内容正文:
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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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答案全解全析
1.A SbCl3易发生水解,盐类水解为吸热反应,加热可促进水解,故配制SbCl3溶液时不能加热,A错误;将SbCl3缓慢加入大量水中促进水解,题给平衡正向移动,有利于提高SbCl3的转化率,B正确;实验后期加入少量氨水,消耗H+,促进SbCl3水解,有利于提高Sb2O3的产率,C正确;根据SbCl3水解制取Sb2O3的反应过程中有中间产物SbOCl生成可知,水解时会发生反应SbCl3+H2O SbOCl+2HCl,D正确。
2.C 由题图可知,白色沉淀中加入氨水得到无色溶液,即AgCl与NH3·H2O反应生成[Ag(NH3)2]+、Cl-和水,其离子方程式为AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,A正确;由题图可知,AgCl与氨水反应生成[Ag(NH3)2]+,[Ag(NH3)2]+与HI溶液反应生成AgI黄色沉淀,该过程可说明:Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),B正确;由A项可知NH3结合Ag+的能力强于Cl-,[Ag(NH3)2]+在溶液中存在平衡:[Ag(NH3)2]+ Ag++2NH3,向溶液中加入HCl溶液,NH3与H+反应,使NH3浓度减小,平衡右移,Ag+浓度增大,与Cl-反应生成AgCl白色沉淀,即无色溶液中加HCl溶液又得到白色沉淀与Cl-和NH3结合Ag+能力无关,C错误;溶解度:Ag2S<AgI,故向黄色沉淀中滴加Na2S溶液,溶解度小的AgI沉淀会转化为溶解度更小的Ag2S黑色沉淀,D正确。
归纳总结
沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。通常,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。如AgCl→AgBr→AgI→Ag2S,Mg(OH)2→Fe(OH)3,ZnS、PbS→CuS等。
3.C 升温促进水的电离,但水电离出的H+和OH-总是相等的,即纯水中c(H+)=c(OH-),A错误;升温促使平衡CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-正向移动,c(CH3COO-)减小,而c(CH3COOH)、c(OH-)增大,即溶液中减小,B错误;由题图可知,随温度升高CH3COONa溶液的pH变化小于水的pH变化,是水的电离程度增大幅度大于CH3COO-水解程度增大幅度,溶液中H+浓度增大,溶液pH降低,C正确;常温下,CuSO4溶液中Cu2+发生水解:Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+,加入少量CH3COONa固体,CH3COO-结合H+生成CH3COOH,c(H+)减小,pH增大,D错误。
4.D 由实验1可知,室温下NaHCO3溶液中HC的水解程度大于其电离程度,即>Ka2(H2CO3),则Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)<KW=10-14,A错误;实验2中两溶液等体积混合后产生CaCO3沉淀,c(C)<0.05 mol∙L-1,c(Ca2+)<0.05 mol·L-1,故不能推测Ksp(CaCO3)>2.5×10-3,B错误;实验3中产生的白色沉淀为NaHCO3,发生反应的离子方程式为2Na++C+H2O+CO2 2NaHCO3↓,C错误;实验4中向Na2CO3溶液中滴加几滴酚酞溶液,加水稀释,C水解程度增大,且溶液体积增大,溶液碱性减弱,c(H+)增大,该溶液中=,Ka1(H2CO3)不变,则增大,D正确。
5.C【图像分析】
由分析可知,曲线①表示盐酸滴定Na2CO3溶液的过程,曲线②表示盐酸滴定NaHCO3溶液的过程,A正确;a点HC水解促进水的电离,b点H2CO3电离出的H+抑制水的电离,c点溶液中H+浓度大于b点,则抑制水的电离程度:c点大于b点,故水的电离程度大小顺序:a>b>c,B正确;a、b、d点溶液中均存在电荷守恒,即c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)+c(Cl-),C错误;据图可知,ab段和de段都是NaHCO3与盐酸反应,其离子方程式均为HC+H+ CO2↑+H2O,D正确。
