内容正文:
专题六 水溶液中的离子平衡
考点1 弱电解质的电离平衡
1.(2025 河 南 卷,14)乙 二 胺 (H2NCH2CH2NH2,简 写 为 Y)可 结 合 H+ 转 化 为
[H2NCH2CH2NH3]+(简写为 HY+)和[H3NCH2CH2NH3]2+(简写为 H2Y2+),Ag+与Y可
形成[AgY]+和[AgY2]+两种配离子.室温下向AgNO3 溶液中加入Y,通过调节混合溶液的
pH改变Y的浓度,从而调控不同配离子的浓度(忽略体积变化).混合溶液中Ag+和Y的初
始浓度分别为1.00×10-3molL-1和1.15×10-2molL-1.-lg[c(M)/(molL-1)]与
-lg[c(Y)/(molL-1)]的变化关系如图1所示(其中 M代表Ag+、[AgY]+或[AgY2]+),分
布系数δ(N)与pH的变化关系如图2所示(其中N代表Y、HY+或 H2Y2+),比如δ(H2Y2+)
=
c(H2Y2+)
c(Y)+c(HY+)+c(H2Y2+)
.
图1 图2
下列说法错误的是 ( )
A.曲线Ⅰ对应的离子是[AgY2]+
B.δ(HY+)最大时对应的pH=8.39
C.反应Ag++Y [AgY]+的平衡常数K1=104.70
D.-lg[c(Y)/(molL-1)]=3.00时,c(HY+)>c(H2Y2+)>c(Y)
2.(2025浙江1月卷,15)25℃时,H2CO3 的电离常数 Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11;
Ksp(CaCO3)=3.4×10
-9.下列描述不正确
的是 ( )
A.HCO-3 +H2O OH-+H2CO3,K=2.2×10-8
B.2HCO-3 H2CO3+CO2-3 ,K=1.0×10-4
C.HCO-3 +Ca2+ CaCO3(s)+H+,K=1.4×10-2
D.NaHCO3 溶 液 中,c(H+ )+c(H2CO3)=c(OH- )+c(CO2-3 ),则 c(H+ )
=
Ka1[Ka2c(HCO-3 )+Kw]
Ka1+c(HCO-3 )
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3.(2025河北卷,14)已知Cu2+ 和L3- 结合形成两种配离子[CuL]- 和[CuL2]4-.常温下,
0.100molL-1的 H3L和0.002molL-1的CuSO4 混合溶液中,HL2-和L3-的浓度对数
lgc(实线)、含铜微粒的分布系数δ(虚线)[例如δCu2+=
c(Cu2+)
c(Cu2+)+c([CuL]-)+c([CuL2]4-)
]
与溶液pH的关系如图所示:
下列说法错误的是 ( )
A.Cu2++L3- [CuL]-,K=109.4
B.HL2- H++L3-,K=10-11.6
C.图中a点对应的pH=4.2
D.当pH=6.4时,体系中c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-)
4.(2025山东卷,15)常温下,假设1L水溶液中Co2+
和C2O2-4 初始物质的量浓度均为0.01molL-1.平
衡条件下,体系中全部四种含碳物种的摩尔分数随
pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化).
已知:体系中含钴物种的存在形式为Co2+,CoC2O4(s)和
Co(OH)2(s);Ksp(CoC2O4)=6.0×10
-8,Ksp[Co(OH)2]
=5.9×10-15.
下列说法正确的是 ( )
A.甲线所示物种为 HC2O-4
B.H2C2O4 的电离平衡常数Ka2=10-8
C.pH=a时,Co2+物质的量浓度为1.6×10-3molL-1
D.pH=b时,物质的量浓度:c(OH-)<c(C2O2-4 )
5.(2024湖北卷,13)CO2 气氛下,Pb(ClO4)2 溶液中含铅物种的分
布如 图.纵 坐 标(δ)为 组 分 中 铅 占 总 铅 的 质 量 分 数.已 知
c0(Pb2+)=2.0×10-5 mol L-1,pKa1 (H2CO3)=6.4、
pKa2(H2CO3)=10.3,pKsp(PbCO3)=12.1.下列说法错误的是
( )
A.pH=6.5时,溶液中c(CO2-3 )<c(Pb2+)
B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)时,c(Pb2+)<1.0×10-5molL-1
C.pH=7时,2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO2-3 )+c(HCO-3 )+c(ClO-4 )
D.pH=8时,溶液中加入少量NaHCO3(s),PbCO3 会溶解
07
6.(2024浙江1月卷,15)常温下、将等体积、浓度均为0.40molL-1BaCl2 溶液与新制 H2SO3
溶液混合,出现白色浑浊;再滴加过量的 H2O2 溶液,振荡,出现白色沉淀.
已知:H2SO3 Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8 Ksp(BaSO3)=5.0×10
-10,Ksp(BaSO4)=
1.1×10-10
下列说法不正确
的是 ( )
A.H2SO3 溶液中存在c(H+)>c(HSO-3 )>c(SO2-3 )>c(OH-)
B.将0.40molL-1H2SO3 溶液稀释到0.20molL-1,c(SO2-3 )几乎不变
C.BaCl2 溶液与 H2SO3 溶液混合后出现的白色浑浊不含有BaSO3
D.存在反应Ba2++H2SO3+H2O2BaSO4↓+2H++H2O是出现白色沉淀的主要原因
7.(2024新课标卷,13)常温下CH2ClCOOH和CHCl2COOH的两种溶液中,分布系数δ与pH
的变化关系如图所示.[比如:δ(CH2ClCOO-)=
c(CH2ClCOO-)
c(CH2ClCOOH)+c(CH2ClCOO-)
]
下列叙述正确的是 ( )
A.曲线 M表示δ(CHCl2COO-)~pH的变化关系
B.若酸的初始浓度为0.10molL-1,则a点对应的溶液中有c(H+)=c(CHCl2COO-)
+c(OH-)
C.CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-1.3
D.pH=2.08时,
电离度α(CH2ClCOOH)
电离度α(CHCl2COOH)
=0.150.85
8.(2023辽宁卷,15)某废水处理过程中始终保持 H2S饱和,即
c(H2S)=0.1molL-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫
化物而分离,体系中pH 与-lgc关系如图所示,c为 HS-、
S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为molL-1.已知Ksp(NiS)>
Ksp(CdS),下列说法正确的是 ( )
A.Ksp(CdS)=10
-18.4
B.③为pH与-lgc(HS-)的关系曲线
C.Ka1(H2S)=10-8.1
D.Ka2(H2S)=10-14.7
17
9.(多选)(2023山东卷,13)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液pH在3~4
之间,反应Ⅲ需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行.常温下,H2SO3 的电离平
衡常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8.下列说法正确的是 ( )
Cu,浓 H2SO4
反应 Ⅰ
↓
气体 Ⅰ→ 反应 Ⅱ→
↓
Na2CO3溶液
气体 Ⅱ→
调pH=11
↓
低温真空蒸发
↓
固液分离
↓
溶液Y→化合物X←←
↑
CuSO4
↓
水
↓
反应 Ⅲ
Cu2O
↓
A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3 被氧化
C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中吸收气体Ⅰ
D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的 X与CuSO4 物质的量之比
n(X)
n(CuSO4)
增大时,需补加
NaOH的量减少
10.(2022全国乙卷,13)常温下,一元酸 HA的 Ka(HA)=1.0×
10-3.在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的 HA
可自由穿过该膜(如图所示).设溶液中c总(HA)=c(HA)+
c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是 ( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的 HA的电离度 c
(A-)
c总(HA)
æ
è
ç
ö
ø
÷为 1
101
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
11.(2022广东卷,17)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用 HAc表示).HAc
的应用与其电离平衡密切相关.25℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76.
(1)配制250mL0.1molL-1的HAc溶液,需5molL-1HAc溶液的体积为 mL.
(2)下列关于250mL容量瓶的操作,正确的是 .
(3)某小组研究25℃下 HAc电离平衡的影响因素.
提出假设 稀释 HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动.
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1molL-1的 HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积
相同的系列溶液;测定pH,记录数据.
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序号 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a= ,b= .
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释 HAc溶液,电离平衡 (填“正”或“逆”)向移动;结合表中
数据,给出判断理由: .
③由实验Ⅱ-Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动.
实验结论 假设成立.
(4)小组分析上表数据发现:随着n
(NaAc)
n(HAc)
的增加,c(H+)的值逐渐接近 HAc的Ka.
查阅资料获悉:一定条件下,按n(NaAc)
n(HAc)=1
配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka.
对比数据发现,实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质
浓度准确程度不够引起,故先准确测定 HAc溶液的浓度再验证.
(ⅰ)移取20.00mLHAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.1000molL-1NaOH溶液滴定至
终点,消耗体积为22.08mL,则该 HAc溶液的浓度为 molL-1.
画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点.
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.1000molL-1NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混
合溶液,测定pH,结果与资料数据相符.
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1molL-1的 HAc和NaOH溶液,如何准确测
定 HAc的Ka? 小组同学设计方案并进行实验.请完成下表中Ⅱ的内容.
Ⅰ 移取20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1mL
Ⅱ ,测得溶液的pH为4.76
实验总结:得到的结果与资料数据相符,方案可行.
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱.写出一种无机弱酸及其用途 .
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考点2 水的电离、溶液的pH及简单计算
1.(2025甘肃卷,14)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液
中存在如下平衡:
+NH3CH2COOH
pK1=2.4
+NH3CH2COO-
pK2=9.6
NH2CH2COO-
在 25 ℃ 时,其 分 布 分 数 δ[如δ (NH2CH2COO- ) =
c(NH2CH2COO-)
c(+NH3CH2COOH)+c(+NH3CH2COO-)+c(NH2CH2COO-)
]
与 溶 液 pH 关 系 如 上 图 所 示. 在 100 mL 0.01 mol/L
+NH3CH2COOHCl-溶液中逐滴滴入0.1mol/LNaOH溶液,溶
液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如下图所示.下列说法
错误的是 ( )
A.曲线Ⅰ对应的离子是+NH3CH2COOH
B.a点处对应的pH为9.6
C.b点处c(+NH3CH2COOH)=c(NH2CH2COO-)
D.c点处2c(+NH3CH2COOH)+c(+NH3CH2COO-)+c(H+)=c(OH-)
2.(2025云南卷,14)甲醛法测定 NH+4 的反应原理为4NH+4 +6HCHO(CH2)6N4H++
3H++6H2O.取含NH4Cl的废水浓缩至原体积的
1
10
后,移取20.00mL,加入足量甲醛反应
后,用0.01000molL-1的 NaOH 标准溶液滴定.滴定曲线如图1,含氮微粒的分布分数
δ与pH关系如图2[比如:δ[(CH2)6N4H+]=
c[(CH2)6N4H+]
c[(CH2)6N4H+]+c[(CH2)6N4]
].下列说法正
确的是 ( )
图1 图2
47
A.废水中NH+4 的含量为20.00mgL-1
B.c点:c[(CH2)6N4H+]+c(H+)=c(OH-)
C.a点:c[(CH2)6N4H+]>c(H+)>c(OH-)>c[(CH2)6N4]
D.(CH2)6N4H+ (CH2)6N4+H+的平衡常数K≈7.3×10-6
阅读下列材料,完成3~5题.
一定条 件 下,乙 酸 酐[(CH3CO)2O]醇 解 反 应[(CH3CO)2O+ROH →CH3COOR+
CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水
解可忽略.实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐G苯溶液.
