章末综合测试(二) 水溶液中的离子反应与平衡(Word练习)-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮(浙江专用)
2025-12-10
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内容正文:
章末综合测试(二) 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题:本题共15小题,每小题4分,共60分。每小题只有一个选项符合题意。
1.下列物质的水溶液呈碱性的是( )
A.NaCl B.B(OH)3 C.NaHCO3 D.NaHSO4
答案:C
2.已知室温下,0.1 mol/L NaHC2O4溶液呈弱酸性,下列叙述正确的是( )
A.c(C2O)<c(H2C2O4)
B.Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)<Kw
C.加等浓度NaOH溶液,c(HC2O)+2c(C2O)的值减小
D.加水稀释,溶液酸性减弱,但n(H+)·n(OH-)的值不变
答案:C
3.下列说法一定正确的是( )
A.相同温度下,1 L 0.02 mol/L的NaCl溶液和2 L 0.01 mol/L NaCN溶液中的离子总数相等
B.常温下,将pH=2的一元酸HA溶液与pH=12的一元碱BOH溶液等体积混合,所得溶液pH=7
C.25 ℃时,向10 mL 0.1 mol/L HA溶液中加入0.1 mol/L的NaOH溶液,当水电离出的c(H+)=1.0×10-7mol/L时,滴加氢氧化钠溶液的体积可能出现两种情况,则HA为弱酸
D.将冰醋酸加水稀释,冰醋酸的电离度逐渐增加,但电离常数Ka不变,c(H+)逐渐增大,导电性逐渐增强
答案:C
4.下列说法不正确的是( )
A.将NaCl溶液从常温加热到80 ℃,溶液仍呈中性,但pH<7
B.25 ℃时,pH、体积均相同的CH3COONa和NaOH溶液导电能力相同
C.25 ℃时,N2H4的水溶液呈弱碱性(K1=1.0×10-6),则0.01 mol/L N2H4水溶液的pH≈10
D.25 ℃时,物质的量浓度相等的盐溶液NaX与NaY,若c(X-)=c(Y-)+c(HY),则HX为强酸
答案:B
5.下列说法正确的是( )
A.向10 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液中滴加几滴等浓度NaCl溶液产生白色沉淀,再滴加等浓度NaI溶液,产生黄色沉淀,则证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
B.常温下,将1 mL pH=5盐酸稀释至1 000 mL,所得溶液的pH=8
C.常温下,pH=2的盐酸和醋酸,c(H+)前者大于后者
D.常温下,当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol/L时,此溶液的pH可能为1或13
答案:D
6.已知:CH3NH2、H3BO3分别为一元弱碱和一元弱酸,二者在水中电离方程式分别为CH3NH2+H2O⇌CH3NH+OH-;H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]-+H+。25 ℃时,将10 mL浓度均为1 mol/L的CH3NH2、H3BO3两种溶液分别加水稀释。曲线如图所示,V是溶液体积(mL),pOH=-lg c(OH-)。下列说法正确的是( )
A.Kb(CH3NH2)<Ka(H3BO3)
B.水的电离程度:M>N
C.溶液中的阴、阳离子总浓度:Q<P
D.常温下,向上述pOH=3的CH3NH2溶液加入等体积pH=3的盐酸后呈中性
B 解析:由图可知,1 mol/L甲胺溶液的pOH为1.69,则甲胺的电离常数约为=10-3.38,1mol/L硼酸溶液的pOH为9.38,则硼酸的电离常数约为=10-9.24,所以甲胺的电离常数大于硼酸,相同浓度的甲胺溶液的电离程度大于硼酸溶液,溶液中离子浓度大于硼酸溶液。由分析可知,甲胺的电离常数大于硼酸的电离常数,A错误;由图可知,1mol/L甲胺溶液的pOH为1.69,溶液的氢氧根离子浓度为10-1.69 mol/L,1 mol/L硼酸溶液的pOH为9.38,溶液的氢氧根离子浓度为10-4.62 mol/L,根据CH3NH2+H2O⇌CH3NH+OH-、H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]-+H+可知,都对水的电离起到抑制作用,则等浓度的甲胺溶液中水的电离程度小于硼酸溶液,B正确;1 mol/L甲胺溶液和1 mol/L硼酸溶液稀释相同倍数所得溶液浓度相等,由分析可知,甲胺的电离常数大于硼酸,相同浓度的甲胺溶液的电离程度大于硼酸溶液,溶液中离子浓度大于硼酸溶液,所以等浓度甲胺溶液中阴、阳离子总浓度大于硼酸溶液,C错误;常温下,pOH为3的甲胺溶液与pH为3的盐酸反应后,弱碱甲胺溶液过量,溶液呈碱性,D错误。