6.C 比较CH3COO-和HC的水解常数,通过比较相同浓度盐溶液的pH判断,盐中的阳离子应相同,可分别测浓度均为0.1 mol/L的CH3COONa和NaHCO3溶液的pH,A错误;Na[Al(OH)4]溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+HC Al(OH)3↓+C+H2O,说明结合H+的能力:[Al(OH)4]->C,B错误;向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸,溶液由黄色变为橙红色,即Cr转化为Cr2,说明增大H+浓度,转化平衡向生成Cr2的方向移动,C正确;由于ZnS难溶而Na2S易溶,且浓度未知,向悬浊液中滴加CuSO4溶液生成CuS沉淀,不能说明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),D错误。
7.C 据题图可知,溶液中加入NaOH固体后,曲线Ⅰ代表的金属离子先沉淀,根据Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],可知曲线Ⅰ表示c(Fe3+)变化,曲线Ⅱ表示c(Al3+)变化,曲线Ⅲ表示[Al(OH)4]-浓度变化。曲线Ⅱ表示c(Al3+)变化,A错误;a点溶液的pH=3.0,即溶液中c(OH-)=10-11 mol/L,c(Fe3+)=1.0×10-5 mol/L,可得Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-5×(10-11)3=1.0×10-38,B错误;c点铝元素主要存在形式为[Al(OH)4]-,Fe(OH)3不溶于碱,则铁元素主要以Fe(OH)3形式存在,C正确;根据Al3+(aq)+3OH-(aq) Al(OH)3(s)和Al(OH)3(s)+OH-(aq)[Al(OH)4]-(aq),结合盖斯定律可知,K稳=,则K=K稳×Ksp[Al(OH)3],b点溶液的pH=4.3,即溶液中c(OH-)=10-9.7 mol/L,c(Al3+)=1.0×10-5 mol/L,则Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-5×(10-9.7)3=1.0×10-34.1,代入可得K=1.1×1033×1.0×10-34.1=1.1×10-1.1,故K的数量级为10-2,D错误。
8.A 根据题图可知,4.27=pKa-lg,4.75=pKa-lg,联立两式,解得c=0.2,A错误;用pH=13的NaOH溶液滴定16.00 mL 0.2 mol/L HR溶液,x点溶液中=,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(R-),根据元素守恒有4c(Na+)=c(R-)+c(HR),联立两式,得3c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HR),B正确;y点溶液中=,溶液显酸性,说明HR的电离程度大于R-的水解程度,则y点溶液中,c(R-)>c(Na+)>c(HR)>c(H+)>c(OH-),C正确;缓冲溶液中含有能结合酸或者碱的微粒,在NaR和HR缓冲溶液中加入少量酸或碱,体系pH不会出现较大幅度的变化,D正确。
9.D HF的电离平衡常数Ka=,-lg=-lg,随着-lg增大,c(F-)增大,-lgc(F-)减小,则L2表示-lgc(F-)的变化情况,L1表示-lgc(Sr2+)的变化情况,根据m点坐标可计算出Ka(HF)=10-2.2×10-1=10-3.2,再结合n点坐标计算可得n点处c(F-)=10-2.2 mol·L-1,c(Sr2+)=10-4 mol·L-1,则Ksp(SrF2)=c(Sr2+)·c2(F-)=10-4×(10-2.2)2=10-8.4,A错误;随着HCl的加入,SrF2的溶解平衡正向移动,溶解度增大,B错误点时c(Sr2+)=c(F-),由元素守恒可知,SrF2浊液中存在2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF),故p点时c(Sr2+)=c(HF),C错误;m、n点的溶液中均存在电荷守恒2c(Sr2+)+c(H+)=c(F-)+c(Cl-)+c(OH-),结合2c(Sr2+)=c(F-)+c(HF),故存在c(HF)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),D正确。
10.D 常温时,C的第一步水解常数Kh(C)=,由图1可知,pH=10.25时,c(HC)=c(C),则Ka2(H2CO3)==10-10.25,故Kh(C)==1×10-3.75,A错误;由图2可知,当pH=9时,c(OH-)=1×10-5 mol/L,此时lgc(Mg2+)=-1.3,即c(Mg2+)=1×10-1.3 mol/L,故Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=10-1.3×(10-5)2=1×10-11.3,其数量级为10-12(易错点),B错误;当pH=11,即c(OH-)=1×10-3 mol/L,c(Mg2+)=1×10-6 mol/L,浓度商Q[Mg(OH)2]=(1×10-3)2×1×10-6=1×10-12<Ksp[Mg(OH)2],故没有Mg(OH)2沉淀生成,C错误;由图1可知,在pH=8时,Na2CO3溶液中离子浓度最大的是HC,由图2可知,当lgc(Mg2+)=-1时,Ksp[Mg(OH)2]>Q[Mg(OH)2],Q(MgCO3)>Ksp(MgCO3),则生成MgCO3沉淀,因此发生反应Mg2++2HC MgCO3↓+H2O+CO2↑,D正确。
