内容正文:
0
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
高考真题演练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4
2.(安徽卷)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0.1 mol·L-1,K a1 (H2S)=10-6.97,K a2(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.0.01 mol·L-1 Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
16
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
18
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
19
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
22
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
23
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
24
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
26
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
27
难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN(白色) Ag2CrO4(红色)
溶度积常数Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
28
(1)从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤(填字母)。
称取产品1.0200 g,用少量稀酸A溶解后转移至250 mL容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→____→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→_____→____→加入稀酸B→用1.000×10-2 mol/L NH4SCN标准溶液滴定→____→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂K2CrO4溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e.准确移取25.00 mL 4.000×10-2 mol/L AgNO3标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
难溶电解质 AgI
(黄色) AgSCN
(白色) Ag2CrO4
(红色)
溶度积常数Ksp 8.5×
10-17 1.0×
10-12 1.1×
10-12
a
e
d
f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
29
(2)加入稀酸B的作用是______________________________________________。
(3)三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL,则产品纯度为________。[M(AlI3)=408 g/mol]
抑制Fe3+发生水解反应,保证滴定终点的准确判断
99.20%
难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN(白色) Ag2CrO4(红色)
溶度积常数Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
31
9×10-6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
32
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
33
使银元素转化为AgCl沉淀
0.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
34
0.05
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
35
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
36
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
37
R
1.(新课标卷)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。
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(比如:δ(CH2ClCOO-)=\f(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0.10 mol·L-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,eq \f(电离度α(CH2ClCOOH),电离度α(CHCl2COOH))=eq \f(0.15,0.85)
解析: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1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为Ka(CHCl2COOH)≈10-1.3,Ka(CH2ClCOOH)≈10-2.8。根据分析,曲线M表示δ(CH2ClCOO-)~pH的变化关系,A错误;
根据Ka(CHCl2COOH)=eq \f(c(CHCl2COO-)×c(H+),c(CHCl2COOH)),初始c0(CHCl2COOH)=0.10 mol·L-1,若溶液中溶质只有CHCl2COOH,则c(CHCl2COO-)=c(H+)≈
eq \r(Ka(CHCl2COOH)c0(CHCl2COOH))=10-1.15 mol·L-1,但a点对应的溶液中c(H+)=0.1 mol·L-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;根据上述分析,C错误;电离度α=eq \f(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。
