶液中,B错误;
C. AgCl(s)+Cl-(aq)⇌[AgCl2]-(aq)的平衡常数表达式为:,C错误;
D. 由a点数据计算(AgCl)<(AgCl),则a点条件下不能产生AgCl沉淀,D错误;
答案为:A。
10.电位滴定法是根据滴定过程中电位变化来确定滴定终点的一种滴定分析方法。常温下,的电离常数,,利用盐酸滴定某溶液中的含量,其电位曲线与pH曲线如图所示(“—”表示电位曲线;“…”表示pH曲线)。下列说法正确的是
A.滴定过程中,水的电离程度逐渐增大
B.滴定过程中,当溶液的时,
C.a点溶液中存在:
D.b点溶液中存在:
【答案】C
【分析】如图,滴定过程中,pH不断下降,图中出现两个突变,分别表示的反应为、;根据其突变的电位,该滴定过程中不需要指示剂。
【解析】A.由分析可知,溶液中的水解促进水的电离,与盐酸反应后降低,故滴定过程中,水的电离程度逐渐减小,A错误;
B.由,可知:时,,,B错误;
C.,a点,则,则,,C正确;
D.由电荷守恒关系:及b点可得,D错误;
故选C。
11.天然溶洞的形成与岩石中的和空气中溶于天然水体形成的含碳粒子的浓度有密切关系。常温下,某溶洞水体中随的变化关系如图所示。[已知:为或],下列说法正确的是
A.曲线③代表与的关系
B.的数量级为
C.
D.由4到8的过程中增大的比快
【答案】B
【分析】二氧化碳可以和少量氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子,和过量的氢氧根离子反应生成碳酸根离子。随着溶液pH的增大,溶液的碱性不断增强,pH较小时,主要存在碳酸氢根离子,此时随pH增大而不断增大,当溶液碱性较强时,不断增大,不断减小,所以随溶液pH的增大,不断减小,不断减小,但一定pH后,变得比更小,不断增大,从而得出曲线①表示,②表示,③表示。
【解析】A.由分析可知,曲线③代表,A错误;
B.点(10.3,1.1) ,,数量级为4,B正确;
C.(8.6,n),碳酸根浓度等于钙离子浓度,,,(8.6,m),即pH=8.6,,,,,,,C错误;
D.根据图像斜率,pH由4到8的过程中增大的比慢,D错误;
故选B。
12.25℃时,用氨水分别滴定浓度均为的、、三种溶液,pM随pH的变化关系如图所示[p表示负对数,M表示、、等],已知。下列有关分析错误的是
A.曲线①代表滴定溶液的变化关系
B.25℃时,的
C.25℃时,
D.a点对应的
【答案】C
【分析】由题干信息可知,Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Zn(OH)2],加碱后溶液中Cu2+先沉淀,Zn2+后沉淀,即①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,②代表滴定ZnSO4溶液的变化关系,③表示p,pc(Cu2+)=0时,c(Cu2+)=1mol•L-1,pH=4.2,c(OH-)=10-(14-4.2)mol•L-1=10-9.8mol•L-1,Ksp[Cu(OH)2]=1×(10-9.8)2=10-19.6,同理,Ksp[Zn(OH)2]=1×[10-(14-5.85)]2=10-16.30,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,曲线①代表滴定溶液的变化关系,A正确;
B.由分析可知,③表示p,当p=0时,即c(CH3COOH)=c(CH3COO-),此时c(H+)=4.76,故 25℃时,的,B正确;
C.由分析可知,25℃时,,C错误;
D.a点即c(Zn2+)=即===,Ksp[Zn(OH)2]×Ka=c(H+)×c2(OH-)=Kw×c(OH-),得c(OH-)==10-7.06,则c(Zn2+)===10-2.18,即对应的,D正确;
故答案为:C。
13.在一定条件下发生下列反应,其中属于盐类水解反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A.是氯气和水可逆反应,不是盐类水解,故A不符合题意
B.是氢硫酸电离方程式,故B不符合题意;
C.是碳酸氢根电离方程式,故C不符合题意;
D.是铵根水解方程式,故D符合题意;
答案为D。
14.缓冲溶液是指加少量水稀释或外加少量酸、碱,自身pH不发生显著变化的溶液。1L含乳酸()和乳酸钠()的溶液就是一种缓冲溶液,该溶液的pH为3.85。下图是该缓冲溶液的pH随通入或加入的物质的量变化的示意图(溶液体积保持1L),已知。下列说法错误的是
A.通过计算可得出,a点溶液的pH值约为3.37
B.根据图像可以判断,b点溶液已失去缓冲能力