思维建模
解答沉淀溶解平衡图像题的步骤
(1)明确图像中横、纵坐标的含义,横、纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
(2)理解图像中线上点、线外点的含义。
(3)抓住Ksp的特点,结合选项分析判断。
①溶液在蒸发时,粒子浓度的变化分两种情况:
a.原溶液不饱和时,离子浓度都增大;b.原溶液饱和时,离子浓度都不变。
②溶度积常数只受温度影响,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
11.C【图像分析】 AgCl饱和溶液中Ag+和Cl-浓度相等,向该饱和溶液中滴加氨水,溶液中c(Ag+)减小,c(Cl-)增大,[Ag(NH3)]+浓度增大,继续滴加氨水,[Ag(NH3)]+浓度增大幅度小于[Ag(NH3)2]+,则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-浓度对数与氨气浓度对数变化的曲线。
AgCl饱和溶液中存在溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),加入足量氨水时,发生反应AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-,AgCl的溶解度曲线应与表示Cl-浓度对数的曲线吻合,即应为曲线Ⅳ,A正确;由题图可知,c(NH3)=10-1 mol/L时,c(Cl-)=10-2.35 mol/L、c(Ag+)=10-7.40 mol/L,则Ksp(AgCl)=10-2.35×10-7.40=10-9.75,B正确;由题图可知,lg[c(NH3)/(mol·L-1)]为-1时,溶液中[Ag(NH3)2]+和[Ag(NH3)]+的浓度分别为10-2.35 mol/L和10-5.16 mol/L,则[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K===103.81,C错误;根据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-浓度对数与氨气浓度对数变化曲线,c(NH3)=0.01 mol·L-1时,即lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=10-2,结合图示可知,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+),D正确。
12.(除标注外,每空2分)
(1)c(K+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(OH-)
(2)> =
(3)减小
(4)2C+Cl2+H2OCl-+ClO-+2HC
(5)①6H++2CeO2+H2O22Ce3++O2↑+4H2O ②1.0×10-20 5.2≤pH<8 ③稀盐酸 ④受热分解生成HCl,抑制CeCl3发生水解(3分)
解析 (1)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后得到KHC2O4溶液,溶液呈酸性,说明HC2的电离程度大于其水解程度,因此该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K+)>c(HC2)>c(H+)>c(C2)>c(OH-)。(2)醋酸的电离平衡常数大于次氯酸,醋酸的酸性强于次氯酸,酸的酸性越弱,酸根离子越容易水解,则pH相同的NaClO和CH3COOK溶液的物质的量浓度的大小关系是CH3COOK>NaClO;两溶液中,根据电荷守恒可得c(Na+)-c(ClO-)=c(OH-)-c(H+),c(K+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+),由于pH相等,则两溶液中[c(Na+)-c(ClO-)]=[c(K+)-c(CH3COO-)]。(3)根据醋酸的电离平衡常数可知,溶液中=,温度不变电离平衡常数不变,加入醋酸钠固体后CH3COO-的浓度增大,则减小。(4)根据电离平衡常数可知,碳酸的酸性强于次氯酸,次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子,则向碳酸钠溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式为2C+Cl2+H2O Cl-+ClO-+2HC。