解析:Na2S溶液中存在电荷守恒,即c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A正确;0.01 mol·L-1 Na2S溶液中,S2-水解使溶液呈碱性,其水解常数为Kh(S2-)=eq \f(c(OH-)·c(HS-),c(S2-))=eq \f(Kw,Ka2)=eq \f(10-14,10-12.9)=10-1.1,根据硫元素守恒可知c(HS-)<10-2 mol·L-1,所以eq \f(c(OH-),c(S2-))>1,则c(OH-)>c(S2-),B错误;
Ksp(FeS)远远大于Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01 mol·L-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=eq \f(Ksp(FeS),Ksp(CdS))=eq \f(10-17.20,10-26.10)=108.9≫105,因此该反应可以进行完全,CdS的饱和溶液中c(Cd2+)=eq \r(10-26.10) mol·L-1=10-13.05 mol·L-1,若加入足量FeS可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1,C正确;Cd2++H2SCdS+2H+的平衡常数K=eq \f(c2(H+),c(Cd2+)·c(H2S))=eq \f(Ka1·K a2,Ksp(CdS))=eq \f(10-6.97×10-12.90,10-26.10)=106.23≫105,该反应可以进行完全,因此,当向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,Cd2+可以完全沉淀,所得溶液中c(H+)>c(Cd2+),D正确。
3.(江西卷)废弃电池中锰可通过浸取回收。某温度下,MnSO4在不同浓度的KOH水溶液中,若Mn(Ⅱ)的分布系数δ与pH的关系如图。下列说法正确的是( )
已知:δ(MnOH+)=
-,2)eq \f(c(MnOH+),c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(HMnO)+c[Mn(OH)eq \o\al(2-,4)]+c(MnOeq \o\al(2-,2)))
;
Mn(OH)2难溶于水,具有两性。
A.曲线z为δ(MnOH+)
B.O点,c(H+)=eq \f(2,3)×10-10.2 mol·L-1
C.P点,c(Mn2+)<c(K+)
D.Q点,c(SOeq \o\al(2-,4))=2c(MnOH+)+2c(MnOeq \o\al(2-,2))
解析:随着pH增大,c(OH-)逐渐增大,Mn2+逐步转化为MnOH+、HMnOeq \o\al(-,2)、MnOeq \o\al(2-,2)、Mn(OH)eq \o\al(2-,4),则曲线x表示δ(Mn2+),曲线y表示δ(MnOH+),曲线z表示δ(HMnOeq \o\al(-,2))。由上述分析知,A错误;P点δ(Mn2+)=δ(MnOH+),pH=10.2,即c(Mn2+)=c(MnOH+),c(OH-)=10-3.8 mol·L-1,则Mn2++OH-MnOH+的K=eq \f(c(MnOH+),c(Mn2+)·c(OH-))=103.8,O点δ(Mn2+)=0.6,δ(MnOH+)=0.4,代入平衡常数表达式得K=eq \f(c(MnOH+),c(Mn2+)·c(OH-))=eq \f(0.4,0.6×c(OH-))=103.8,解得c(OH-)=eq \f(2,3)×10-3.8 mol·L-1,则c(H+)=eq \f(3,2)×10-10.2 mol·L-1,B错误;
P点溶液显碱性,δ(Mn2+)=δ(MnOH+),结合Mn2++OH-MnOH+,知c(Mn2+)=c(MnOH+)=c消耗(OH-),而c(K+)=c消耗(OH-)+c剩余(OH-),所以c(K+)>c(Mn2+),C正确;Q点c(MnOH+)=c(HMnOeq \o\al(-,2)),根据元素守恒c(SOeq \o\al(2-,4))=c(Mn2+)+c(MnOH+)+c(HMnOeq \o\al(-,2))+c(MnOeq \o\al(2-,2))+c[Mn(OH)eq \o\al(2-,4)],知c(SOeq \o\al(2-,4))=c(Mn2+)+2c(MnOH+)+c(MnOeq \o\al(2-,2))+c[Mn(OH)eq \o\al(2-,4)],D错误。
4.(贵州卷)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理B(OH)3+2H2OH3O++ Ka=5.8×10-10;
②lg eq \r(5.8)≈0.38。
下列说法正确的是( )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
解析:Na2B4O5(OH)4·8H2O水解生成等物质的量的B(OH)3和Na[B(OH)4],硼酸遇水存在反应:B(OH)3+2H2OH3O++,B(OH)3的电离平衡常数为Ka=5.8×10-10,B(OH)eq \o\al(-,4)的水解平衡常数Kh=eq \f(Kw,Ka)=eq \f(10-14,5.8×10-10)=eq \f(1,5.8)×10-4,B(OH)eq \o\al(-,4)的水解程度大于B(OH)3的电离程度,溶液显碱性,c(Na+)<c[B(OH)3],A、D错误;25 ℃时,B(OH)3+2H2OH3O++,Ka=-,4)eq \f(c(H+)c[B(OH)],c[B(OH)3])
=5.8×10-10,c(H+)=eq \r(5.8×10-10×c[B(OH)3])≈eq \r(5.8×10-12)=eq \r(5.8)×10-6,因lg eq \r(5.8)≈0.38,pH≈6-0.38=5.62,C错误。
5.(福建卷)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组分的lg clg c0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是( )
A.lg c0(HCl)=-1.2时,溶液的pH=1.3
B.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2Oeq \o\al(-,4))+c(H2C2O4)+c(C2Oeq \o\al(2-,4))
C.CaC2O4(s)+2H+(aq)===Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数为10-3.0
D.lg c0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2Oeq \o\al(-,4))+c(Cl-)