②量取一定体积乙酸酐G苯溶液置于锥形瓶中,加入mgROH样品,充分反应后,加适量水
使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O →2CH3COOH.
③加指示剂并用cmolL-1NaOHG甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1mL.
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐G苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂
并用cmolL-1NaOHG甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2mL.
3.(2023山东卷,8)对于上述实验,下列做法正确的是 ( )
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
4.(2023山东卷,9)ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是 ( )
A.
c(V2-V1)×17
1000m ×100% B.
c(V1-V2)×17
1000m ×100%
C.
0.5c(V2-V1)×17
1000m ×100% D.
c(0.5V2-V1)×17
1000m ×100%
5.(2023山东卷,10)根据上述实验原理,下列说法正确的是 ( )
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
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6.(2023湖南卷,12)常温下,用浓度为0.0200molL-1的NaOH标准
溶液滴定浓度均为0.0200molL-1的 HCl和CH3COOH的混合溶
液,滴定过程中溶液的pH 随η(η=
V(标准溶液)
V(待测溶液)
)的变化曲线如图所
示.下列说法错误的是 ( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.水的电离程度:a<b<c<d
7.(2022浙江卷,23)25℃时,向20mL浓度均为0.1molL-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入
0.1molL-1的 NaOH 溶液(醋酸的 Ka=1.8×10-5;用0.1molL-1的 NaOH 溶液滴定
20mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围43~97).下列说法不正确
的是 ( )
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为:H++OH-H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
考点3 盐类水解
1.(2024安徽卷,13)环境保护工程师研究利用 Na2S、FeS和 H2S处理水样中的Cd2+.已知
25℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1molL-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,
Ksp(FeS)=10
-17.20,Ksp(CdS)=10
-26.10.下列说法错误的是 ( )
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.0.01molL-1Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01molL-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8molL-1
D.向c(Cd2+)=0.01molL-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
2.(2023山东卷,6)鉴别浓度均为0.1molL-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3 三种溶液,仅
用下列一种方法不可行的是 ( )
A.测定溶液pH B.滴加酚酞试剂
C.滴加0.1molL-1KI溶液 D.滴加饱和Na2CO3 溶液
3.(2022浙江卷,17)25℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是 ( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10molL-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25℃时,C6H5OH 溶液与 NaOH 溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)
=c(C6H5OH)
D.25℃时,0.10molL-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
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考点4 沉淀溶解平衡
1.(2025黑吉辽蒙卷,11)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含
MnO2、Co3O4 和少量Fe2O3)中提取金属元素,流程如图.已知“沉
钴”温度下Ksp(CoS)=10
-20.4,下列说法错误的是 ( )
矿石 浸出→
↓
H2SO4+稻草
滤液
→沉铁
FeOOH
↓
↓
Na2CO3
滤液
→沉钴
CoS
↓
↓
Na2S
MnSO4 滤液→
A.硫酸用作催化剂和浸取剂
B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C.“浸出”时,3种金属元素均被还原
D.“沉钴”后上层清液中c(Co2+)c(S2-)=10-20.4
2.(2025安徽卷,14)H2A是二元弱酸,M2+不发生水解.25℃时,向足量的难溶性盐 MA粉末
中加入稀盐酸,平衡时溶液中lg[c(M2+)/(molL-1)]与pH的关系如图所示.
已知25℃时,Ka1(H2A)=10-1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,lg2=0.3.下列说法正确的是 ( )
A.25℃时,MA的溶度积常数Ksp(MA)=10
-6.3
B.pH=1.6时,溶液中c(M2+)>c(Cl-)>c(HA-)>c(A2-)
C.pH=4.5时,溶液中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
D.pH=6.8时,溶液中c(H+)+2c(HA-)+c(H2A)=c(OH-)+c(Cl-)
3.(2025陕晋青宁卷,14)常温下,溶液中Al3+、Zn2+、Cd2+以氢氧化物形式沉淀时,-lg[c(X)/
(molL-1)]与-lg[c(H+)/(molL-1)]的 关 系 如 图{其 中 X 代 表 Al3+、Zn2+、Cd2+、
[Al(OH)4]-、[Zn(OH)4]2-或[Cd(OH)4]2-}.
已知:Ksp[Zn(OH)2]<Ksp[Cd(OH)2],Zn(OH)2 比 Cd(OH)2 更 易 与 碱 反 应,形 成
[M(OH)4]2-;溶液中c(X)≤10-5molL-1时,X可忽略不计.
77
下列说法错误的是 ( )
A.L为-lgc([Al(OH)4]-)与-lgc(H+)的关系曲线
B.Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-的平衡常数为1011.2
C.调节NaOH溶液浓度,通过碱浸可完全分离Cd(OH)2 和Al(OH)3
D.调节溶液pH为4.7~6.4,可将浓度均为0.1molL-1的Zn2+和Al3+完全分离
4.(2024全国甲卷,13)将0.10mmolAg2CrO4 配制成1.0mL悬浊液,向其中滴加0.10mol/L
的NaCl溶液,lg[c(M)/(molL-1)](M 代表Ag+、Cl-或CrO2-4 )随加入NaCl溶液体积(V)
的变化关系如图所示:
下列叙述正确的是 ( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-) B.
Ksp(AgCl)
Ksp(Ag2CrO4)
=10-2.21
C.V≤2.0mL时
c(CrO2-4 )
c(Cl-)
不变 D.y1=-7.82,y2=-lg34
5.(2023全国甲卷,13)如图为Fe(OH)3、Al(OH)3 和Cu(OH)2在
水中达沉淀溶解平衡时的pMGpH关系图(pM=-lg[c(M)/(mol
L-1)];c(M)≤10-5molL-1可认为 M 离子沉淀完全).下列
叙述正确的是 ( )
87
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10
-8.5
B.pH=4时Al(OH)3 的溶解度为
10-10
3 mol
L-1
C.浓度均为0.01molL-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2molL-1时二者不会同时沉淀
6.(2023全国乙卷,13)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4 的沉淀溶解
平衡曲线如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4 沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO2-4 ),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl- 2AgCl+CrO2-4 的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4 均为0.1molL-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4 沉淀
7.(2023新课标卷,13)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中
滴加 氨 水,发 生 反 应 Ag+ + NH3 [Ag(NH3)]+ 和
[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+.lg[c(M)/(molL-1)]与
lg[c(NH3)/(molL-1)]的关系如图所示(其中 M 代表 Ag+、
Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+).
下列说法错误的是 ( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3 浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag
+)c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K 的值为103.81
D.c(NH3)=0.01molL-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)
8.(2023湖南卷,9)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下:
污水 混合槽 Ⅰ→
↓
石灰乳
pH=4
→沉淀池 Ⅰ
沉渣 Ⅰ
↓
混合槽 Ⅱ→
↓
Na2S溶液
沉淀池 Ⅱ→
沉渣 Ⅱ
↓
出水→
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀pH 19 42 62 35
完全沉淀pH 32 67 82 46
97
②Ksp(CuS)=6.4×10
-36,Ksp(ZnS)=1.6×10
-24.下列说法错误的是 ( )
A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3 和Al(OH)3
B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2O HS-+OH-
C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中c
(Cu2+)
c(Zn2+)
=4.0×10-12
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
9.(2022山东卷,14)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工
艺条件进行研究.现有含SrCO3(s)的0.1molL-1、1.0molL-1
Na2CO3 溶液,含SrSO4(s)的0.1molL-1、1.0molL-1Na2SO4 溶
液.在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/(molL-1)]随pH
的变化关系如图所示.下列说法错误的是 ( )
A.反应SrSO4(s)+CO2-3 SrCO3(s)+SO2-4 的平衡常数K=
Ksp(SrSO4)
Ksp(SrCO3)
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0molL-1Na2CO3 溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4 和Na2CO3 初始浓度均为1.0molL-1的混合溶液,pH≥7.7时
才发生沉淀转化
10.(2022湖南卷,10)室温时,用0.100molL-1的标准 AgNO3 溶液滴定
15.00mL浓度相等的 Cl-、Br- 和I- 混合溶液.通过电位滴定法获得
lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用.
若溶液中离子浓度小于1.0×10-5molL-1时,认为该离子沉淀完全,
Ksp(AgCl)=1.8×10
-10,Ksp(AgBr)=5.4×10
-13,Ksp(AgI)=8.5×10
-17).下列说法正确
的是 ( )
A.a点:有白色沉淀生成
B.原溶液中I-的浓度为0.100molL-1
C.当Br-沉淀完全时,已知有部分Cl-沉淀
D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
11.(2021全国甲卷,12)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3).
某温 度 下,饱 和 溶 液 中 -lg[c(SO2-4 )]、-lg [c(CO2-3 )]与
-lg[c(Ba2+)]的关系如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.曲线①代表BaCO3 的沉淀溶解曲线
B.该温度下BaSO4 的Ksp(BaSO4)值为1.0×10
-10
C.加适量BaCl2 固体可使溶液由a点变到b点
D.c(Ba2+)=10-5.1时两溶液中
c(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=10y2-y1
08
12.(2022山东卷,17)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2 等杂
质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有 HF产生.氢氟酸与SiO2 反应生成二元强酸 H2SiF6,离子方程式为
.
(2)部分盐的溶度积常数见下表.精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3)∶n(SiF2-6 )=1∶1
加入Na2CO3 脱氟,充分反应后,c(Na+)= molL-1;再分批加入一定量的BaCO3,
首先转化为沉淀的离子是 .
BaSiF6 Na2SiF6 CaSO4 BaSO4
Ksp 1.0×10-6 4.0×10-6 9.0×10-4 1.0×10-10
(3)SO2-4 浓度(以SO3%计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、H3PO4 浓度(以P2O5%计)
的关系如图甲所示.酸解后,在所得100℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为
(填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是
,回收利用洗涤液X的操作单元是 ;一定温度下,石膏存在形式与溶液中
P2O5%和SO3%的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是
(填标号).
A.65℃、P2O5%=15、SO3%=15 B.80℃、P2O5%=10、SO3%=20
C.65℃、P2O5%=10、SO3%=30 D.80℃、P2O5%=10、SO3%=10
18
13.(2022广东卷,18)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑.我国南方特有的稀
土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
矿
物 浸取→
↓
酸化 MgSO4 溶液
浸
取
液
→
氧化
调pH
→ 过滤1→
滤渣
↓
滤液1→
↓
月桂酸钠
过滤2→
滤液2
↓
滤饼→
加热
搅拌
→
55℃↓
盐酸
操作X→
月桂酸
↓
RECl3
溶液
→
已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水.该工艺
条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10
-8;Al(OH)3开始溶解
时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表.
离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7
(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是 .
(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至 的范围内,该过程中Al3+发生反应的离子方
程式为 .
(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7gL-1.为尽可能多地
提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于
molL-1(保留两位有效数字).
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是 .
②“操作X”的过程为:先 ,再固液分离.
(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有 (写化学式).
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y.
①还原YCl3 和PtCl4 熔融盐制备Pt3Y时,生成1molPt3Y转移 mol电子.
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2 的还原,发生的电极
反应为 .
28
14.(2022湖南卷,15)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl22H2O,并用重量法测定产品中
BaCl22H2O的含量.设计了如下实验方案:
可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓 H2SO4、稀 H2SO4、CuSO4 溶液、蒸馏水
步骤1:BaCl22H2O的制备
按如图所示装置进行实验,得到 BaCl2 溶液,经一系列步骤获得
BaCl22H2O产品.