C.该缓冲溶液中:
D.当加入,且横坐标为0.5时,溶液中:
【答案】C
【解析】A.1L含乳酸和乳酸钠的溶液中乳酸和乳酸钠浓度相同,和几乎相等,乳酸,当通入 ,溶质是乳酸和的乳酸钠,此时,,,,故A正确;
B.图中曲线可知,b点溶质为2mol乳酸钠,加入氢氧化钠pH明显发生改变,此时失去了缓冲能力,故B正确;
C.混合后电荷守恒:,物料守恒:,此缓冲液中存在,故C错误;
D.当加入,且横坐标为0.5时,溶质乳酸和的乳酸钠,若不考虑乳酸电离和乳酸根的水解,,而此时溶液呈酸性,乳酸的电离大于乳酸根的水解,故溶液中会增大,或结合电荷守恒、溶液呈酸性可知c(Na+)>c(Lac−),故D正确;
选C。
15.下列离子方程式书写正确的是
A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:
B.用饱和溶液处理锅炉水垢中的:
C.碳酸氢钙溶液滴加少量的澄清石灰水:
D.用标准酸性溶液滴定某草酸溶液:
【答案】B
【解析】A.氧化亚铁溶于稀硝酸:,故A项错误;
B.用饱和碳酸钠溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙离子方程式,离子方程式应为:,故B项正确;
C.碳酸氢钙溶液滴加少量的澄清石灰水生成碳酸钙和水,离子方程式为:,故C项错误;
D.草酸是弱酸不能拆写成离子形式,正确的离子方程式为:,故D项错误;
故本题选B。
16.缓冲溶液是指加入少量酸或碱时,pH基本不变的溶液,其缓冲能力大小可用缓冲容量β来描述。β越大,等体积溶液的缓冲能力越强。25℃时,由和组成的缓冲溶液中,,其缓冲容量β与溶液pH的关系如图。已知25℃时,,下列说法正确的是
A.该缓冲溶液中,
B.X点所对应的溶液中存在:
C.向X点所对应的溶液中通入少量气体,水的电离程度减小
D.当溶液中与之和增大时,缓冲溶液的β变小
【答案】B
【解析】A.该溶液中存在电荷守恒:,已知,则,A错误;
B .X点时c(H+)=10-9.25mol/L,25℃时,c(OH-)==10-4.75mol/L,根据,此时所对应的溶液中存在:,B正确;
C.向X点所对应的溶液中通入少量气体,少量一水合氨与HCl反应生成氯化铵,铵根离子浓度增大,水解程度增大,则水的电离程度增大,C错误;
D.当溶液中与之和增大时,溶液的缓冲能力增强,缓冲溶液的β变大,D错误;
故选B。
17.常温下,向溶液中逐滴加入溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是
A.a点溶液中,
B.b点溶液中,
C.c点溶液中,
D.的滴定过程中,水的电离程度一直增大
【答案】B
【解析】A.a点为氯化铵溶液,由于铵根离子水解,溶液显酸性:,根据电荷守恒:,故,此时溶液中无钠离子,故钠离子浓度为0,故,A错误;
B.b溶液呈中性,,根据电荷守恒:,故,此时钠离子浓度不为0,故,B正确;
C.c点溶液中,氢氧化钠溶液过量,溶液显碱性,水的电离受到抑制,,故,C错误;
D.根据分析,的滴定过程中,水的电离程度一直减小,D错误;
故选B。
二、填空题
18.(12分)在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为 。造成水的离子积变化的原因是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A>D
b.AB线上任意点的溶液中c(H+)=c(OH-)
c.图中温度T1>T2
(3)T2时,若向纯水中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置?为什么? 。
(4)T2时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)= 。
(5)若从A点到D点,可采用的措施是 (填字母)。
a.升温 b.加入少量的盐酸
c.降温 d.加入少量的NaOH
【答案】(1) 1.0×10-12 (2分) 水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,即水的离子积增大(2分)
(2)b(2分)
(3)否,加入盐酸,c(H+)>c(OH-),所以体系不可能处于B点位置(2分)
(4)2×10-9 mol·L-1(2分)
(5)b(2分)
【解析】(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为。水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,即水的离子积增大。