7.25 ℃时,向20 mL 0.1 mol/L NaOH溶液中滴加0.1 mol/L CH3COOH溶液,混合溶液中水电离的c(OH-)与滴加醋酸体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.B点对应的溶液pH=7
B.D点对应的V2=20 mL
C.D点对应的溶液中:c(OH-)=c(H+)
D.C点对应的溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)
C 解析:B点溶质为NaOH、CH3COONa,溶液呈碱性,pH>7,A错误; C点两者恰好完全反应生成醋酸钠,水的电离程度最大,则C点对应的V1=20 mL,B错误; D点溶质为CH3COONa、CH3COOH,溶液呈中性,则对应的溶液中:c(OH-)=c(H+),C正确; C点恰好反应生成醋酸钠,CH3COO-发生水解反应,溶液显碱性,则对应的溶液中:c(CHCOO-)<c(Na+),D错误。
8.(2025·浙江名校协作体联考)氢硫酸(H2S)是二元弱酸,常温下,某同学做了如下三组实验:
实验 Ⅰ :向20 mL 0.1 mol/L NaHS溶液中滴加0.1 mol/L ZnCl2溶液
实验 Ⅱ :向20 mL 0.1 mol/L NaHS溶液中滴加0.1 mol/L HCl溶液
实验 Ⅲ :向20 mL 0.1 mol/L H2S溶液中滴加0.1 mol/L CuSO4溶液
已知:H2S的电离平衡常数Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=6.3×10-36。忽略溶液混合后体积变化。
下列说法不正确的是( )
A.实验 Ⅰ 中ZnCl2溶液体积为60 mL时,溶液中c=3.2×10-23mol/L
B.实验 Ⅰ 中ZnCl2溶液体积小于10 mL时,会发生反应2HS-+Zn2+===ZnS↓+H2S↑
C.实验 Ⅱ 不可以选用甲基橙作为指示剂
D.实验 Ⅲ 中CuSO4溶液体积为20 mL时,溶液pH等于1
C 解析:加入ZnCl2溶液体积为60 mL时,c(Zn2+)=
=0.05 mol/L,c(S2-)===3.2×10-23mol/L,A正确;由于开始滴加的ZnCl2溶液量较少而NaHS过量,因此该反应在初始阶段发生的是2HS-+Zn2+===ZnS↓+H2S↑,B正确;实验 Ⅱ 发生的反应:HS-+H+===H2S↑,若恰好完全反应溶液中溶质是氯化钠,若盐酸过量时,因甲基橙变色范围是3.1(红)~4.4(黄),可以选用甲基橙作为指示剂,C错误;实验 Ⅲ 中向20 mL 0.1 mol/L H2S溶液中滴加0.1 mol/L CuSO4溶液,CuSO4溶液体积为20 mL时,H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4,c(H2SO4)==0.05 mol/L,c(H+)=0.05 mol/L×2=0.1 mol/L,溶液pH等于1,D正确。
9.常温下,某研究小组的同学设计如下流程探究粗盐中的硫酸钠杂质的转化:
已知:溶液混合时体积变化忽略不计,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9。下列说法不正确的是( )
A.在A中有白色沉淀生成
B.在B溶液中:c(SO)<c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.A→B的过程中BaSO4全部转化为BaCO3
D.B→C的过程中BaCO3全部溶解,沉淀消失
D 解析:混合后A中的c(SO)=c(Ba2+)= mol/L,Q=c(SO)·c(Ba2+)>Ksp(BaSO4),在A中有BaSO4白色沉淀生成,A正确; B溶液中存在BaSO4(s)+CO(aq)⇌BaCO3(s)+SO(aq)平衡,故有K===<1,则有c(SO)<c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),B正确;第一步恰好反应生成硫酸钡沉淀0.000 1 mol,溶液中c(SO)==1×10-5mol/L,第二步加入碳酸钠后初始c(CO)=0.5 mol/L,发生反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),设反应的碳酸根离子浓度为a mol/L,则生成硫酸根离子浓度为a mol/L,该反应的K====,解得a≈,则反应的硫酸钡为mol/L×0.02 L,故约有×100%>100%,故BaSO4全部转化为BaCO3,C正确; BaCO3溶解于盐酸时,仍会产生BaSO4沉淀,故加入盐酸后仍会有沉淀,D错误。
10.常温下,向25 mL 0.1 mol/L的二元酸H2X溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液的pH与粒子相关的数据关系如图所示,下列结论正确的是( )