步骤2:产品中BaCl22H2O的含量测定
①称取产品0.5000g,用100mL水溶解、酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100molL-1H2SO4 溶液;
③沉淀完全后,60℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体质量为0.4660g.
回答下列问题:
(1)Ⅰ是制取 气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为
;
(2)Ⅱ中b仪器的作用是 ;Ⅲ中的试剂应选用 ;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的 H2SO4 溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已
完全的方法是 ;
(4)沉淀过程中需加入过量的 H2SO4 溶液,原因是 ;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是 (填名称);
(6)产品中BaCl22H2O的质量分数为 (保留三位有效数字).
15.(2022全国甲卷,26)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有
诸多应用.硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2 以及Ca、Mg、
Fe、Cu等的化合物.其制备流程如下:
焙烧
↓
菱锌矿
浸取→
↓
H2SO4
调pH=5
过滤
→
↓
X
滤渣 ①
↓
滤液 ①
→
氧化
过滤
↓
KMnO4
滤渣 ②
↓
滤液 ②
→
转化
过滤
↓
Zn粉
滤渣 ③
↓
滤液 ③
→
脱钙镁
过滤
↓
HF
滤渣 ④
↓
滤液 ④
→ZnSO4
7H2O
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10-38 6.7×10-17 2.2×10-20 8.0×10-16 1.8×10-11
回答下列问题:
38
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 .
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有 、 .
(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是 (填标号).
A.NH3H2O B.Ca(OH)2 C.NaOH
滤渣①的主要成分是 、 、 .
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4 溶液充分反应后过滤,滤渣②中有 MnO2,
该步反应的离子方程式为 .
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 .
(6)滤渣④与浓 H2SO4 反应可以释放 HF并循环利用,同时得到的副产物是 、
.
16.(2022全国乙卷,26)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb.还有少量
Ba、Fe、Al的盐或氧化物等.为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收.
铅膏 脱硫→
滤液
↓
↓
Na2CO3
酸浸→
滤渣
↓
↓
HAc、H2O2
沉铅→
滤液
↓
↓
NaOH
PbO
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 23 68 35 72
完全沉淀的pH 32 83 46 91
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO4 转化反应的离子方程式为 ,用沉淀溶解平
衡原理解释选择Na2CO3 的原因 .
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3 不能使铅膏中BaSO4 完全转化,原因是 .
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入 H2O2.
(ⅰ)能被 H2O2 氧化的离子是 ;
(ⅱ)H2O2 促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为 ;
(ⅲ)H2O2 也能使PbO2 转化为Pb(Ac)2,H2O2 的作用是 .
(4)“酸浸”后溶液的pH约为49,滤渣的主要成分是 .
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有 .
48
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) n气总
n起始/mol 4 0 4
n转化/mol 4x x
n平衡/mol 4-4x x 4-3x
根据阿伏加德罗定律,其他条件相同时,气体的体积分
数即为其物质的量分数,因此有 x
4-3x=0.9
,解得x=
36
37
,因此达到平衡时n转化 (CO)=4×3637mol
,CO 的平衡
转化率α=
4×3637mol
4mol ×100%≈97.3%
.气体的分压=
总压强×该气体的物质的量分数,则该温度下的压强
平 衡 常 数 Kp =
p[Ni(CO)4]
p4(CO)
=
0.9×p3
(0.1×p3)4
=
0.9×1.0MPa
(0.1×1.0MPa)4
=9000(MPa)-3.
(4)由题给关系式可得e-kt=
ct[Ni(C16O)4]
c0[Ni(C16O)4]
,当Ni(C16O)4
反应一半时
ct[Ni(C16O)4]
c0[Ni(C16O)4]
= 12
,即e-kt12 =
1
2
,-kt1
2
=ln12
,kt1
2
=ln2,则t1
2
=ln2k
.
答案:
(1)↑↓↑↓↑↓↑ ↑
3d
↑↓
4s
24a
(2)8 分子晶体
(3)小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000
(4)ln2k
专题六 水溶液中的离子平衡
[考点1]
1.D Ag+ 与 Y 可形成[AgY]+ 和[AgY2]+ 两种配离子,
发生的反应为 Ag+ +Y [AgY]+ 、[AgY]+ +Y
[AgY2]+ ,故 随 着 Y 浓 度 的 变 大,Ag+ 浓 度 变 小,
[AgY]+ 先增大后减小,[AgY2]+ 增大,则从图像上(从
右向左 表 示 Y 浓 度 的 变 大)可 以 看 出,曲 线 Ⅰ 表 示
[AgY2]+ 浓度,Ⅱ表示[AgY]+ 浓度,Ⅲ表示 Ag+ 浓度;
同理,调节溶液pH,当酸性较强时,H2Y2+ 浓度大,当碱
性较强时,Y的浓度大,故曲线Ⅳ表示 H2Y2+ 浓度,曲线
Ⅴ表示 HY+ 浓度,曲线Ⅵ表示 Y 浓度,据此解题.
A.由分析可知,曲线Ⅰ表示[AgY2]+ ,A 正确;B.由题
意可知,Y可以视为二元弱碱,第一次电离方程式为:Y
+H2O HY+ +OH- ,Kb1=
c(HY+ )c(OH- )
c(Y)
,当
c(HY+ )=c(Y)时,c(H+ )=10-9.93molL-1,c(OH- )
=10-4.07molL-1,则Kb1=10-4.07,同理 Kb2=10-7.15,
Kb1×Kb2=
c(HY+ )c(OH- )
c(Y) ×
c(H2Y2+ )c(OH- )
c(HY+ )
=
c(H2Y2+ )c2(OH- )
c(Y) =10
-11.22,由 图 像 可 知,当
δ(H2Y2+ )=δ(Y)时,δ(HY+ )最大,则c(OH- )=10-5.61
molL-1,pOH=5.61,pH=8.39,B正确;C.反应 Ag+ +Y
[AgY]+ 的平衡常数K1=
c([AgY]+)
c(Ag+)c(Y)
,由图可知,当
c(Y)=10-4.70molL-1时,c([AgY]+ )=c(Ag+ ),则 K1=
1
10-4.70
=104.70,C 正 确;D.-lg[c(Y)/(molL-1)]=
3.00时,c(Y)=10-3mol/L,c(Ag+ )=10-5.01molL-1,
c([AgY2]+ )=c([AgY]+ ),由元素守恒可知,c(Ag+ )+
c([AgY2]+ )+c([AgY]+ )=1.00×10-3 mol/L,则
c([AgY2]+ )=c([AgY]+ )=4.95×10-4mol/L,Y 的初
始浓 度 为 1.15×10-2 mol L-1,由 元 素 守 恒 得
2c([AgY2]+ )+c([AgY]+ )+c(Y)+c(HY+ )+
c(H2Y2+ )=1.15×10-2 mol/L,代 入 数 据,c(Y)+
c(HY+ )+c (H2Y2+ )≈ 0.01mol/L ,则 δ (Y)
= c
(Y)
c(Y)+c(HY+ )+c(H2Y2+ )
=10
-3molL-1
0.01molL-1
=0.1,由图像2可 知,pH 在8.39~
9.93之间,此时c(HY+ )>c(Y)>c(H2Y2+ ),D错误.
2.D A.HCO-3 + H2O OH- + H2CO3,K =
c(OH-)c(H2CO3)
c(HCO-3 )
=
Kw
Ka1
= 10
-14
4.5×10-7
≈2.2×10-8,A正
确; B. 2HCO-3 H2CO3 + CO2-3 , K =
c(CO2-3 )c(H2CO3)
c2(HCO-3 )
=
Ka2
Ka1
=4.7×10
-11
4.5×10-7
≈1.0×10-4,B正
确;C.HCO-3 + Ca2+ CaCO3 (s)+ H+ ,K =
c(H+)
c(HCO-3 )c(Ca2+)
=
Ka2
Ksp(CaCO3)
=4.7×10
-11
3.4×10-9
≈1.4×
10-2,C正确;
D.
Ka1[Ka2c(HCO-3 )+Kw]
Ka1+c(HCO-3 )
=
c(H+ )×c(HCO-3 )
c(H2CO3)
c(CO2-3 )×c(H+ )
c(HCO-3 )
×c(HCO-3 )+c(H+ )×c(OH- )[ ]
c(H+ )×c(HCO-3 )
c(H2CO3)
+c(HCO-3 )
= c2 (H+ ) × c
(CO2-3 )+c(OH- )
c(H2CO3)+c(H+ )[ ] , 由 于
c(H+ )+c(H2CO3)=c(OH- )+c(CO2-3 ),所 以
Ka1[Ka2c(HCO-3 )+Kw]
Ka1+c(HCO-3 )
=c2(H+),D错误.
3.C 曲 线 Ⅲ 和 曲 线 Ⅳ 的 交 点 代 表 δCu2+ =δ[CuL]- 即
c(Cu2+ )=c([CuL]- ),由 图 可 知,此 时lgc(L3- )=
-9.4,代入平衡常数表达式得 K= c
([CuL]- )
c(Cu2+ )c(L3- )
=
1
10-9.4
=109.4,A 正 确;曲 线 Ⅰ 和 曲 线 Ⅱ 的 交 点 代 表
lgc(L3- )=lgc(HL2- )即c(L3- )=c(HL2- ),此时 pH
=11.6,代入平衡常数表达式得 K=c
(L3- )c(H+ )
c(HL2- )
=
10-11.6,B正确;曲线Ⅳ和曲线Ⅴ的交点代表δ[CuL2]4- =
δ[CuL]- 即c([CuL2]4- )=c([CuL]- ),此时lgc(L3- )=
-7.2,可得[CuL]- +L3- [CuL2]4- 的平衡常数 K′
=
c([CuL2]4- )
c([CuL]- )c(L3- )
= 1
10-7.2
=107.2,a点时,δCu2+ =
δ[CuL2]4- 代 入 K × K′ =
c([CuL]- )
c(Cu2+ )c(L3- )
×
c([CuL2]4- )
c([CuL]- )c(L3- )
= 1
c2(L3- )
=109.4×107.2=1016.6,
解得c(L3- )=10-8.3molL-1,且a点对应c(HL2- )=
10-1molL-1,代入 HL2- H+ +L3- 的平衡常数 K
=c
(L3- )c(H+ )
c(HL2- )
=10-11.6,计算得c(H+ )=10-4.3mol
L-1,故pH=4.3,C错误;当pH=6.4时,c(HL2- )最
大,接近10-1molL-1,结合 B项中平衡常数可计算得
c(L3- )≈10-6.2molL-1,δ[CuL2]4- =0.90,δ[CuL]- =
0.09,结 合 Cu 元 素 守 恒 知,c([CuL2]4- )=0.90×
0.002molL-1=1.8×10-3molL-1,c([CuL]- )=
0.09×0.002molL-1=1.8×10-4molL-1,因此体系中
c(HL2-)>c([CuL2]4-)>c([CuL]-)>c(L3-),D正确.