解析:草酸钙为强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,溶于不同初始浓度盐酸过程中体系中存在一系列平衡CaC2O4(s)Ca2+(aq)+C2Oeq \o\al(2-,4)(aq)、C2Oeq \o\al(2-,4)+H2OHC2Oeq \o\al(-,4)+OH-、HC2Oeq \o\al(-,4)+H2OH2C2O4+OH-,因此曲线Ⅰ代表C2Oeq \o\al(2-,4),曲线Ⅱ代表HC2Oeq \o\al(-,4),曲线Ⅲ代表H2C2O4。lg c0(HCl)=-1.2时,c(HC2Oeq \o\al(-,4))=c(H2C2O4),则K a1=-,4)eq \f(c(HC2O)×c(H+),c(H2C2O4))
=c(H+)=10-1.3,溶液的pH=1.3,A正确;草酸钙固体溶于盐酸,任意c0(HCl)下均有元素守恒关系c(Ca2+)=c(HC2Oeq \o\al(-,4))+c(H2C2O4)+c(C2Oeq \o\al(2-,4)),B正确;
由题图可知,lg c0(HCl)=1时,c(Ca2+)=c(H2C2O4),c(HC2Oeq \o\al(-,4))=1×10-2.8 mol/L,Ka1=-,4)eq \f(c(HC2O)×c(H+),c(H2C2O4))
=10-1.3,即eq \f(c(H2C2O4),c(H+))=-,4)eq \f(c(HC2O),10-1.3)
=eq \f(10-2.8,10-1.3)=10-1.5,所以CaC2O4(s)+2H+(aq)===Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常数K=eq \f(c(H2C2O4)×c(Ca2+),c2(H+))=eq \f(c2(H2C2O4),c2(H+))=(10-1.5)2=10-3.0,C正确;溶液中存在电荷守恒2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2Oeq \o\al(-,4))+2c(C2Oeq \o\al(2-,4))+c(Cl-),lg c0(HCl)=-4.1时,c(C2Oeq \o\al(2-,4))=c(HC2Oeq \o\al(-,4)),则存在关系2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+3c(HC2Oeq \o\al(-,4))+c(Cl-),D错误。
6.(浙江6月选考)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如下图eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(例如δ(H2S)=\f(c(H2S),c(H2S)+c(HS-)+c(S2-))))。已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17。
下列说法正确的是( )
A.溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C.忽略S2-的第二步水解,0.10 mol/L Na2S溶液中S2-的水解率约为62%
D.0.010 mol/L FeCl2溶液中加入等体积0.20 mol/L Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
解析:在H2S溶液中存在电离平衡:H2SH++HS-、HS-H++S2-,随着pH增大,H2S的物质的量分数逐渐减小,HS-的物质的量分数先增大后减小,S2-的物质的量分数逐渐增大,图Ksp(FeS))
中线①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物质的量分数随pH的变化,由①和②交点的pH=7可知Ka1(H2S)=1×10-7,由②和③交点的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13。FeS的沉淀溶解平衡为FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),饱和FeS溶液物质的量浓度为=eq \r(6.3×10-18) mol/L=eq \r(6.3)×10-9 mol/L,Fe(OH)2的沉淀溶解平衡为
Fe(OH)2(s) Fe2+(aq)+2OH-(aq),饱和Fe(OH)2溶液物质的量浓度为eq \r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[Fe(OH)2]),4))=eq \r(3,\f(4.9×10-17,4)) mol/L=eq \r(3,12.25)×10-6 mol/L>eq \r(6.3)×10-9 mol/L,故溶解度FeS小于Fe(OH)2,A错误;酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B错误;Na2S溶液中存在水解平衡S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-(忽略第二步水解),
第一步水解平衡常数Kh(S2-)=eq \f(c(HS-)·c(OH-),c(S2-))=eq \f(c(HS-)·c(OH-)·c(H+),c(S2-)·c(H+))=eq \f(Kw,Ka2(H2S))=eq \f(1×10-14,1×10-13)=0.1,设水解的S2-的浓度为x mol/L,则eq \f(x2,0.1-x)=0.1,解得x≈0.062,S2-的水解率约为eq \f(0.062 mol/L,0.1 mol/L)×100%=62%,C正确;0.01 mol/L FeCl2溶液中加入等体积0.2 mol/L Na2S溶液,瞬间得到0.005 mol/L FeCl2和0.1 mol/L Na2S的混合液,结合C项,瞬时c(Fe2+)·c(S2-)=0.005×(0.1-0.062)=1.9×10-4>Ksp(FeS),c(Fe2+)·c2(OH-)=0.005×0.0622=1.922×10-5>Ksp[Fe(OH)2],故反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2,D错误。
7.(全国甲卷)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液。lg [cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或CrOeq \o\al(2-,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.eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=10-2.21
C.V≤2.0 mL时,2-,4)eq \f(c(CrO),c(Cl-))
不变
D.y1=-7.82,y2=-lg 34