A.H2X的Ka1约为10-2.12
B.当滴入NaOH溶液25 mL时,c(H2X)>c(X2-)
C.逐滴加入NaOH溶液至pH=7.2,水的电离程度先增大后减小
D.滴入NaOH溶液至中性,c(Na+)=c(HX-)+c(X2-)
A 解析:根据向H2X溶液中加入NaOH溶液的反应过程可知,H2X越来越少,先生成HX-,再生成X2-,则可知曲线a代表lg随pH的变化,曲线b代表lg随pH的变化,则Ka1==101.88×10-4=10-2.12,A正确;当滴入NaOH溶液25 mL时生成NaHX溶液,Ka1为10-2.12,Kh2===10-11.88,即HA-的电离程度大于水解程度,则有c(H2X)<c(X2-),B错误;加入NaOH溶液至pH=7.2时,lg=0,即c(X2-)=c(HX-),水的电离程度一直增大,C错误;滴入NaOH溶液至中性时,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(X2-)+c(HX-)+c(OH-),由于溶液为中性,则c(H+)=c(OH-),则有c(Na+)=2c(X2-)+c(HX-),D错误。
11.秦俑彩绘中的白色PbCO3和黄色PbI2都是难溶的铅盐。室温下,PbCO3和PbI2达到溶解平衡时,-lg c(Pb2+)与-lg c(CO)或-lg c(I-)的关系如图,下列说法不正确的是( )
A.曲线L2代表PbCO3,Ksp(PbCO3)=10-13.1
B.向q点对应的溶液中加入适量KI固体,可得到m点所对应的溶液
C.反应PbI2(s)+CO(aq)⇌PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=105.1
D.将p点对应的溶液加热,c(Pb2+)增大
B 解析:由图分析可知,曲线L2代表PbCO3,Ksp(PbCO3)=10-13.1,A正确;q点为PbCO3的饱和溶液,加入适量KI固体,当c(Pb2+)×c2(I-)>Ksp(PbI2)时,产生PbI2沉淀,c(Pb2+)减小,PbCO3(s)⇌Pb2+(aq)+CO(aq)平衡正向移动,c(CO)增大,q点沿曲线L2向左上方移动,B错误;曲线L1代表-lg c(Pb2-)与-lg c(I-)的关系,Ksp(PbI2)=10-8,反应PbI2(s)+CO(aq)⇌PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K=====105.1,C正确;将p点对应的溶液加热,PbI2(s)⇌Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡正向移动,c(Pb2+)增大,D正确。
12.常温下,已知H3PO3溶液中含磷粒子的浓度之和为0.1 mol/L,溶液中各含磷粒子的pcpOH关系如图所示,图中pc表示各含磷粒子的浓度负对数(pc=-lg c),pOH表示OH-的浓度负对数[pOH=-lg c(OH-)];x、y、z三点的坐标:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3),下列说法不正确的是( )
A.由图可得H3PO3为二元弱酸
B.曲线③表示pc(H3PO3)随pOH的变化
C.pH=6.7的溶液中:c(H3PO3)=0.1 mol/L-2c(HPO)
D.H3PO3+HPO2H2PO的平衡常数K<1.0×105
D 解析:由图可知,H3PO3溶液中含磷粒子只有3种,说明H3PO3在溶液中能分步电离出H2PO和HPO,则H3PO3为二元弱酸,A正确;溶液的碱性越强,pOH越小,溶液中H3PO3的浓度越小、HPO的浓度越大,则曲线①表示pc(HPO)随pOH的变化、曲线②表示pc(H2PO)随pOH的变化、曲线③表示pc(H3PO3)随pOH的变化,B正确;由z点坐标可知,溶液中H3PO3与H2PO的浓度相等,溶液中氢离子浓度为10-14+12.6mol/L=10-1.4mol/L,则H3PO3的Ka1== c(H+)=10-1.4,同理由x点坐标可知,H3PO3的Ka2== c(H+)=10-6.7。pH为6.7的溶液中pOH为7.3,由图可知,溶液中H2PO与HPO的浓度相等,由元素守恒可知,溶液中c(H3PO3)+c(H2PO)+c(HPO)=0.1 mol/L,则溶液中c(H3PO3)=0.1 mol/L-2c(HPO),C正确;该反应的平衡常数K====1.0×105.3>1.0×105,D错误。
13.某温度下,用0.100 0 mol/L硝酸银标准溶液对25 mL含KX和KY的混合溶液进行电位滴定(Y-与H+的反应可以忽略),获得电动势(E)和硝酸银标准溶液体积(V)的电位滴定曲线如图所示。已知:Ag++2Y-===[AgY2]-,[AgY2]-+Ag+===2AgY↓。该温度下,Ksp(AgY)=2×10-16,Ksp(AgX)=2×10-10。下列说法不正确的是( )