4.D 由题中信息可知,C2O2-4 可以形成四种物种,分别为
H2C2O4、HC2O-4 、C2O2-4 和 CoC2O4 (s),随 着 pH 增 大,
H2C2O4 的摩尔分数逐渐减小,CoC2O4(s)会转化为溶解度
更小的[Co(OH)2],CoC2O4(s)的摩尔分数先增大后减小,
291
因此,C2O2-4 的摩尔分数逐渐增大.综合以上分析可知,甲
线所示物种为CoC2O4(s),丁线所示物种为C2O2-4 ,根据曲
线的走 势 结 合 电 离 平 衡 的 过 程 可 知,乙 线 所 示 物 种 为
H2C2O4,丙线所示物种为 HC2O-4 .由甲、丁两线的交点可
知,在该点C2O2-4 和CoC2O4(s)的摩尔分数相等,均为0.50,
由于水 溶 液 中 Co2+ 和 C2O2-4 初 始 物 质 的 量 浓 度 均 为
0.01molL-1,则此时溶液中C2O2-4 的浓度为0.005mol
L-1,由Ksp(CoC2O4)=6.0×10-8 可 以 求 出 此 时 溶 液 中
Co2+ 的浓 度 为6.0×10
-8
0.005 mol
L-1 =1.2×10-5mol
L-1,再由Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15可以求出此时溶
液中c(OH- )= 5.9×10
-15
1.2×10-5
≈2.2×10-5molL-1,
pH≈9.3,即b≈9.3,根据图像中的位置可以估算出a<
7.由乙和丙两线的交点可知,H2C2O4 和 HC2O-4 的摩
尔分数 相 等,均 为 0.08,则 由 C 元 素 守 恒 可 知,此 时
CoC2O4(s)的摩尔分数为0.84.
A.由分析可知,甲线所示物种为 CoC2O4(s),A 不正确;
B.已知 H2C2O4 是二元中强酸,其酸式盐的水溶液显酸
性,HC2O-4 的 电 离 程 度 大 于 其 水 解 程 度;当 溶 液 中
HC2O-4 与 C2O2-4 浓度相等时,溶液显酸性,c(H+ )>
10-7molL-1,则 Ka2=
c(H+ )c(C2O2-4 )
c(HC2O-4 )
=c(H+ )>
1×10-7,故 B不正确;C.pH=a时,CoC2O4(s)的摩尔
分数为0.84,CoC2O4(s)的物质的量为1L×0.01mol
L-1×0.84=0.0084mol,由于水溶液中 Co2+ 初始物质
的量浓度为0.01molL-1,体系中还存在 Co2+ 水解产
生的 Co(OH)2,因此,Co2+ 的物质的量浓度小于1.6×
10-3molL-1,C 不 正 确;D.由 分 析 可 知 pH=b 时,
C2O2-4 的浓度为0.005molL-1,c(OH- )≈2.2×10-5
molL-1,c(OH- )<c(C2O2-4 ),D 正确;综上所述,本
题选 D.
5.C A.由 图 可 知,pH=65 时 δ(Pb2+ )>50%,即
c(Pb2+ )>1×10-5mol/L,则c(CO2-3 )≤
Ksp(PbCO3)
c(Pb2+)
=
10-12.1
1×10-5
mol/L=10-71mol/L<c(Pb2+ ),A 项 正 确;B.
由图 可 知,δ(Pb2+ )=δ(PbCO3)时,溶 液 中 还 存 在
Pb(OH)+ ,根 据c0(Pb2+ )=20×10-5mol/L 和 Pb守
恒,溶液中c(Pb2+ )<10×10-5mol/L,B项正确;C.溶
液中的电荷守恒为2c(Pb2+ )+c[Pb(OH)+ ]+c(H+ )=
2c(CO2-3 )+c(HCO-3 )+c(ClO-4 )+2c[Pb(CO3)2-2 ]+
c(OH- ),pH =7 时 溶 液 中 c(H+ )=c(OH- ),则
2c(Pb2+ )+c[Pb(OH)+ ]=2c(CO2-3 )+c(HCO-3 )+
c(ClO-4 )+2c[Pb(CO3)2-2 ],C项错误;D.NaHCO3 溶液
中 HCO-3 的 水 解 平 衡 常 数 为 Kh =
Kw
Ka1(H2CO3)
=
1×10-14
10-6.4
=10-76 >Ka2(H2CO3),NaHCO3 溶 液 呈 碱
性,加入少量 NaHCO3 固体,溶液pH 增大,PbCO3 转化
成Pb(CO3)2-2 而溶解,D项正确.
6.C A.亚硫酸是二元弱酸,存在二次电离,电离方程式
为:H2SO3 H+ +HSO-3 ,HSO-3 H+ +SO2-3 ,则
溶液中c(H+ )>c(HSO-3 )>c(SO2-3 )>c(OH- ),A 正
确;B.亚硫酸根离子是其二级电离产生的,则稀释的时
候对氢离子的影响较大,稀释的时候,亚硫酸的浓度变
为原来的一半,另外稀释的平衡常数不变,对第二级电
离影响很小,则稀释时亚硫酸根浓度基本不变,B正确;
C.加入双氧水之前,生成的白色浑浊为 BaSO3 沉淀,C
错误;D.过氧化氢具有强氧化性,可以将+4价硫氧化为
+6 价 硫 酸 根 离 子,则 存 在 反 应,BaSO3 +H2O2
BaSO4↓+H2O,则 出 现 白 色 沉 淀 的 主 要 原 因 是 生 成
BaSO4 沉淀,D正确.
7.D 随着pH 的增大,CH2ClCOOH、CHCl2COOH 浓度减
小,CH2ClCOO- 、CHCl2COO- 浓 度 增 大,—Cl为 吸 电 子
基 团,CHCl2COOH 的 酸 性 强 于 CH2ClCOOH,即
Ka(CHCl2COOH)>Ka(CH2ClCOOH),δ(酸分子)=δ(酸
根离子)=0.5时的pH 分别约为13、28,则两种酸的电
离 常 数 分 别 为 Ka(CHCl2COOH) ≈ 10-1.3,
Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8,曲线 M 表示δ(CH2ClCOO- )~
pH的变化关系,A、C错误;根据Ka(CHCl2COOH)=
c(CHCl2COO-)c(H+)
c(CHCl2COOH)
,初始c0(CHCl2COOH)=0.1mol
L-1,若溶液中溶质只有 CHCl2COOH,则c(CHCl2COO- )
=c(H+)≈ Ka(CHCl2COOH)c0(CHCl2COOH)=
10-1.15 mol L-1,但 a 点 对 应 的 c (H+ )=
0.1molL-1,说明此时溶液中加入了酸性 更 强 的 酸,
根据电荷守恒c(H+ )>c(CHCl2COO- )+c(OH- ),B
错误;电离度α=n电离n始
,n始 =n电离 +n未电离 ,
则α(CH2ClCOOH)=δ(CH2ClCOO- ),
α(CHCl2COOH)=δ(CHCl2COO- ),pH=2.08时,
δ(CH2ClCOO- )=0.15,
δ(CHCl2COO- )=0.85,D正确.
8.D 已知 H2S饱和溶液中随着pH 的增大,H2S的浓度
不变,但 HS- 和S2- 浓度逐渐增大,则有-lgc(HS- )和
-lgc(S2- )随着pH 增大而减小,且pH 相同时,HS- 浓
度大于S2- ,即-lgc(HS- )小于-lgc(S2- );随着pH 增
大,S2- 浓度增大,则 Ni2+ 和 Cd2+ 浓度逐渐减小,且 Ksp
(NiS)>Ksp(CdS)即 当 c(S2- )相 同 时,c(Ni2+ )>
c(Cd2+ ),则-lgc(Ni2+ )和-lgc(Cd2+ )随着 pH 增大而
增大,且有-lgc(Ni2+ )小于-lgc(Cd2+ ),由此可知曲线
①代表 Cd2+ 、②代表 Ni2+ 、③代表S2- ,④代表 HS- ,据
此分析结合图像各点数据进行解题.A.由分析可知,曲
线①代表 Cd2+ 、③代表S2- ,由图示曲线①③交点可知,
此时c(Cd2+ )=c(S2- )=10-13mol/L,则有 Ksp(CdS)=
c(Cd2+ )c(S2- )=10-13×10-13=10-26,A 错误;B.由
分析可知,③为pH 与-lgc(S2- )的关系曲线,B错误;C.由
分析可知,曲线④代表 HS- ,由图示曲线④两点坐标可知,
此时c(H+ )=10-16mol/L 时,c(HS- )=10-65mol/L,
Ka1(H2S)=
c(H+ )c(HS- )
c(H2S)
=10
-1.6×10-6.5
0.1 =10
-7.1
或者当c(H+ )=10-42 mol/L时,c(HS- )=10-39 mol/L,
Ka1(H2S)=
c(H+)c(HS-)
c(H2S)
=10
-4.2×10-3.9
0.1 =10
-7.1,
C错 误;D.已 知 Ka1Ka2 =
c(H+ )c(HS- )
c(H2S)
×
c(H+ )c(S2- )
c(HS- )
=c
2(H+ )c(S2- )
c(H2S)
,由曲线③两点坐标
可知,当c(H+)=10-49 mol/L时,c(S2- )=10-13mol/L,或
者当c(H+ )=10-68mol/L时,c(S2- )=10-92mol/L,故
有 Ka1 Ka2 =
c2(H+ )c(S2- )
c(H2S)
=
(10-4.9)2×10-13
0.1 =
10-218,结合 C项分析可知,Ka1=10-71故有Ka2(H2S)
=10-14.7,D正确;故答案为 D.
9.CD 制备 Cu2O 的工艺路线分析.反应Ⅱ所得溶液pH
在3~4之间,则反应Ⅱ为SO2 和 Na2CO3 溶液反应生成
NaHSO3 和 CO2,为非氧化还原反应,A 错误;反应Ⅱ得
到 NaHSO3 溶 液,调 pH =11 时 NaHSO3 转 化 为
Na2SO3,故低温真空蒸发主要目的是防止 Na2SO3 被氧
化,B错误;溶液 Y 含少量 Na2SO3,可循环用于反应Ⅱ
所在操作单元中吸收SO2 气体生成 NaHSO3,C正确;化
合物X为 Na2SO3,当 Na2SO3 少量时,反应Ⅲ为2CuSO4
+Na2SO3+2H2OCu2O↓+Na2SO4+2H2SO4,当
Na2SO3 过量时,反应Ⅲ为2CuSO4+3Na2SO3 Cu2O↓+
3Na2SO4+2SO2 ↑,生 成 的 SO2 气 体 会 逸 出,故 当
n(Na2SO3)
n(CuSO4)
增大时,需补加 NaOH 的量减少,D正确.
391
10.B A.常温下溶液Ⅰ的pH=70,则溶液Ⅰ中c(H+ )
=c(OH- )=1×10-7 mol/L,c(H+ )<c(OH- )+
c(A- ),A错误;B.常温下溶液Ⅱ的 pH=10,溶液中
c(H+ )=01 mol/L,Ka =
c(H+ )c(A- )
c(HA) =10×
10-3,c总 (HA)=c(HA)+c(A- ),则 0.1c
(A- )
c总 (HA)-c(A- )
=10×10-3,解得 c
(A- )
c总 (HA)=
1
101
,B正确;C.根据题意,
未电离的 HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相
等,C错误;D.常温下溶液Ⅰ的pH=70,溶液Ⅰ中c(H+)=1
×10-7mol/L,Ka=
c(H+)c(A-)
c(HA) =10×10
-3,c总 (HA)
=c(HA)+c(A- ),10
-7[c总 (HA)-c(HA)]
c(HA) =10×
10-3,溶液Ⅰ中c总 (HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ的
pH=10,溶 液 Ⅱ 中 c(H+ )=01 mol/L,Ka =
c(H+)c(A-)
c(HA) =10×10
-3,c总 (HA)=c(HA)+c(A-),
0.1[c总 (HA)-c(HA)]
c(HA) =10×10
-3,溶液Ⅱ中c总 (HA)=
101c(HA),未电离的 HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中
的c(HA)相 等,溶 液Ⅰ和Ⅱ中c总 (HA)之 比 为[(104 +1)
c(HA)]∶[101c(HA)]=(104+1)∶101≈104,D错误;
答案选B.