(2)a.A、D温度相等,所以A、D两点Kw相等,A点Kw=1.0×10-14,B点Kw=1.0×10-12,A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A=D,故a错误;
b.AB线上任意点的溶液中c(H+)=c(OH-),故b正确;
c.水电离吸热,温度越高,Kw越大,所以图中温度T1<T2,故c错误;
选b。
(3)T2时,若向纯水中滴加盐酸,Kw不变,氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,所以不能否使体系处于B点位置。
(4)T2时,Kw=1.0×10-12,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,c(OH-)=,盐酸抑制水电离,则由水电离产生的c(H+)=2×10-9 mol·L-1。
(5)a.升温,氢离子、氢氧根离子浓度均增大,故不选a;
b.加入少量的盐酸,氢离子浓度增大、氢氧根离子浓度减小,可以实现A点到D点,故选b;
c.降温氢离子、氢氧根离子浓度均减小,故不选c;
d.加入少量的NaOH,氢氧根离子浓度增大、氢离子浓度减小,不能可以实现A点到D点,故不选d;
选b。
19.(11分)用标准溶液分别滴定体积均为、浓度均约为的盐酸和醋酸溶液,得到溶液随加入溶液体积变化的两条滴定曲线,如下图所示。
(1)配制标准溶液,需用到的玻璃仪器有___________(填选项字母)。
A.容量瓶 B.烧杯 C.圆底烧瓶 D.分液漏斗
(2)滴定管在使用前,应进行的操作是 。
(3)滴定开始前,、盐酸和醋酸三种溶液中,水的电离程度最大的是 。
(4)溶液滴定醋酸的曲线是 (填“I”或“Ⅱ”),该过程中应选用 作为指示剂。
(5)滴定接近终点时,用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,测得待测液浓度 (填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(6)结合滴定曲线判断,加入溶液时,混合液中 (填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)AB(2分)
(2)检漏(1分)
(3)醋酸溶液(1分)
(4) I (2分) 酚酞(1分)
(5)准确(2分)
(6)> (2分)
【解析】(1)配制标准溶液,需在烧杯中溶解、冷却后转移至容量瓶中定容,即需用到的玻璃仪器有容量瓶、烧杯,故答案为:AB;
(2)滴定管在使用前,要检查是否漏水,即应进行的操作是检漏;
(3)滴定开始前,、盐酸和醋酸三种溶液浓度相等,均为,等浓度的和盐酸对水的电离的抑制程度相同,等浓度的盐酸和醋酸中,盐酸电离程度更大、氢离子浓度更大、对水的电离的抑制程度更大,所以水的电离程度最大的是醋酸溶液;
(4)由分析可知,溶液滴定醋酸的曲线是曲线I;醋酸和氢氧化钠反应生成的醋酸钠为强碱弱酸盐,恰好完全反应时由于醋酸钠水解,溶液呈碱性,该过程中应选用在碱性范围内变色的指示剂,即选用酚酞作为指示剂;
(5)滴定接近终点时,用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,不会影响溶质的物质的量和消耗的氢氧化钠溶液的体积,因此对所测的溶液浓度无影响,即测得的待测液浓度准确;
(6)结合滴定曲线判断,加入溶液时,此时溶液pH小于6,呈酸性,混合液中电荷守恒+c(OH-)=c(H+)+,又c(OH-)<c(H+),所以>。
20.(11分)镓可用于芯片制造。以砷化镓废料(主要成分为GaAs,含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)为原料,制备镓和回收砷可经过如下过程:
(1)“碱浸”时同时加入NaOH溶液和H2O2溶液,反应后的溶液中含Na+、OH-、、[Ga(OH)4]-和。写出GaAs(难溶于水)反应的离子方程式: 。
(2)“调pH”时向滤液中加入H2SO4可将[Ga(OH)4]-转化为Ga(OH)3沉淀。若需控制溶液中c(Ga3+)<1×10-5 mol·L-1,则加入H2SO4时应控制溶液pH> 。{已知Ga(OH)3为两性氢氧化物,Ksp[Ga(OH)3]=1×10-36}
(3)“酸浸”后所得溶液中含H+、Ga3+和。写出“电解”时反应的离子方程式: 。