(5)①浸取液中含有Ce3+、Fe3+、Al3+、Mn2+,加入双氧水和稀硫酸,将CeO2还原为Ce3+,CeO2不溶于水,发生反应的离子方程式为6H++2CeO2+H2O2 2Ce3++O2↑+4H2O。②Ce(OH)3完全沉淀时的pH=9,c(OH-)=1.0×10-5 mol/L,c(Ce3+)=1.0×10-5 mol/L,Ksp=c(Ce3+)·c3(OH-)=1.0×10-5×(1.0×10-5)3=1.0×10-20;若浸取液中c(Ce3+)=0.010 mol/L,Ksp=c(Ce3+)·c3(OH-)=1.0×10-20,c(OH-)== mol/L=10-6 mol/L,pH=8,要除去Fe3+、Al3+,而Ce3+不被除去,调节的pH范围应是5.2≤pH<8。③分离有机层中的CeCl3溶液,可以加入稀盐酸,增大H+浓度,可使平衡Ce3+(水层)+3HT(有机层) CeT3(有机层)+3H+(水层)逆向移动,从而使CeT3转变为Ce3+。④CeCl3·7H2O直接加热会发生水解:CeCl3+3H2O Ce(OH)3+3HCl,加入NH4Cl固体,NH4Cl受热分解生成HCl,能抑制CeCl3发生水解。
13.(除标注外,每空4分)
(1)①3FeS+2H3AsO3+6H+As2S3+3Fe2++6H2O ②加入Na2S,溶液中c(S2-)增大,促进反应As2S3(s)+3S2-(aq)2As(aq)平衡正向移动,不利于沉砷
(2)Na3AsS3+4NaClONa3AsO4+3S↓+4NaCl
(3)pH介于3~5之间,随pH升高,H3AsO4转变为H2As,负电荷数增加,吸附剂表面所带正电荷数减小,且前者增加的程度大于后者减小的程度,静电引力增加,吸附量增大
(4)有(3分)
(5)符合排放标准,因为n(CP+)=mol=6×10-7mol,n(As)=n(CP+)=2×10-7mol,因此废水中含有As的浓度为=0.3mg·L-1,小于标准0.50mg·L-1(5分)
解析 (1)①向该含砷酸性废水中加入FeS,将H3AsO3转化为As2S3沉淀,反应的离子方程式为3FeS+2H3AsO3+6H+ As2S3+3Fe2++6H2O。②FeS是难溶盐,电离出的c(S2-)较小,Na2S是可溶性盐,溶液中c(S2-)较大,使用Na2S有利于平衡As2S3(s)+3S2-(aq) 2As(aq)正向移动,不利于沉砷。(2)NaClO氧化Na3AsS3生成硫单质和Na3AsO4,根据得失电子守恒、原子守恒可写出该反应的化学方程式为Na3AsS3+4NaClO Na3AsO4+3S↓+4NaCl。(3)pH<7.1时,吸附剂表面带正电,溶液pH介于3~5之间时,随着pH增大,H3AsO4转变为H2As,负电荷数增加,吸附剂表面所带正电荷数减小,且前者增加的程度大于后者减小的程度,静电引力增加,导致吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而增大。(4)Ca3(AsO4)2沉淀在溶液中存在沉淀溶解平衡:Ca3(AsO4)2 3Ca2++2As,Ksp[Ca3(AsO4)2]=c3(Ca2+)×c2(As)=c3(Ca2+)×[c(Ca2+)]2=c5(Ca2+),c5(Ca2+)=Ksp[Ca3(AsO4)2]=×10-21.2,用0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡Ca3(ASO4)2沉淀,Q5(CaCO3)=c5(Ca2+)×c5(C)=×10-21.2×(0.1)5=×10-26.2>(10-8.6)5,故有CaCO3沉淀生成。(5)由于V=1.175×109n+0.030,若滴定消耗705.03 mL 0.001 0 mol·L-1的CP+Cl-溶液,即n(CP+)= mol=6×10-7 mol,则废水中含As的物质的量为n(CP+)=2×10-7 mol,含有As的浓度为 mg·L-1=0.3 mg·L-1<0.50 mg·L-1,故符合排放标准。
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第十单元 水溶液中的离子反应与平衡(二)
满分100分,限时60分钟
考点1 盐类的水解 考点2 溶液中粒子浓度大小比较
考点3 难溶电解质的沉淀溶解平衡
一、选择题(本题共11小题,每小题5分,共55分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.Sb2O3可用作白色颜料和阻燃剂等。在实验室利用SbCl3水解制取Sb2O3的反应分三步,中间产物有SbOCl等,其总反应可表示为2SbCl3(aq)+3H2O(l) Sb2O3(s)+6HCl(aq) ΔH>0。下列有关说法错误的是 ( )
A.实验室配制SbCl3溶液时可将SbCl3加入水中并加热
B.将SbCl3缓慢加入大量水中有利于提高SbCl3的转化率
C.实验后期加入少量氨水有利于提高Sb2O3的产率
D.水解时会发生反应SbCl3+H2O SbOCl+2HCl