11.解析:(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此
250mL×01mol/L=V×5mol/L,解得V=50mL,
故答案为:50.(2)A.容量瓶使用过程中,不能用手触
碰瓶口,以免污染试剂,故 A错误;B.定容时,视线应与
溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故
B错误;C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻
璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量
瓶口,故 C正确;D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来
回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,
防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左
手掉落,故 D错误;综上所述,正确的是 C项.
(3)①实 验 Ⅶ 的 溶 液 中n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,
V(HAc)=400mL,因此V(NaAc)=300mL,即a=
300,由实验Ⅰ可知,溶液最终的体积为4000mL,因此
V(H2O)=4000mL-400mL-300mL=3300mL,即
b=3300,故答案为:300;3300.②实验Ⅰ所得溶液
的pH=286,实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的 110
,
稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验Ⅱ所得溶
液的pH=286+1=386,但实际溶液的pH=336<
386,说明稀释过程中,溶液中n(H+ )增大,即电离平
衡正向移动,故答案为:正;实验Ⅱ相较于实验Ⅰ,醋酸
溶液 稀 释 了 10 倍,而 实 验 Ⅱ 的 pH 增 大 值 小 于 1.
(4)(ⅰ)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH NaAc
+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=
n(NaOH),因此2208mL×01mol/L=2000mL×
c(HAc),解 得c(HAc)=01104 mol/L,故 答 案 为:
01104.(ⅱ)滴 定 过 程 中,当 V (NaOH)=0 时,
c(H+ )= Kac(HAc)≈
10-4.76
0.1 mol
/L=10-288mol/L,
溶液 的 pH =288,当 V (NaOH)=1104 mL 时,
n(NaAc)=n(HAc),溶液的 pH=476,当V(NaOH)
=2208mL时,达 到 滴 定 终 点,溶 液 中 溶 质 为 NaAc,
Ac- 发生水解,溶液呈弱碱性,当 NaOH 溶液过量较多
时,c(NaOH)无限接近01mol/L,溶液pH 接近13,因
此滴定曲线如图:
.(5)向 2000 mL
的 HAc溶液中加入V1 mLNaOH 溶液达到滴定终点,
滴定终点的溶液中溶质为 NaAc,当n
(NaAc)
n(HAc)=1
时,溶
液中c(H+ )的值等于 HAc的 Ka,因此可再向溶液中
加 入 2000 mL HAc 溶 液,使 溶 液 中 n(NaAc)=
n(HAc),故答案为:向滴定后的混合液中加入20mL
HAc溶液.(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如
HClO具有 强 氧 化 性,在 生 活 中 可 用 于 漂 白 和 消 毒,
H2SO3 具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适
量 H2SO3 可用作防腐剂,H3PO4 具有中强酸性,可用
作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用
途,故答案为:HClO:漂白剂和消毒液(或 H2SO3:还原
剂、防腐剂或 H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料).
答案:(1)50 (2)C
(3)①300 3300 ②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ,醋酸
溶液稀释了10倍,而实验Ⅱ的pH 增大值小于1
(4)01104
(5)向滴定后的混合液中加入20mLHAc溶液
(6)HClO:漂白剂和消毒液(或 H2SO3:还原剂、防腐剂
或 H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
[考点2]
1.C 由 题 图 可 知,随 着 pH 增 大,平 衡 +NH3CH2COOH
pK1=2.4
+NH3CH2COO-
pK2=9.6
NH2CH2COO- 右移,+ NH3CH2COOH 的分布分
数减少,+NH3CH2COO- 先增加后减少,+NH2CH2COO- 最
后增加,a点代表+NH3CH2COO- 和 NH2CH2COO- 分布分
数相 等 的 点;题 图 中 b 点 滴 入 NaOH 溶 液 为 10 mL,
+NH3CH2COOHCl- 和 NaOH 的 物 质 的 量 相 等,得 到
+NH3CH2COO- ,c点+NH3CH2COOHCl- 和 NaOH 的物
质的量之比为1∶2,得到主要粒子为NH2CH2COO- .
A.根据分析可知,随着pH 增大,+NH3CH2COOH的分布分
数减少,曲线Ⅰ代表+NH3CH2COOH的分布分数,A正确;B.a
点代表+NH3CH2COO- 和 NH2CH2COO- 分布分数相等的
点,二者浓度相等,pKa2=9.6,Ka2=
c(NH2CH2COO-)
c(+NH3CH2COO-)
c(H+)=c(H+)=10-9.6,pH=9.6,B正确;C.题图中 b点
滴入 NaOH 溶 液 10 mL,+ NH3CH2COOHCl- 和
NaOH 的 物 质 的 量 相 等,得 到 的 主 要 离 子 为 +NH3
CH2COO- ,+ NH3CH2COO- 存 在 电 离 和 水 解,Ka2 =
10-9.6,Kh=
Kw
Kal
=10
-14
10-2.4
=10-11.6,+ NH3CH2COO- 电
491
离程 度 大 于 其 水 解 程 度,则c(+NH3CH2COOH)<
c(NH2CH2COO-),C 错 误;D.c点 +NH3CH2COOHCl-
和 NaOH 的物质的量之比为1∶2,得 到 的 主 要 粒 子 为
NH2CH2COO- ,根据质子守恒,有2c(+NH3CH2COOH)+
c(+NH3CH2COO-)+c(H+)=c(OH-),D正确.
2.D A.由图1中的信息可知,当加入 NaOH 标准溶液的
体积为20.00mL时到达滴定终点,由关系式4NH+4 ~
[(CH2)6N4H+ +3H+ ]~4OH- 可知,由于待测液的体
积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的20.00mL溶
液中c(NH+4 )=c(OH- )=0.01000 molL-1 =
0.01000molL-1,则原废水中c(NH+4 )=0.01000mol
L-1×110=0.001000mol
L-1,因此,废水中 NH+4 的含量
为0.001000mol×18000mgmol-1L-1=18.00mg
L-1,A错误;B.c点加入 NaOH 标准溶液的体积过量,且只
过量了1
5
,由电荷守恒可知,c[(CH2)6N4H+ ]+c(H+ )
+c(Na+ )=c(OH- )+c(Cl- ),浓缩后的废水中 NH4Cl
的浓度和 NaOH 标准溶液浓度相等,Cl- 和 Na+ 均不参
与离子反应,可以估算c点c(Cl- )<c(Na+ ),c[(CH2)6
N4H+ ]+c(H+ )<c(OH- ),B错误;C.(CH2)6N4H+ 在
溶液中水解使溶液显酸性,类比 NH3 可知(CH2)6N4 在
溶液中与水作用发生电离而使溶液显碱性;a点为半滴
定点,由其纵坐标可知溶液显酸性,说明(CH2)6N4H+
的水解作用强于(CH2)6N4 的电离作用,可知溶液中相
关 粒 子 的 浓 度 的 大 小 关 系 为 c[(CH2 )6N4 ]>
c[(CH2)6N4H+ ],C错误;D.由图1和图2可知,当pH
=6.00时,(CH2)6N4 占比较高,δ[(CH2)6N4]=0.88,
则由氮守恒可知,δ[(CH2)6N4H+ ]=0.12,两种粒子的
浓度之 比 等 于 其 分 布 分 数 之 比,则 (CH2)6N4H+
(CH2 )6N4 + H+ 的 平 衡 常 数 K =
c[(CH2)6N4]c(H+ )
c[(CH2)6N4H+ ]
=0.88×10
-6
0.12 ≈7.3×10
-6,D
正确.
3.C 容量瓶检漏时,需先倒置看是否漏水,不漏水,再将
容量瓶正放,旋转活塞180度,再倒置一次看是否漏水,
因此进行容量瓶检漏时,需倒置两次,A 错误;滴入半滴
标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内溶液颜色不
变化,才可判定达到滴定终点,B错误;滴定读数时,应单
手持滴定管上端并保持其自然垂直,故 C正确,D错误.
4.A 用cmolL-1NaOHG甲醇标准溶液进行滴定,根据
反应 CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O,结合
步 骤 ④ 可 得 关 系 式:乙 酸 酐 [(CH3CO)2O]~
2CH3COOH~2NaOH,则n(乙 酸 酐)=0.5cV2 ×10-3
mol,根 据 反 应 (CH3CO)2O+ROH →CH3COOR+
CH3COOH,结合步骤②,设样品中ROH为xmol,则x+2
×(0.5cV2×10-3-x)=cV1×10-3,解得x=c(V2—V1)×
10-3,又因ROH样品的质量为mg,则 ROH 样品中羟基
的质量分数为
c(V2-V1)×17
1000m ×100%
,A正确.
5.B 由于乙酸酐能发生醇解反应生成羧酸和酯,生成的
羧酸可用 NaOHG甲醇标准溶液进行滴定,因此不能用乙
酸替代乙酸酐进行上述实验,A 错误;NaOHG甲醇标准
溶液中甲醇挥发会造成标准溶液浓度增大,所消耗体积
偏小,将导致测定结果偏小,B正确;步骤③滴定时,不慎
将锥形瓶内溶液溅出,将使测定的V1 减小,导致测定结
果偏高,C错误;步骤④中,若加水量不足,则乙酸酐不能
完全转化为乙酸,使测得的V2 减小,导致测 定 结 果 偏
小,D错误.
6.D 酸碱中和滴定、溶液中粒子浓度关系.
根据 CH3COOH CH3COO- +H+ ,可近似认为a点
c(H+ )=c(CH3COO- ),又 a点 pH=3.38,c(H+ )=
10-3.38 molL-1,故Ka(CH3COOH)≈
10-3.38×10-3.38
0.0100
=10-4.76,A 项正确;a点 HCl恰好被完全中和,由物料
守恒可 得 溶 液 中c(Na+ )=c(Cl- )=c(CH3COO- )+
c(CH3COOH),B 项 正 确;b点 溶 液 pH <7,即 以
CH3COOH 的 电 离 为 主,即 溶 液 中c(CH3COOH)<
c(CH3COO- ),C项正确;a、b两点溶液呈酸性,水的电
离均受到抑制,溶液 pH 越小,水的电离受抑制程度越
大,c点酸碱恰好完全中和,CH3COO- 水解促进水的电
离,d点 NaOH 过量,又抑制水的电离,故 D项错误.
7.B A.恰好中和时,生成氯化钠溶液和醋酸钠溶液,其中
醋酸根离子会水解,溶液显碱性,A 正确;B.根据电离常
数,0.1molL-1 的 盐 酸 和 醋 酸 中,c(H+ )= 1.8×
10-3molL-1>10×10-43molL-1,故用氢氧化钠滴
定的过程中,醋酸也参加了反应,B错误;C.滴定前盐酸
和醋酸的浓度相同,故滴定过程中,氯离子等于醋酸的
分子的浓度和醋酸根离子的浓度和,C 正确;D.pH=7
时,溶 液 溶 质 为 醋 酸、醋 酸 钠 和 氯 化 钠,由 Ka =
c(H+ )c(CH3COO- )
c(CH3COOH)
可 知,pH=7时,c(CH3COO- )>
c(CH3COOH),故c(Na+ )>c(Cl- )>c(CH3COO- )>
c(CH3COOH),D正确;故选B.