(4)向“过滤2”所得滤液中加入Ca(OH)2溶液可除去。控制=6,调节溶液的pH,测得溶液中砷的去除率与pH的关系如下图所示。由于溶液吸收空气中的CO2,所得Ca3(AsO4)2沉淀中可能含有CaCO3.pH>12后,砷的去除率随pH的增大而下降,其原因是 。已知:常温下Ksp[Ca3(AsO4)2]=1×10-21,Ksp(CaCO3)=8.7×10-9。
【答案】(1)GaAs+4OH-+4H2O2=[Ga(OH)4]-+AsO+4H2O(3分)
(2)3.7(2分)
(3)4Ga3++6H2O4Ga+3O2↑+12H+(3分)
(4)随着pH值的增加,大气中溶于混合溶液的二氧化碳增加,形成的CO浓度增大,促使砷酸钙向碳酸钙转化,溶液中残留的砷的浓度增加或随着pH值的增加,大气中溶于混合溶液的二氧化碳增加,形成的CO度增大,与CO结合Ca2+增多,与AsO结合Ca2+减少,溶液中残留的砷的浓度增加(3分)
【解析】(1)反应后溶于中含有[Ga(OH)4]-和,GaAs(难溶于水)在碱性条件下被双氧水氧化为,,双氧水被还原为水,反应的离子方程式为GaAs+4OH-+4H2O2=[Ga(OH)4]-+AsO+4H2O。
(2)“调pH”时向滤液中加入H2SO4可将[Ga(OH)4]-转化为Ga(OH)3沉淀。若需控制溶液中c(Ga3+)<1×10-5 mol·L-1,c(OH-)>,则加入H2SO4时应控制溶液pH>3.7。
(3)“酸浸”后所得溶液中含H+、Ga3+和。“电解”时阳极生成氧气、阴极生成Ga,反应的离子方程式为4Ga3++6H2O4Ga+3O2↑+12H+。
(4)随着pH值的增加,大气中溶于混合溶液的二氧化碳增加,形成的CO浓度增大,促使砷酸钙向碳酸钙转化,溶液中残留的砷的浓度增加。
21.(16分)由铜精炼炉渣(含 和少量等) 获取CuCl, 并以CuCl为原料制备趋细铜粉。
已知:①CuCl是白色难溶于水的固体,溶于浓盐酸产生 ,溶于溶液:
②
③
④常温下,
(1)预处理。
①“酸浸”时需通入空气的目的是 。
②“调节pH=5”所得滤液 的物质的量浓度为 。
(2)制备CuCl。将含 的溶液和一定质量的NaCl加入到三颈烧瓶中(装置如图),通入 充分反应后, 过滤, 得CuCl和滤液。
①装置b的作用 。
②装置a中发生反应的离子方程式为 。
③CuCl产率随 的变化如图 所示,当 大于 1.6时, CuCl的产率减小的原因是 。
(3)制备超细铜粉。已知用水合肼 还原 制备铜粉时,反应温度对铜粉产率的影响如图所示。请补充整由CuCl获取铜粉的实验方案:向 溶液中分批加入CuCl固体,边加边搅拌, (实验中须使用的试剂: 溶液, 溶液, 溶液)
(4) 称取3.60g草酸亚铁晶体 相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示,请分析如图 所示,300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式 (写出计算过程)。
【答案】(1) 将Cu、Cu2O氧化溶解;搅拌反应混合物 (2分) 110-6mol/L(2分)
(2) 防止倒吸(或安全瓶) (2分) 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓++4H+ (2分) 当大于1.6时,部分CuCl转化为[CuCl2]- (2分)
(3)待固体完全溶解,向所得溶液中加入过量1mol/LNaOH溶液,水浴加热控制温度为70℃,滴加0.6mol/LN2H4H2O溶液,搅拌使用其充分反应,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置冷却,过滤,洗涤,取最后一次洗涤滤液,向其中滴加0.1mol/LAgNO3溶液无浑浊(3分)
(4)草酸亚铁晶体中铁的元素质量为3.6×56/180×100%=1.12克,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中,氧化物中氧元素的质量为1.60-1.12=0.48克,铁元素与氧元素的质量为1.12∶0.48=7∶3,设铁的氧化物的化学式为FexOy,则有56x∶16y=7∶3,x∶y=2∶3,所以固体为Fe2O3。(3分)
【解析】(1)
①“酸浸”时需通入空气的目的是将Cu、Cu2O氧化溶解;搅拌反应混合物;②常温下,,“调节pH=5”,则c(OH-)=10-9mol/L,所得滤液Al3+的物质的量浓度为110-6mol/L;
(2)①装置b中均为短导管,其作用是防止倒吸(或安全瓶);
②装置a中氯化铜溶液与二氧化硫反应生成氯化亚铜沉淀,发生反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓++4H+;③CuCl产率随的变化如图所示,当大于1.6时,部分CuCl转化为[CuCl2]-,CuCl的产率减小;