A.B→C主要发生了反应:Ag++X-===AgX↓
B.若HY为弱酸,则从0→A点,水的电离程度不断减小
C.原混合溶液中c(KX)=0.030 00 mol/L
D.AgX(s)+Y-(aq)AgY(s)+X-(aq)的平衡常数为10-6
D 解析:由于Ksp(AgY)<Ksp(AgX),可知含KX和KY的混合溶液滴加硝酸银溶液,KY先与硝酸银反应;0A段发生反应Ag++2Y-===[AgY2]-、AB段发生反应[AgY2]-+Ag+===2AgY↓,BC段发生反应Ag++X-===AgX↓,A正确;若HY为弱酸,则从0→A点,发生反应Ag++2Y-===[AgY2]-,Y-浓度减小,对水电离的促进作用减小,水的电离程度不断减小,B正确;B→C主要发生了反应:Ag++X-===AgX↓,则n(KX)=0.100 0 mol/L×(12.5-5)×10-3L=7.5×10-4mol,原混合溶液中c(KX)==0.030 00 mol/L,C正确;AgX(s)+Y-(aq) AgY(s)+X-(aq)的平衡常数为K=====106,D错误。
14.室温下,通过下列实验探究Na2CO3的性质。已知:25 ℃时,H2SO3的Ka1=1.4×10-2、Ka2=6.0×10-8,H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。
实验1:配制50 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液,测得溶液pH约为12;
实验2:取10 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液,向其中加入少量CaSO4固体充分搅拌,一段时间后过滤。向滤渣中加入足量稀盐酸,固体完全溶解;
实验3:取10 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液,向其中缓慢滴入等体积0.1 mol/L稀盐酸。
下列说法正确的是( )
A.实验1所得溶液中,c(Na+)<c(HCO)+c(CO)
B.根据实验2,可推测Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.实验3反应后溶液中存在:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)
D.25 ℃时,反应CO+H2SO3HCO+HSO的平衡常数K=3.0×108
D 解析:Na2CO3溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),则有c(Na+)>c(HCO)+2c(CO)>c(HCO)+c(CO),A错误;CaCO3和CaSO4的物质类型相似,溶解度小的物质能转化为溶解度更小的物质,根据实验2,可推测Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),B错误;Na2CO3溶液元素守恒关系为c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),滴入等体积0.1 mol/L稀盐酸后生成NaCl和NaHCO3,仍然存在c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),即c(Na+)>c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),C错误;反应CO+H2SO3HCO+HSO的平衡常数K==×==≈3.0×108,D正确。
15.已知SrF2属于难溶于水、可溶于酸的盐。常温下,用HCl调节SrF2浊液的pH,测得在不同pH条件下,体系中pSr或pF与pX[pSr=-lg c(Sr2+),pF=-lg c(F-),pX=-lg]的关系如图所示(不考虑HF的挥发等)。下列说法不正确的是( )
A.曲线 Ⅰ 代表pSr与pX的关系变化曲线
B.常温下,Ksp(SrF2)=10-8.4
C.c点的溶液中存在关系:c(Sr2+)>c(Cl-)>c(H+)
D.d点的溶液中存在关系:2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF)