[考点3]
1.B A.Na2S溶 液 中 只 有 5 种 离 子,分 别 是 H+ 、Na+ 、
OH- 、HS- 、S2- ,溶液是电中性的,存在电荷守恒,可表
示为c(H+ )+c(Na+ )=c(OH-)+c(HS- )+2c(S2- ),A
正确;B.0.01molL-1Na2S溶液中,S2- 水解使溶液呈碱
性,其 水 解 常 数 为 Kh =
c(OH- )c(HS- )
c(S2- )
=
Kw
Ka2
=
10-14
10-12.9
=10-1.1,根据硫元素守恒可知c(HS- )<10-1.1
molL-1,所以c
(OH- )
c(S2- )
>1,则c(OH- )>c(S2- ),B不
正确;C.Ksp(FeS)远 远 大 于 Ksp(CdS),向c(Cd2+ )=
0.01molL-1的溶液中加入 FeS时,可以发生沉淀的
转化,该反应的平衡常数为 K=Ksp
(FeS)
Ksp(CdS)
=10
-17.20
10-26.10
=
108.9≫105,因此该反应可以完全进行,CdS的饱和溶液
中c(Cd2+ )= 10-26.1 molL-1=10-13.05 molL-1,
若加入足量 FeS时可使c(Cd2+ )<10-8 molL-1,C正
确,D.Cd2+ + H2S CdS+2H+ 的 平 衡 常 数K=
c2(H+ )
c(Cd2+ )c(H2S)
=
Ka1Ka2
Ksp
= 10
-6.97×10-12.90
10-26.10
=
106.23≫105,该反应可以完全进行,因此,当向c(Cd2+ )=
0.01molL-1的溶液中通入 H2S气体至饱和,Cd2+ 可
591
以完全沉淀,所得溶液中c(H+ )>c(Cd2+ ),D正确.
2.C NaClO 为强碱弱酸 盐,其 水 溶 液 显 碱 性,Ba(OH)2
为强碱,Al2(SO4)3 为强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,浓
度均为0.1molL-1 的 NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3
溶 液,其 pH 大 小 关 系 为 Ba(OH)2 > NaClO >
Al2(SO4)3,故测定溶液pH 可进行鉴别,A不符合题意;
NaClO具有强氧化性,可使酚酞试剂褪色,Ba(OH)2 溶
液可使酚酞试剂显红色,Al2(SO4)3 水溶液显酸性,滴加
酚酞溶液呈无色,因此滴加酚酞试剂可进行鉴别,B不符
合题意;NaClO 能将I- 氧化为I2,Ba(OH)2、Al2(SO4)3
与 KI 均 不 反 应,只 用 KI 溶 液 无 法 鉴 别 NaClO、
Ba(OH)2、Al2(SO4)3 三种溶液,C符合题意;NaClO 与
饱和 Na2CO3 溶液不反应,二者混合无 现 象,Ba(OH)2
与饱 和 Na2CO3 溶 液 反 应 生 成 BaCO3 白 色 沉 淀,
Al2(SO4)3与饱和 Na2CO3 溶液发生相互促进的水解反
应生 成Al(OH)3 白 色 沉 淀 和 CO2 气 体,故 滴 加 饱 和
Na2CO3 溶液可鉴别,D不符合题意.
3.C A.醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度
较小,则相同温度下,等pH 的C6H5ONa和CH3COONa
溶 液 中 c(C6H5O- )<c(CH3COO- ),A 错 误;
B.C6H5ONa溶液 中,C6H5O- 离 子 水 解 产 生 氢 氧 根 离
子,升温促进 C6H5O- 离子的水解,氢氧根离子浓度增大,
pH变大,而氢氧化钠溶液中不存在平衡,升温pH不变,B错
误;C.当pH=1000时,c(H+ )=10×10-10molL-1,Ka=
c(H+ )c(C6H5O- )
c(C6H5OH)
=
1.0×10-10×c(C6H5O- )
c(C6H5OH)
=1.0
×10-10,故 c(C6H5O- )=c(C6H5OH),C 正 确;
D.C6H5ONa中的 C6H5O- 可以水解,会促进水的电离,
D错误;故选 C.
[考点4]
1.C 矿石(含 MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出
过滤 得 到 滤 液,滤 液 含 有 Fe3+ 、Mn2+ 、Co2+ ,加 入
Na2CO3 沉铁得到FeOOH,过滤,滤液再加入 Na2S沉钴
得到 CoS,过滤最后得到硫酸锰溶液.
A.根据分析可知,加入硫酸和稻草浸出,硫酸作催化剂
和浸取剂,A正确;B.生物质(稻草)是可再生的,且来源
广泛,B正确;C.根据图示可知,“浸出”时,Fe的化合价
没有变化,Fe元素没有被还原,C 错误;D.“沉钴”后的
上层清 液 存 在 CoS 的 沉 淀 溶 解 平 衡,满 足 Q=Ksp =
c(Co2+ )c(S2- )=10-20.4,D正确.
2.A MA存在沉淀溶解平衡:MA(s) M2+ (aq)+A2-
(aq),向足量的难溶盐 MA 粉末中加入稀盐酸,发生反
应 A2- +H+ HA- ,继 续 加 盐 酸 发 生 反 应 HA- +
H+ H2A,由 Ka1(H2A)=10-1.6可知,当c(H2A)=
c(HA- )时,pH=1.6,Ka2(H2A)=10-6.8,则c(A2- )=
c(HA- )时,pH=6.8,Ka1Ka2=
c(A2- )c2(H+ )
c(H2A)
=
10-8.4,当c(A2- )=c(H2A)时,c(H+ )=10-4.2 mol/L,
pH = 4. 2, 则 可 将 图 像 转 化 为
进行分析.
A.溶液中存在物料守恒:c(M2+ )=c(H2A)+c(HA- )
+c(A2- ),当pH=6.8时,c(HA- )=c(A2- ),c(H2A)
很低,可 忽 略 不 计,则c(M2+ )=2c(A2- )=10-3,
Ksp(MA)=c(M2+ )c(A2- )=10-3×
1
2 ×10
-3= 12
×10-6,p[Ksp(MA)]=-6-lg2=-6.3,则 Ksp(MA)
=10-6.3,A正确;B.根据物料守恒:c(M2+ )=c(H2A)+
c(HA- )+c(A2- ),c(M2+ )>c(HA- ),由图像可知,pH
=1.6时,c(HA- )>c(A2- )成立,由电荷守恒:c(H+ )
+2c(M2+ )=c(Cl- )+c(HA- )+2c(A2- )+c(OH- ),
结合物料守恒,约掉c(HA- )得到c(H2A)+c(H+ )+
c(M2+ )=c(Cl- )+c(A2- )+c(OH- ),由 图 像 可 知,
c(H2A)>c(A2- )且c(H+ )>c(OH- ),则c(M2+ )<
c(Cl- ),故离子浓度顺序:c(Cl- )>c(M2+ )>c(HA- )
>c(A2- ),B错误;C.由图像可知,pH=4.5时,溶液中
c(HA- )>c(A2- )>c(H2A),C 错误;D.pH=6.8时,
c(HA- )=c(A2- ),根 据 电 荷 守 恒 关 系:c(H+ )+
2c(M2+ )=c(Cl- )+c(HA- )+2c(A2- )+c(OH- ),将
物料守恒代入,约掉c(M2+ )得到c(H+ )+2[c(H2A)+
c(HA- )+c(A2- )]=c(Cl- )+c(HA- )+2c(A2- )+
c(OH- ),化简 得 到c(H+ )+2c(H2A)+c(HA- )=
c(Cl- )+c(OH- ),D错误.
3.B Zn2+ 和 Cd2+ 沉淀形成 Zn(OH)2 和 Cd(OH)2,Al3+
沉淀形成 Al(OH)3,则 Zn2+ 和 Cd2+ 的曲线平行,根据
Ksp[Zn(OH)2 ]< Ksp [Cd(OH)2 ],Zn(OH)2 比
Cd(OH)2更易与碱反应,因此[Zn(OH)4]2- 生成的 pH
低于[Cd(OH)4]2- ,故 从 左 到 右 曲 线 依 次 为:Al3+ 、
Zn2+ 、Cd2+ 、[Al (OH )4 ]- 、[Zn (OH )4 ]2- 或
[Cd(OH)4]2- .如图可知:Al3+ +3OH- Al(OH)3
的平衡常数为Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+ )c3(OH- )=
100×[10-(14-3)]3=100-3×11=10-33,Zn2+ +2OH-
Zn(OH)2 的平 衡 常 数 为 Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+ )
c2(OH- )=10-5×[10-(14-8.4)]2=10-5-2×5.6=10-16.2,
Cd2+ +2OH-Cd(OH)2的平衡常数为Ksp[Cd(OH)2]=
c(Cd2+ )c2(OH- )=10-5×[10-(14-9.4)]2=10-5-2×4.6=
10-14.2,Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]- 的平衡常数为K
= 10
-5
10-(14-8.4)
=10-5+5.6 =100.6,Zn(OH)2 +2OH-
[Zn(OH)4]2- 的 平 衡 常 数 为 K=
10-5
10-(14-12.4)
=10-5+1.6 =
10-3.4,Cd(OH)2+2OH- [Cd(OH)4]2- 的平衡常数
为K= 10
-5
10-(14-14)
=10-5+0=10-5.据此分析:
A.据分析,L为-lgc([Al(OH)4]- )与-lgc(H+ )的关
系曲线,故 A 正 确;B.如 图 可 知,Zn2+ +2OH-
Zn(OH)2的平衡 常 数 为 Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+ )
c2(OH- )=10-5×[10-(14-8.4)]2=10-5-2×5.6=10-16.2,
则Zn2+ +4OH- [Zn(OH)4]2- 的平衡常数为 K=
c([Zn(OH)4]2- )
c(Zn2+ )c4(OH- )
=
c([Zn(OH)4]2- )
Ksp[Zn(OH)2]c2(OH- )
=
10-5
10-16.2×[10-(14-12.4)]2
=10-5+16.2+2×1.6=1014.4,故 B错
误;C.如题图可知,pH=14时 Cd(OH)2 开始溶解,pH
=8.4 时 Al(OH)3 开 始 溶 解,且 pH = 14 时
c([Al(OH)4]- )>1mol/L,即可认为 Al(OH)3 完全溶
解,并转化为[Al(OH)4]- ,因此调节 NaOH 溶液浓度,
通过碱浸可完全分离Cd(OH)2 和 Al(OH)3,故C正确;
D.0.1 mol L-1 的 Zn2+ 开 始 沉 淀 pH 为 14+
691
lg 10
-16.2
0.1
æ
è
ç
ö
ø
÷=6.4,0.1molL-1的 Al3+ 完全沉淀pH
为14+lg
3
10-33
10-5
æ
è
ç
ö
ø
÷ =4.7,因此调节溶液 pH 为4.7~
6.4,可将浓度均为0.1molL-1的Zn2+ 和 Al3+ 完全分
离,故 D正确.
4.D 确定曲线代表的物质,由方程式:Ag2CrO4+2NaCl
2AgCl+Na2CrO4 得:①当V(NaCl)=2mL时,为完
全反应点,c(CrO2-4 )最大;②随着V(NaCl)过量,c(Cl- )
增加,c(Ag+ )减少.