(3)由CuCl获取铜粉的实验方案:向0.1mol/LNa2S2O3溶液中分批加入CuCl固体,边加边搅拌,待固体完全溶解,向所得溶液中加入过量1mol/LNaOH溶液,水浴加热控制温度为70℃,滴加0.6mol/LN2H4H2O溶液,搅拌使用其充分反应,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置冷却,过滤,洗涤,取最后一次洗涤滤液,向其中滴加0.1mol/LAgNO3溶液无浑浊;
(4)草酸亚铁晶体中铁的元素质量为3.6×56/180×100%=1.12克,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中,氧化物中氧元素的质量为1.60-1.12=0.48克,铁元素与氧元素的质量为1.12∶0.48=7∶3,设铁的氧化物的化学式为FexOy,则有56x∶16y=7∶3,x∶y=2∶3,所以固体为Fe2O3。
22.(16分)据国际能源署预测,2050年氢燃料电池汽车的比重将提高至15%。
Ⅰ.天然气()和重整制氢
反应①:
反应②:
(1)已知 ,相关物质的燃烧热如下表,则 。
物质
燃烧热()
890.3
282.8
285.8
(2)700℃时,若只发生反应①,现向一恒容容器中投入1MPa 和3MPa ,达到平衡时CO的分压为a MPa,则反应①的平衡常数
(3)的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释时,的平衡产率几乎不变的原因。
(4)已知反应③: 。研究发现加入适量CaO有利于重整制氢,如图1所示。加入CaO的优点有___________(填字母)。
A.促进反应②平衡正向移动,提高的平衡产率
B.消耗,提高的纯度
C.反应③放热,为重整体系提供能量
D.减少排放,有利于碳中和
Ⅱ.氨硼烷(,熔点104℃)水解制氢
(5)1mol 完全水解可以生成3mol 和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出完全水解的离子反应方程式: 。
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Rt催化剂上的水解速度主要受和脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式: 。
【答案】(1)+205.9(2分)
(2)(3分)
(3)>0、<0,温度升高,反应①平衡正向移动,H2产率增大;反应②平衡逆向移动,H2产率减小;T>600℃时,温度对二者的影响程度相当,故H2平衡产率几乎不变(3分)
(4)ABCD(3分)
(5)NH3BH3+2H2O=+(3分)
(6)H2O*=OH*+H*(2分)
【解析】(1)天然气(CH4)和H2O重整制氢反应①: ;反应②: ;已知③: ,由相关物质的燃烧热得④ ;⑤ ,根据盖斯定律①+②-③×2=④-⑤可得 =,则=+205.9。
(2)根据已知条件列出“三段式”:
则反应①的平衡常数。
(3)H2的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。从平衡移动的角度解释T>600℃时,H2的平衡产率几乎不变的原因>0、<0,温度升高,反应①平衡正向移动,H2产率增大;反应②平衡逆向移动,H2产率减小;T>600℃时,温度对二者的影响程度相当,故H2平衡产率几乎不变。
(4)A.CaO与CO2反应生成CaCO3,CO2得浓度降低,促进反应②平衡正向移动,提高H2的平衡产率,故A正确;
B.CaO与CO2反应生成CaCO3,消耗CO2,利于得较纯的氢气,提高H2的纯度,故B正确;
C.已知反应③: ,该反应为放热反应,加入CaO可以为重整体系提供能量,故C正确;
D.CaO与CO2反应生成CaCO3,消耗二氧化碳,减少CO2排放,有利于碳中和,故D正确;
故答案为:ABCD。
(5)1molNH3BH3完全水解可以生成3molH2和一种可溶性的含氧酸盐硼酸铵(N、B均未变价)NH4BO2,NH3BH3完全水解的离子反应方程式NH3BH3+2H2O=+。
(6)Pt催化剂上NH3BH3的水解速度主要受H2O和NH3BH3脱氢反应的影响,如图2所示,活化能最大为0.23eV-(-0.56eV)=0.79eV,决速步的化学反应方程式H2O*=OH*+H*。
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