C 解析:SrF2浊液中存在溶解平衡SrF2(s)⇌Sr2+(aq)+2F-(aq),用HCl调节pH存在平衡:H++F-⇌HF,促进溶解平衡正向移动;随着lg的增大,pX=-lg减小,H++F-⇌HF逆向移动,F-浓度增大,pF=-lg c(F-)变小,则曲线 Ⅱ 为pF与pX的关系变化曲线,曲线 Ⅰ 为pSr与pX的关系变化曲线,A正确;pX=-lg=-1时,-lg c(Sr2+)=4.0,c(Sr2+)=10-4 mol/L,-lg c( F-)=2.2,c( F-)=10-2.2mol/L,Ksp(SrF2)=10-4×(10-2.2)2=10-8.4,B正确;c点处c(Sr2+)=c(F-),结合元素守恒可知,c(Sr2+)=c(F-)=c(HF),由电荷守恒得2c(Sr2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(F-),则c(Sr2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈酸性,得c(Cl-)>c(Sr2+),c点对应lg值大于0,则>1,即c(HF)>c(H+),故溶液中存在c(Cl-)>c(Sr2+)=c(HF)>c(H+),C错误;由元素守恒可知,d点的溶液中存在关系:2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF),D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共40分。
16.(10分)(1)向含有酚酞的0.1 mol/L的氨水中加入少量NH4Cl固体,观察到的现象是______________________________________________________________________________________________,请结合离子方程式分析产生该现象的主要原因是_________________
________________________________________________________________________。
(2)将体积相等的NaOH稀溶液和CH3COOH溶液混合,若溶液呈中性,则溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”下同),混合前c(NaOH)________c(CH3COOH)。
(3)为配制SbCl3溶液,取少量SbCl3固体溶于2~3 mL水中,观察到有白色沉淀生成,为避免出现该现象,配制SbCl3溶液的正确方法是________________________________。
(4)25 ℃时,已知Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,要使c(Cu2+)=0.2 mol/L溶液中的Cu2+沉淀较完全[残留在溶液中的c(Cu2+)降低到2×10-4 mol/L],则应加入NaOH溶液调节pH为________。
(5)用可溶性碳酸盐可以浸取CaSO4固体,则溶液浸取过程中会发生反应:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。已知298 K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,则此温度下该反应的平衡常数K为________(计算结果保留三位有效数字)。
答案:(10分)(1)红色溶液颜色变浅 NH3·H2ONH+OH-,加入NH4Cl固体,c(NH)增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,因此溶液颜色由红色变浅
(2)= <
(3)先将SbCl3固体溶解在较浓的盐酸中,再加水稀释到所需浓度
(4)6 (5)1.75×104
解析:(2)将体积相等的NaOH稀溶液和CH3COOH溶液混合,混合后溶液呈中性,再根据电荷守恒得到溶液中c(Na+)=c(CH3COO-);若浓度相等、体积相等的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合,则生成醋酸钠,醋酸钠中醋酸根离子水解显碱性,而要使混合溶液呈中性,则还需加酸,由于体积相等,混合前c(NaOH)<c(CH3COOH)。
(4)根据题意得出Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-4×c2(OH-)=2×10-20,c(OH-)=1×10-8 mol/L,c(H+)== mol/L=1×10-6 mol/L,则pH=6。
(5)溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+CO (ag)CaCO3(s)+SO(aq),CaCO3(s)===Ca2++CO; CaSO4(s)===Ca2++SO;依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,转化关系中钙离子相同计算,则反应的平衡常数K===≈1.75×104。
17.(10分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(M=491 g/mol)是一种感光剂和高效污水处理剂,是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,还可以作为一些有机反应的催化剂。
Ⅰ.制备K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的途径如下,请回答下列问题:
研究小组通过查阅资料得知:
a.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O对光敏感,易溶于水,难溶于乙醇;
b.很多草酸盐(例如CaC2O4、BaC2O4)难溶于水,但能溶解于稀硝酸。
请回答:
(1)步骤③中,控制水浴温度在40 ℃左右的原因为______________________________。
(2)关于制备流程,下列说法正确的是________(填标号)。
A.步骤①为复分解反应,步骤③为氧化还原反应
B.步骤②判断SO是否洗涤干净,可以取少量最后一次洗涤液,加入氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀产生
C.步骤④,加入乙醇目的在于降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度,使其结晶析出
D.步骤④⑤可以在日光下进行
Ⅱ.测定三草酸合铁酸钾样品(含少量FeC2O4·2H2O)的纯度,进行如下实验:
步骤1:称取5.000 g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250 mL溶液。
步骤2:取25.00 mL溶液,用酸性KMnO4溶液滴定至终点,消耗12.30 mL。
步骤3:另取25.00 mL溶液,加入过量Zn粉,将Fe3+还原成Fe2+,过滤,洗涤,将滤液和洗涤液合并。
步骤4:用0.100 0 mol/L酸性KMnO4溶液滴定合并后溶液至终点,测得实验数据:
实验次数
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
1
0.10
14.44
2
0.52
14.72
3
0.00
15.36
4
0.30
14.66
(3)步骤1中所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外还有______________(填仪器名称)。
(4)滴定达到终点的标志是__________________________________________________
________________________________。
(5)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有________(填标号)。
A.开始滴定前,滴定管尖悬挂的液滴未擦去
B.滴定终点读数时仰视读数
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用0.100 0 mol/L酸性KMnO4溶液润洗
D.锥形瓶水洗后未干燥
E.酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
(6)研究小组制得的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O纯度为________。
答案:(10分)(1)温度过低,反应速率较慢;温度过高,H2O2受热分解
(2)AC
(3)250 mL容量瓶、胶头滴管
(4)当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液,溶液变紫色,且半分钟内不褪色
(5)BCE (6)98.2%
解析:硫酸亚铁与草酸钾水浴加热条件下反应生成草酸亚铁,草酸亚铁再与过氧化氢、草酸钾和草酸控温40 ℃反应生成三草酸合铁酸钾,在乙醇中冷却结晶过滤获得产品。
(1)步骤③中,控制水浴温度不能超过40 ℃的原因为温度过低,反应速率较慢;温度过高,H2O2受热分解。
(2)步骤①是亚铁离子与草酸根离子的沉淀反应,为复分解反应,步骤③中过氧化氢、草酸钾作氧化剂将亚铁离子氧化,发生氧化还原反应,A正确;已知很多草酸盐(例如CaC2O4、BaC2O4)难溶于水,故步骤②判断SO是否洗涤干净时,溶液中的草酸根离子产生干扰,B错误;步骤④,加入乙醇目的在于降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度,使其结晶析出,C正确;已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O对光敏感,故步骤④⑤不可以在日光下进行,D 错误。
(3)配制250 mL三草酸合铁酸钾溶液所需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、250 mL容量瓶、胶头滴管等。
(4)根据滴定原理8H++MnO+5Fe2+===5Fe3++Mn2++4H2O,含MnO溶液呈紫色,当标准KMnO4滴定液完全消耗完Fe2+和草酸根离子,再滴加标准液溶液变成紫色,则滴定达到终点的标志是:当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液,溶液变紫色,且半分钟内不褪色。