完全反应后,悬浊液中溶质为 NaCl、Na2CrO4;由图像得
a点 时,c(CrO2-4 )=c(Cl- ). 所 以,c(Na2CrO4)=
c(NaCl).所以a处:c(Na+ )=3c(Cl- ),A 错.当然也
可以通过电荷守恒来进行判断.
B.Ag2CrO4 2Ag+ +CrO2-4
AgCl Cl- +Ag+
所 以
Ksp(AgCl)
Ksp(Ag2CrO4)
= c
(Cl- )
c(Ag+ )c(CrO2-4 )
=
10-4.57
10-5.1810-1.60
=102.21,B错.C.当V≤2.0mL时,存
在 Ag2CrO4 + 2Cl- 2AgCl+ CrO2-4 得,K =
c(CrO2-4 )
c2(Cl- )
=
Ksp(Ag2CrO4)
K2sp(AgCl)
为定值.所以c
(CrO2-4 )
c(Cl- )
=K
×c(Cl- ),C错.D.当V(NaCl)=1.0mL时,Ksp(AgCl)
=c(Ag+ )c(Cl- )=10-9.75.当V(NaCl)=2.4mL时,
c(Cl- )=10-1.93.所以y1=lg
Ksp(AgCl)
c(Cl- )[ ] =lg
10-9.75
10-1.93
=-7.82.
c(CrO2-4 )=
n(CrO2-4 )
V溶液 =
n(Ag2CrO4)
V溶液 =
0.10mmol
1mL+2.4mL
=134mol
/L.y2=lg[c(CrO2-4 )]=lg
1
34=-lg34
.D
正确.
5.C A.由点a(2,25)可知,此时 pH=2,pOH=12,则
Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+ )c3(OH- )=10-2.5×10-12×3
=10-38.5,故 A 错误;B.由 点(5,6)可 知,此 时 pH=5,
pOH=9,则Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+ )c3(OH- )=
10-6×10-9×3=10-33,pH=4时 Al(OH)3 的溶解度为
10-33
(10-10)3
molL-1=10-3 molL-1,故 B错误;C.由图
可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通
过调节溶液pH 的方法分步沉淀 Al3+ 和 Fe3+ ,故 C 正
确;D.由图可知,Al3+ 沉淀完全时,pH 约为47,Cu2+ 刚
要开始沉淀,此时c(Cu2+ )=0.1molL-1,若c(Cu2+ )=
0.2molL-1>0.1molL-1,则 Al3+ 、Cu2+ 会 同 时 沉
淀,故 D错误;答案选 C.
6.C 难溶电解质的溶解平衡.
图像分析
结合上述分析可知,A、B错误;该反应的平衡常数 K=
c(CrO2-4 )
c2(Cl- )
=
c2(Ag+ )c(CrO2-4 )
c2(Ag+ )c2(Cl- )
=
Ksp(Ag2CrO4)
K2sp(AgCl)
=
107.9,C 正 确;该 混 合 溶 液 中 形 成 AgCl沉 淀 所 需 的
c(Ag+ )=10
-9.8
0.1 mol
L-1 =10-8.8 molL-1,形 成
Ag2CrO4 沉 淀 所 需 的c(Ag+ )=
10-11.7
0.1 mol
L-1 =
10-5.35 molL-1,形成 AgCl所需的c(Ag+ )较小,所以先
产生 AgCl沉淀,D错误.
7.A AgCl饱和溶液中 Ag+ 和 Cl- 浓度相等,随着氨水浓
度增大,c(Ag+ )变小,c(Cl- )增大,根据题图分析,曲线
Ⅲ为lgc(Ag+ ),曲线Ⅳ为lgc(Cl- ),根据题给两步反应
分 析,lgc{[Ag(NH3)]+ }先 变 大 后 减 小 (或 不 变 ),
lgc{[Ag(NH3)2]+}逐 渐 增 大, 所 以 曲 线 Ⅰ 为
lgc{[Ag(NH3)2]+},曲线Ⅱ为lgc{[Ag(NH3)]+},据此分析.
A项,AgCl的溶解度与溶液的温度有关,不随氨气浓度变化
而变化,错误;B项,根据题图可知,lgc(NH3)=-1时,
c(Ag+)=10-7.40molL-1,c(Cl- )=10-2.35molL-1,
AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+ )c(Cl- )=10-7.40×
10-2.35=10-9.75,正 确;C 项,根 据 题 图 中lgc(NH3)=
-1时 的 数 据 可 知,反 应 [Ag(NH3 )]+ + NH3
[Ag(NH3 )2 ]+ 的 平 衡 常 数 K =
c{[Ag(NH3)2]+ }
c{[Ag(NH3)]+ }c(NH3)
= 10
-2.35
10-5.16×10-1
=103.81,正
确;D项,根据lgc(NH3)为-2时各曲线对应的lgc(M),
可知正确.
8.D 工艺流程、溶解平衡.
流程梳理
结合已知①表中数据可知,“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3 和
Al(OH)3,A 项正确;Na2S溶液因 S2- 水解而呈碱性,B
项正确;“沉淀池Ⅱ”中,当 Cu2+ 和 Zn2+ 完全沉淀时,溶
液 中c(Cu
2+ )
c(Zn2+ )
=c
(Cu2+ )
c(Zn2+ )
c(S
2- )
c(S2- )
=
Ksp(CuS)
Ksp(ZnS)
=
6.4×10-36
1.6×10-24
=4.0×10-12,C项正确;“出水”中除含有阴
离子外,还含有大量的 Na+ 、Ca2+ 等,故只经阴离子交换
树脂软化 处 理 后,不 可 用 作 工 业 冷 却 循 环 用 水,D 项
错误.
791
9.D A.反应 SrSO4(s)+CO2-3 SrCO3(s)+SO2-4 的
平 衡 常 数 K = c
(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=
c(SO2-4 )c(Sr2+ )
c(CO2-3 )c(Sr2+ )
=
Ksp(SrSO4)
Ksp(SrCO3)
,故 A 正确;B.由分析可知,曲线①代表含
硫酸锶固体的01mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,则硫
酸锶的溶度积Ksp(SrSO4)=10-55×01=10-65,温度
不变,溶度积不变,则溶液 pH 为77时,锶离子的浓度
为10
-6.5
1 mol
/L=10-65mol/L,则a为-65;C.由分析
可知,曲线④表示含碳酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液
的变化曲线,故 C正确;D.由分析可知,硫酸是强酸,溶
液pH 变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸
锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,所以硫
酸锶的生成与溶液pH 无关,故 D错误;故选 D.
10.C A.I- 先沉淀,AgI是黄色的,所以a点有黄色沉淀 AgI
生成,故 A 错 误;B.原 溶 液 中I- 的 物 质 的 量 为15×
10-4mol, 则 I- 的 浓 度 为 1.5×10
-4mol
0.01500L =
0.0100molL-1,故B错误;C.当 Br- 沉淀完全时(Br-
浓 度 为 10×10-5 mol/L),溶 液 中 的 c(Ag+ )=
Ksp(AgBr)
c(Br- )
=5.4×10
-13
1.0×10-5
=54×10-8(mol/L),若 Cl-
已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl- )=Ksp
(AgCl)
c(Ag+ )
=
1.8×10-10
5.4×10-8
≈33×10-3mol/L,原溶液 中 的c(Cl- )=
c(I-)=00100molL-1,则已经有部分 Cl- 沉淀,故 C
正确;D.b点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+ 浓度最大,
则b点各离子 浓 度 为:c(Ag+ )>c(Cl- )>c(Br- )>
c(I- ),故 D错误;故选 C.
11.B A项,由题可知,曲线上的点均为饱和溶液中微粒
浓度关系,由上述分析可知,曲线①为 BaSO4 的沉淀溶
解曲线,选 项 A 错 误;B 项,曲 线 ① 为 BaSO4 溶 液 中
-lg[c(Ba2+ )]与-lg[c(SO2-4 )]的关系,由图可知,当
溶液中-lg[c(Ba2+ )]=3 时,-lg[c(SO2-4 )]=7,则
-lg[Ksp(BaSO4)]=7+3=10,因此Ksp(BaSO4)=1.0
×10-10,选项 B正确;C项,向饱和 BaCO3 溶液中加入
适量BaCl2 固体后,溶液中c(Ba2+ )增大,根据温度不变
则Ksp(BaCO3)不变可知,溶液中c(CO2-3 )将减小,因此
a点将沿曲线②向左上方移动,选项 C错误;D项,由图
可知,当溶液中c(Ba2+ )=10-5.1时,两溶液中c
(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=10
-y2
10-y1
=10y1-y2,选项 D错误;答案选B.
12.解析:(1)氢氟酸与SiO2 反应生成二元强酸 H2SiF6,该
反应的离子方程式为6HF+SiO2 2H+ +SiF2-6 +
2H2O.(2)精制Ⅰ中,按物质的量之比n(Na2CO3)∶
n(SiF2-6 )=1∶1加入 Na2CO3 脱氟,该反应的化学方
程式为 H2SiF6+ Na2CO3 Na2SiF6 ↓+CO2 ↑+
H2O,充分反应后得到沉淀 Na2SiF6,溶液中有饱和的
Na2SiF6,且c(Na+ )=2c(SiF2-6 ),根据 Na2SiF6 的溶度
积可 知 Ksp =c2 (Na+ )c(SiF2-6 )=4c3 (SiF2-6 ),
c(SiF2-6 )=
3
4.0×10-6
4 =1.0×10
-2 molL-1,因 此
c(Na+ )=2c(SiF2-6 )=2.0×10-2 molL-1;同时,粗磷
酸中还 有 硫 酸 钙 的 饱 和 溶 液,c(Ca2+ )=c(SO2-4 )=
9.0×10-4=3.0×10-2(molL-1);分批加入一定
量的 BaCO3,当 BaSiF6 沉 淀 开 始 生 成 时,c(Ba2+ )=
1.0×10-6
1.0×10-2
=1.0×10-4(molL-1),当BaSO4 沉淀开始
生成时,c(Ba2+ )=1.0×10
-10
3.0×10-2
≈3.3×10-9 molL-1,因
此,首先转化为沉淀的离子是 SO2-4 ,然后才是 SiF2-6 .
(3)根据 图 中 的 坐 标 信 息,酸 解 后,在 所 得 100℃、
P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为 CaSO4
05H2O;CaSO4 在硫酸中的 溶 解 度 小 于 在 水 中 的,因
此,洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原
因是:减少 CaSO4 的溶解损失,提高产品石膏的产率;
洗涤液 X中含有硫酸,其具有回收利用的价值,由于酸
解时使用的也是硫酸,因此,回收利用洗涤液 X的操作
单元是:酸解.由图甲信息可知,温度越低,越有利于
实现酸解所得石膏结晶的转化,由图乙信息可知,位于
65℃线上方的晶体全部以 CaSO405H2O 形式存在,
位于80℃线下方晶体全部以CaSO42H2O形式存在,
在两 线 之 间 的 以 两 种 晶 体 的 混 合 物 形 式 存 在:A.
P2O5%=15、SO3%=15,由图乙信息可知,该点坐标位
于两个温度线之间,故不能实现晶体的完全转化,A 不
符合题意;B.P2O5%=10、SO3%=20,由图乙信息可
知,该点坐标位于两个温度线(65℃、80℃)之间,故不
能实现晶体的完全转化,B不符合题意;C.P2O5%=
10、SO3%=30,由图乙信息可知,该点坐标位于65℃线
上方,晶体全部以 CaSO405H2O 形式存在,故不能
实现晶体转化,C不符合题意;D.P2O5%=10、SO3%
=10,由图乙信息可知,该点坐标位于80℃线下方,晶
体全部以 CaSO42H2O 形式存在,故能实现晶体的完
全转化,D符合题意;综上所述,能实现酸解所得石膏结
晶转化的是 D.