解析:向1.0 mL含0.10 mmol Ag2CrO4的悬浊液中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶液,发生反应:Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrOeq \o\al(2-,4)(aq),两者恰好完全反应时,NaCl溶液的体积为V(NaCl)=eq \f(2×0.10×10-3 mol,0.10 mol·L-1)=2×10-3 L=2 mL,2 mL之后再加NaCl溶液,c(Cl-)增大,据AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)可知,c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小,所以2 mL后降低的曲线,即最下方的虚线代表lg c(Ag+)随V(NaCl)的变化曲线,则中间的曲线代表lg c(Cl-)随V(NaCl)的变化曲线,则最上方的实线为lg c(CrOeq \o\al(2-,4))随V(NaCl)的变化曲线。2 mL时Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应,则a点时主要溶质为NaCl和Na2CrO4,电荷守恒:c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c(CrOeq \o\al(2-,4))+c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计,a点c(CrOeq \o\al(2-,4))=c(Cl-),则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-),A错误;
当V(NaCl)=1.0 mL时,有一半的Ag2CrO4转化为AgCl,Ag2CrO4与AgCl共存,均达到沉淀溶解平衡,取图中横坐标为1.0 mL的点,得Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrOeq \o\al(2-,4))=(10-5.18)2×10-1.60=10-11.96,则eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=eq \f(10-9.75,10-11.96)=102.21,B错误;V<2.0 mL时,Ag+未转化完全,
体系中Ag2CrO4和AgCl共存,则eq \f(Ksp(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))=2-,4)eq \f(c(Ag+)·c(Cl-),c2(Ag+)·c(CrO))
为定值,即2-,4)eq \f(c(Ag+)·c(CrO),c(Cl-))
为定值,由图可知,在V≤2.0 mL时c(Ag+)并不是定值,则2-,4)eq \f(c(CrO),c(Cl-))
的值也不是定值,即在变化,C错误;
V>2.0 mL时,AgCl处于饱和状态,V(NaCl)=2.4 mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,则c(Ag+)=eq \f(Ksp(AgCl),c(Cl-))=eq \f(10-9.75,10-1.93) mol·L-1=10-7.82 mol·L-1,故y1=-7.82,此时Ag2CrO4全部转化为AgCl,n(CrOeq \o\al(2-,4))守恒,等于起始时n(Ag2CrO4),则c(CrOeq \o\al(2-,4))=2-,4)eq \f(n(CrO),V)
=eq \f(0.1×10-3 mol,(1+2.4)×10-3 L)=eq \f(1,34) mol·L-1,则y2=lg c(CrOeq \o\al(2-,4))=lg eq \f(1,34)=-lg 34,D正确。
8.(重庆卷)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说法正确的是( )
A.M点Kw等于N点Kw
B.M点pH大于N点pH
C.N点降温过程中有2个平衡发生移动
D.P点c(H+)+c(NHeq \o\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(OH-)+2c(SOeq \o\al(2-,4))
解析:Kw与温度有关,M点与N点温度不同,Kw不同,A错误;(NH4)2SO4溶液中存在NHeq \o\al(+,4)的水解反应:NHeq \o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+,温度升高促进NHeq \o\al(+,4)的水解,c(H+)增大,且(NH4)2SO4的溶解度也随温度升高而增大,故pH:M点>N点,B正确;N点降温时有(NH4)2SO4晶体析出,故存在3个平衡:①(NH4)2SO4(s) 2NHeq \o\al(+,4)(aq)+SOeq \o\al(2-,4)(aq)(平衡左移);②NHeq \o\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+(平衡左移);③H2OH++OH-(平衡左移),C错误;P点为(NH4)2SO4的不饱和溶液,存在电荷守恒:c(H+)+c(NHeq \o\al(+,4))=c(OH-)+2c(SOeq \o\al(2-,4)),D错误。
9.(江苏卷)室温下,用含少量Mg2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)=5.2×10-11,Ka(HF)=6.3×10-4。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaF溶液中:c(F-)=c(Na+)+c(H+)
B.“除镁”得到的上层清液中:c(Mg2+)=eq \f(Ksp(MgF2),c(F-))
C.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(COeq \o\al(2-,3))=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-)
D.“沉锰”后的滤液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCOeq \o\al(-,3))+2c(COeq \o\al(2-,3))
解析:0.1 mol·L-1 NaF溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),A错误;“除镁”得到的上层清液为MgF2的饱和溶液,有Ksp(MgF2)=c(Mg2+)c2(F-),故c(Mg2-)=eq \f(Ksp(MgF2),c2(F-)),B错误;0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中存在质子守恒:c(COeq \o\al(2-,3))+c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3),故c(COeq \o\al(2-,3))=c(H+)+c(H2CO3)-c(OH-),C正确;“沉锰”后的滤液中还存在F-、SOeq \o\al(2-,4)等离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误。