(5)开始滴定前,滴定管尖悬挂的液滴未擦去,则标准液的体积偏小,则所测得的待测液的浓度偏低,A错误;滴定到达终点时,仰视读出滴定管读数,会导致所读取的KMnO4标准液的体积偏大,则计算出的待测液的浓度偏高,B正确;酸式滴定管使用前,水洗后未用0.100 0 mol/L酸性KMnO4溶液润洗,会导致KMnO4浓度偏低,消耗标准液体积偏大,则测定结果偏高,C正确;锥形瓶水洗后直接装待测液,物质的量不变,消耗的KMnO4的量不变,对实验无影响,D错误;E.酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,会导致所读取的KMnO4标准液的体积偏大,则计算出的待测液的浓度偏高,E正确。
(6)根据8H++MnO+5Fe2+===5Fe3++Mn2++4H2O,由题意可知步骤 2 中酸性KMnO4溶液既氧化亚铁离子又氧化草酸根离子,步骤 3 的目的是将铁离子还原为亚铁离子,然后步骤 4 中酸性KMnO4溶液既氧化亚铁离子(原有的亚铁离子和铁离子被锌还原生成的亚铁离子)又氧化草酸根离子,根据步骤 2 和步骤 4 的酸性KMnO4溶液差值即可计算草酸铁中铁离子的物质的量:25.00 mL样品溶液中n[K3[Fe(C2O4)3]·3H2O]=n(Fe3+)=5n(MnO),因为步骤4中第3次实验数据偏差大应该舍去,所以步骤4中消耗的酸性高锰酸钾溶液体积为 mL=14.30 mL,故25.00 mL样品溶液中n[K3[Fe(C2O4)3]·3H2O]=n(Fe3+)=5n(MnO)=5×0.002 L×0.100 0 mol/L=0.001 mol,故原样品中含有的n[K3[Fe(C2O4)3]·3H2O]=0.01 mol,故K3[Fe(C2O4)3]·3H2O纯度为×100%=98.2%。
18.(10分)(2024·浙江高中发展共同体联考)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。当向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。请回答:
(1)将该溶液分为两等份,向其中一份加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式为__________________________;另一份加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式为____________________。
(2)现将0.04 mol/L HA溶液和0.02 mol/L NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液。
①若HA为HCN,该缓冲溶液显碱性,则溶液中c(Na+)____(填“<”“=”或“>”)c(CN-)。
②若HA为CH3COOH,该缓冲溶液显酸性。则溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是________________________________________________________________。
(3)缓冲溶液一般是由浓度较大的弱酸及其共轭碱所组成的,其pH的近似计算公式为pH=pK酸+lg 。人体血液中的H2CO3HCO平衡起到缓冲作用。实测某人血液的pH=7.2,c(HCO)=2.3×10-2 mol/L,且已知血液中的H2CO3的pKa1=6.2。则此人血液中的c(H2CO3)=________mol/L。
答案:(10分)(1)A-+H+===HA HA+OH-===H2O+A-
(2)①> ②c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)2.3×10-3
解析:(2)现将0.04 mol/L HA溶液和0.02 mol/L NaOH溶液等体积混合,酸碱发生中和反应,中和一半酸,得到了NaA和HA等物质的量浓度的混合溶液,两者浓度均为0.01 mol/L。
①若HA是HCN,则溶液中的溶质为HCN和NaCN,HCN在溶液中会电离,电离方程式为HCNH++CN-,CN-在溶液中会水解,水解方程式为CN-+H2O⇌HCN+OH-,HCN电离使得溶液呈酸性,CN-水解使得溶液呈碱性,现溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,则溶液中c(HCN)>c(CN-),根据元素守恒,2c(Na+)=c(HCN)+c(CN-),结合c(HCN)>c(CN-),可得2c(Na+)>2c(CN-),则c(Na+)>c(CN-)。