答案:(1)6HF+SiO2 2H+ +SiF2-6 +2H2O
(2)2.0×10-2 SO2-4
(3)CaSO405H2O 减少CaSO4 的溶解损失,提高产
品石膏的产率 酸解 D
13.解析:(1)由分析可知,“氧化调 pH”目的是除去含铁、
铝等元素的离子,需要将 Fe2+ 氧化为 Fe3+ ,以便后续
除杂,所以化合价 有 变 化 的 金 属 离 子 是 Fe2+ ,故 答 案
为:Fe2+ ;(2)由表中数据可知,Al3+ 沉淀完全的 pH 为
47,而 RE3+ 开始沉淀的pH 为62~74,所以为保证
Fe3+ 、Al3+ 沉淀完全,且 RE3+ 不沉淀,要用 NaOH 溶液
调pH 至47≤pH<62的范围内,该过程中 Al3+ 发生
反应的离子方程式为 Al3+ +3OH-Al(OH)3↓,故答
案为:47≤pH<62;Al3+ +3OH-Al(OH)3↓;(3)滤
液2中 Mg2+ 浓度为2.7gL-1,即01125mol/L,根
据Ksp[(C11H23COO)2Mg]=c(Mg2+ )c2(C11H23COO- ),
若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE,而不产
生 (C11 H23 COO)2Mg,则 c (C11 H23 COO- )<
Ksp[(C11H23COO)2Mg]
c(Mg2+)
= 1.8×10
-8
0.1125 =4×10
-4(molL-1),
故答案为:4.0×10-4;(4)①“加 热 搅 拌”有 利 于 加 快
RE3+ 溶出、提高产率,其原因是加热搅拌可加快反应速
率,故答案为:加热搅拌可加快反应速率;
② “操作 X”的结果是分离出月桂酸,由信息可知,月桂
酸(C11H23COOH)熔点为44℃,故“操作 X”的过程为:
先冷却结晶,再固液分离,故答案为:冷却结晶;(5)由
分析 可 知,该 工 艺 中,可 再 生 循 环 利 用 的 物 质 有
MgSO4,故答案为:MgSO4;(6)①YCl3 中 Y 为+3价,
PtCl4 中Pt为+4价,而Pt3Y中金属均为0价,所以还
原 YCl3 和PtCl4 熔融盐制备Pt3Y时,生成1molPt3Y
转移15mol电子,故答案为:15;②碱性溶液中,氢氧燃
料电 池 正 极 发 生 还 原 反 应,发 生 的 电 极 反 应 为 O2 +
4e- +2H2O 4OH- ,故 答 案 为:O2 +4e- +2H2O
4OH- .
答案:(1)Fe2+
(2)47≤pH<62 Al3+ +3OH- Al(OH)3↓
(3)40×10-4
(4)①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶
(5)MgSO4 (6)①15 ②O2+4e- +2H2O4OH-
891
14.解析:(1)由分析可知,装置Ⅰ为浓硫酸和氯化钠共热
制取 HCl气体的装置,在浓硫酸过量并微热时,浓硫酸
与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢,发生主要反应
的化学方 程 式 为:H2SO4(浓)+NaCl
微热
NaHSO4+
HCl↑.(2)氯化氢极易溶于水,装置Ⅱ中b仪器的作
用是:防止倒吸;装置Ⅱ中氯化氢与 BaS溶液反应生成
H2S,H2S有毒,对 环 境 有 污 染,装 置Ⅲ中 盛 放 CuSO4
溶液,用于吸收 H2S.(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸
钡沉淀,因此判断沉淀已完全的方法是静置,取上层清
液于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生
成,则已沉淀完全.(4)为了使钡离子沉淀完全,沉淀
过程中需加入过量的硫酸溶液.(5)过滤用到的仪器
有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶.(6)由
题意可知,硫酸钡的物质的量为:0.4660g
233g/mol=0002mol
,
依据钡原子守恒,产品中 BaCl22H2O 的物质的量为
0002mol,质量为0002mol×244g/mol=0488g,质
量分数为:0.488g
0.5000g×100%=976%
.
答案:(1)HCl H2SO4 (浓)+NaCl
微热
NaHSO4 +
HCl↑
(2)防止倒吸 CuSO4 溶液
(3)静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加硫酸
溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶 (6)976%
15.解析:(1)由分析,焙烧时,生成 ZnO 的反应为:ZnCO3
焙烧
ZnO+CO2↑;(2)可采用增大压强、将焙烧后的产
物碾碎,增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌
的浸取率;(3)A.NH3H2O 易分解产生 NH3 污染空
气,且经济成本较高,故 A 不适宜;B.Ca(OH)2 不会引
入新的杂质,且成本较低,故 B适宜;C.NaOH 会引入
杂质 Na+ ,且成本较高,C不适宜;故答案选 B;当沉淀
完全时(离子浓度小于10-5mol/L),结合表格 Ksp计算
各离子完全沉淀时pH<5的只有 Fe3+ ,故滤渣①中有
Fe(OH)3,又 CaSO4 是微溶物,SiO2 不溶于酸,故滤渣①
的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2;(4)向80~90℃滤
液①中加入 KMnO4 溶液,可氧化Fe2+ ,得到 Fe(OH)3
和 MnO2 的 滤 渣 ②,反 应 的 离 子 方 程 式 为 3Fe2+ +
MnO-4 +7H2O 3Fe(OH)3 ↓ + MnO2 ↓ +5H+ ;
(5)滤液②中加入锌粉,发生反应Zn+Cu2+ Zn2+ +
Cu,故加入锌 粉 的 目 的 为 置 换 Cu2+ 为 Cu从 而 除 去;
(6)由分析,滤渣④为 CaF2、MgF2,与浓硫酸反应可得
到 HF,同时得到的副产物为 CaSO4、MgSO4.
答案:(1)ZnCO3
焙烧
ZnO+CO2↑
(2)增大压强 将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积
(或增大硫酸的浓度等)
(3)B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2+ +MnO-4 +7H2O3Fe(OH)3↓+MnO2↓
+5H+
(5)置换Cu2+ 为Cu从而除去
(6)CaSO4 MgSO4
16.解析:(1)“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳
酸铅和 硫 酸 钠,反 应 的 离 子 方 程 式 为:PbSO4 (s)+
CO2-3 (aq)PbCO3(s)+SO2-4 (aq),由一些难溶电解
质的溶 度 积 常 数 的 数 据 可 知,Ksp (PbCO3)=74×
10-14,Ksp (PbSO4)=25×10-8,反 应 PbSO4 (s)+
CO2-3 (aq) PbCO3(s)+SO2-4 (aq)的平衡常数 K=
c(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=
c(Pb2+ )c(SO2-4 )
c(Pb2+ )c(CO2-3 )
=
Ksp(PbSO4)
Ksp(PbCO3)
=
2.5×10-8
7.4×10-14
≈34×105>105,说明可以转化的比较彻
底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少
铅的损失.(2)反应BaSO4(s)+CO2-3 (aq)BaCO3(s)
+ SO2-4 (aq) 的 平 衡 常 数 K =
c(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=
c(Ba2+ )c(SO2-4 )
c(Ba2+ )c(CO2-3 )
=
Ksp(BaSO4)
Ksp(BaCO3)
= 1.1×10
-10
2.6×10-9
≈
004≪105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入
碳酸钠不能使铅膏中的 BaSO4 完全转化.(3)(ⅰ)过
氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧
化为铁离子.(ⅱ)过氧化氢促进金属 Pb在醋酸溶液
中转化为Pb(Ac)2,过氧化氢与 Pb、HAc发生氧化还
原反应生成Pb(Ac)2 和 H2O,依据得失电子守恒和原
子守恒可知,反应的化学方程式为:Pb+H2O2+2HAc
Pb(Ac)2+2H2O.(ⅲ)过氧化氢也能使 PbO2 转
化为Pb(Ac)2,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,
PbO2 是氧化剂,则过氧化氢是还原剂.(4)酸浸后溶
液的pH 约为49,依据金属氢氧化物沉淀时的pH 可
知,Fe3+ 、Al3+ 完 全 沉 淀,且 BaSO4 不 能 完 全 转 化 为
BaCO3,即所得滤渣主要成分为 Fe(OH)3、Al(OH)3、
BaSO4.(5)依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中
的BaSO4 完全 转 化,铁 离 子、铝 离 子 转 化 为 了 氢 氧 化
铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为氧
化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有 Ba2+ 和加入碳酸
钠、氢氧化钠时引入的 Na+ .
答案:(1)PbSO4(s)+CO2-3 (aq)PbCO3(s)+SO2-4 (aq)
反 应 PbSO4 (s)+ CO2-3 (aq)PbCO3 (s)+
SO2-4 (aq)的平衡常数 K=
c(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=34×105>105,
PbSO4 可以比较彻底的转化为PbCO3
(2)反应BaSO4(s)+CO2-3 (aq)BaCO3(s)+SO2-4 (aq)
的平衡常数K=c
(SO2-4 )
c(CO2-3 )
=004≪105,反应正向进行
的程度有限
(3)(ⅰ)Fe2+ (ⅱ)Pb+H2O2+2HAcPb(Ac)2+
2H2O (ⅲ)作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3、BaSO4 (5)Ba2+ 、Na+
专题七 金属及其化合物
[考点1]
1.B A.NaN3 为 强 碱 弱 酸 盐,水 溶 液 呈 碱 性,A 正 确.
B.计算 N-3 的中心 N原子的价层电子对数,把 N-3 看作
N(N2)- ,中心 N 原子与两个 N 原子相连,孤电子对数
=(5-2×3+1)/2=0,价层电子对数=2+0=2,根据价
层电子对互斥模型,其空间构型为直线形,不是 V 形,B
错误.C.NaN3 由 Na+ 和 N-3 构成,存在离子键,N-3 中
N原子之间存在共价键,所以 NaN3 为含有共价键的离
子化合物,C正确.D.N-3 的中心 N 原子形成了两个σ
键和两个 π键,其价电子数为5,所有价电子均参与成
键,D正确.
2.C A.煤在高温下与水蒸气反应生成 CO 和 H2,方程式
正确,A正确;B.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠
和氧气,方程式书写正确,B正确;C.FeCl3 与 Cu反 应
时,Fe3+ 被还原为Fe2+ 而非单质 Fe,正确反应为2FeCl3
+Cu2FeCl2+CuCl2,C 错 误;D.铅 酸 蓄 电 池 放 电
时,Pb和PbO2 与硫酸反应生成 PbSO4 和 H2O,方程式
正确,D正确.
3.B 由题意及关系图可知,a与b反应需要加热,且产生
的e为无色气体,则a和b分别为 NH4NO3 和Ba(OH)2
中的一种,产生的气体e为 NH3;又由于b和c反应生成
白色沉淀f,NH4NO3 不会与其他三种溶液产生沉淀,故
b为Ba(OH)2,a为 NH4NO3;又由于c既能与b产生沉
淀f,又 能 与 d 反 应 产 生 沉 淀 f,故 c 为 AlCl3,d 为
Na2CO3,生 成 的 白 色 沉 淀 为Al(OH)3,无 色 气 体 g 为
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