10.(浙江6月选考节选)某小组采用如下实验流程制备AlI3:
eq \x(\a\al(铝0.02 mol,碘0.01 mol,正己烷))
eq \o(―――→,\s\up15(加热回流),\s\do12(Ⅰ))
eq \x(混合物)
eq \o(――→,\s\up15(过滤),\s\do12(Ⅱ))
eq \x(滤液)
eq \o(――→,\s\up15(浓缩),\s\do12(Ⅲ))
eq \x(浓溶液) eq \x(粗产品)
已知:AlI3是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中I-含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量AgNO3标准溶液沉淀I-,再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知:
解析:(3)由滴定步骤可知,25.00 mL 4.000×10-2 mol/L AgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I-、1.000×10-2 mol/L NH4SCN标准溶液中的SCN-发生反应生成AgI和AgSCN;由Ag+守恒可知,n(AgI)+n(AgSCN)=n(AgNO3),则n(AgI)=n(AgNO3)-n(AgSCN)=n(AgNO3)-n(NH4SCN);三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL,则n(AgI)=n(AgNO3)-n(AgSCN)=n(AgNO3)-n(NH4SCN)=25.00×10-3×4.000×10-2-25.60×10-3×1.000×10-2=7.440×10-4 mol,由I-守恒可知n(AlI3)=eq \f(1,3)n(AgI)=7.440×10-4 mol×eq \f(1,3)=2.480×10-4 mol,因此,产品纯度为eq \f(2.480×10-4×408,1.0200×\f(25.00,250))×100%=99.20%。
11.(1)(江苏卷节选)贵金属银应用广泛。Ag与稀HNO3制得AgNO3,常用于循环处理高氯废水。
沉淀Cl-。在高氯水样中加入K2CrO4使CrOeq \o\al(2-,4)浓度约为5×10-3 mol·L-1,当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中Cl-浓度约为_______ mol·L-1。[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12]
(2)(湖南卷节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,可忽略该离子的存在;
②AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq) K=2.0×10-5;
③Na2SO3易从溶液中结晶析出;
④不同温度下Na2SO3的溶解度如下:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0
回答下列问题:
①“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl:
a.在“氧化酸浸”工序中,加入适量NaCl的原因是________________________。
b.在“除金”工序溶液中,Cl-浓度不能超过______mol·L-1。
②在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol·L-1,两种离子分布分数
δeq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(δ([Ag(SO3)2]3-)=\f(n([Ag(SO3)2]3-),n([Ag(SO3)2]3-)+n([Ag(SO3)3]5-))))随SOeq \o\al(2-,3)浓度的变化关系如图所示,若SOeq \o\al(2-,3)浓度为1.0 mol·L-1,则[Ag(SO3)3]5-的浓度为________mol·L-1。
解析:(1)CrOeq \o\al(2-,4)浓度约为5×10-3 mol·L-1,当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀,此时c(Ag+)=2-,4)eq \r(\f(Ksp(Ag2CrO4),c(CrO)))
=eq \r(\f(2.0×10-12,5×10-3)) mol·L-1=2×10-5 mol·L-1,c(Cl-)=eq \f(Ksp(AgCl),c(Ag+))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.8×10-10,2×10-5))) mol·L-1=9×10-6 mol·L-1。
(2)①由题目可知AgCl(s)+Cl-(aq)[AgCl2]-(aq),在“除金”工序溶液中,若Cl-加入过多,AgCl则会转化为[AgCl2]-,当某离子的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,可忽略该离子的存在,为了不让AgCl发生转化,则令c([AgCl2]-)=1.0×10-5 mol·L-1,由K=eq \f((c[AgCl2]-),c(Cl-))=2.0×10-5,可得c(Cl-)=0.5 mol·L-1,即Cl-浓度不能超过0.5 mol·L-1。
②在“银转化”体系中,[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为0.075 mol·L-1,溶液中存在反应:[Ag(SO3)2]3-+SOeq \o\al(2-,3)[Ag(SO3)3]5-,当c(SOeq \o\al(2-,3))=0.5 mol·L-1时,此时c([Ag(SO3)2]3-)=c([Ag(SO3)3]5-)=0.0375 mol·L-1,则该反应的平衡常数K=2-,3)eq \f(c([Ag(SO3)3]5-),c([Ag(SO3)2]3-)·c(SO))
=eq \f(0.0375,0.0375×0.5)=2,当c(SOeq \o\al(2-,3))=1 mol·L-1时,K=2-,3)eq \f(c([Ag(SO3)3]5-),c([Ag(SO3)2]3-)·c(SO))
=eq \f(c([Ag(SO3)3]5-),{0.075-c([Ag(SO3)3]5-}×1)=2,解得此时c([Ag(SO3)3]5-)=0.05 mol·L-1。
$$