②若HA是CH3COOH,则溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,CH3COOH在溶液中会电离,电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,CH3COO-在溶液中会水解,水解方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,CH3COOH电离使得溶液呈酸性,CH3COO-水解使得溶液呈碱性,现溶液呈酸性,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,电离程度较大,使得溶液中的c(CH3COO-)>c(CH3COOH),根据元素守恒,2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),结合两式,可得c(CH3COO-)>c(Na+),由于弱电解质电离是微弱的,因此c(Na+)>c(H+),溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),则溶液中的离子浓度大小排序:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(3)缓冲溶液pH的近似计算公式为pH=pK酸+lg 。人体血液中的H2CO3HCO平衡起到缓冲作用,H2CO3是酸,HCO为共轭碱;实测某人血液的pH=7.2,c(HCO)=2.3×10-2 mol/L,且已知血液中的H2CO3的pKa1=6.2,代入数据可得,7.2=6.2+lg ,求得c(H2CO3)=2.3×10-3 mol/L。
19.(10分)(2024·浙江义乌五校联考)磷的含氧酸有磷酸(H3PO4)、亚磷酸(H3PO3)、次磷酸(H3PO2)等多种,它们在工业上都是重要的化工原料。
(1)亚磷酸(H3PO3)是一种二元弱酸,写出H3PO3与过量NaOH溶液反应的化学方程式:________________________________。
(2)某温度下,0.01 mol/L H3PO3溶液的pH为2.7,该温度下,H3PO3的一级电离常数Ka1=________(已知:lg 2=0.3,lg 3=0.5,lg 5=0.7,H3PO3的第二步电离忽略不计)。
(3)某实验小组用NaOH溶液处理含H3PO3的废水,当溶液中c(Na+)=c(H2PO)+2c(HPO)时,溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。
(4)已知:常温下,磷酸(H3PO4)的Ka1=7.11×10-3、Ka2=6.23×10-8、Ka3=4.5×10-13,则常温下,Na2HPO4溶液中H2PO、HPO和PO的浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________。
(5)向某浓度的磷酸溶液中滴加NaOH溶液,其pH与溶液中H3PO4、H2PO、HPO和PO的物质的量分数δ(X)(平衡时某物种的浓度与整个物种浓度之和的比值)的关系如图所示。以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生主要反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(6)已知:常温下,Ksp(FePO4)=1.3×10-22、Ksp(AlPO4)=5.2×10-19。常温下,向含Fe3+、Al3+的混合溶液中滴加Na3PO4溶液,当FePO4、AlPO4同时生成时,溶液中c(Fe3+)∶c(Al3+)=________________________________________________________________________。
答案:(10分)(1)H3PO3+2NaOH===Na2HPO3+2H2O
(2)5×10-4 (3)中
(4)c(HPO)>c(H2PO)>c(PO)
(5)H2PO+OH-===HPO+H2O
(6)1∶4×103
解析:(2)0.01 mol/L H3PO3溶液的pH=2.7,则c(H+)=10-2.7 mol/L=2×10-3 mol/L、c(H2PO)≈c(H+)=2×10-3 mol/L、c(H3PO3)=8×10-3 mol/L,Ka1===5×10-4。
(3)根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+c(OH-)可知,溶液呈中性。
(4)Na2HPO4溶液中HPO的电离常数Ka3=4.5×10-13,水解常数Kh==>Ka3,故溶液中c(HPO)>c(H2PO)>c(PO)。
(5)酚酞的变色范围为8~10,以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,溶液的pH大于8,根据图像,溶液中H2PO转化为HPO,离子方程式为H2PO+OH-===HPO+H2O。
(6)当FePO4、AlPO4同时生成时,溶液中===2.5×10-4,则c(Fe3+)∶c(Al3+)=1∶(4×103)。
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