2.含银微粒存在如图变化,下列说法不正确的是( )
A.白色沉淀加氨水的反应为AgCl+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
B.该过程说明:Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
C.无色溶液中加HCl溶液又得到白色沉淀,说明结合Ag+能力:Cl->NH3
D.黄色沉淀中再加5滴0.1 mol/L Na2S溶液可得到黑色沉淀
3.实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.升温,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.升温,CH3COONa溶液中增大
C.CH3COONa溶液随温度升高pH降低的原因是水的电离程度增大幅度大于CH3COO-水解程度增大幅度
D.常温下,向CuSO4溶液中加入少量CH3COONa固体,Cu2+水解平衡正向移动,pH减小
4.室温下,通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1:用pH试纸测量0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH,测得pH约为8。
实验2:将0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液与0.1 mol·L-1 Ca(OH)2溶液等体积混合,产生白色沉淀。
实验3:饱和Na2CO3溶液中通入CO2产生白色沉淀,溶液pH从12下降到约为9。
实验4:向Na2CO3溶液中滴加几滴酚酞溶液,加水稀释,溶液红色变浅。
下列说法正确的是 ( )
A.由实验1可得出:Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)>10-14
B.由实验2可推测:Ksp(CaCO3)>2.5×10-3
C.实验3中发生反应的离子方程式为C
D.实验4中加水稀释后,溶液中增大
5.分别向相同浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,滴定过程中溶液的pH变化如图,下列说法不正确的是( )
A.曲线①、②分别表示盐酸滴定Na2CO3、NaHCO3溶液的过程
B.a、b、c点水的电离程度:a>b>c
C.a、b、d点均满足:c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-)
D.ab段和de段发生的主要反应均为HC+H+ CO2↑+H2O
6.根据实验目的,下列实验及现象、实验结论都正确的是 ( )
实验目的
实验及现象
实验结论
A
比较CH3COO-和HC的水解常数
分别测浓度均为0.1 mol/L的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者
Kh(CH3COO-)<Kh(HC)
B
往Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHCO3溶液
产生白色沉淀
结合H+的能力:[Al(OH)4]-<C
C
探究氢离子浓度对Cr(黄色)、Cr2(橙色)相互转化的影响
向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸,溶液由黄色变为橙红色
增大氢离子浓度,转化平衡向生成Cr2的方向移动
D
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
7.常温下,向10.0 mL浓度均为0.1 mol/L的AlCl3和FeCl3混合溶液中加入NaOH固体,溶液中金属元素有不同的存在形式,它们的物质的量浓度与NaOH物质的量的关系如图所示,测得a、b两点溶液的pH分别为3.0、4.3。
已知:①Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3];②Al3+(aq)+4OH-(aq) [Al(OH)4]-(aq),298 K时,K稳==1.1×1033。
下列叙述正确的是 ( )
A.曲线Ⅱ代表Fe3+
B.常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-34.1
C.c点铁、铝元素主要存在形式为Fe(OH)3和[Al(OH)4]-
D.Al(OH)3(s)+OH-(aq) [Al(OH)4]-(aq)的平衡常数K数量级为10-1
8.缓冲溶液指的是由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液。298 K时,用pH为13的NaOH溶液滴定16.00 mL c mol/L HR溶液,溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。已知缓冲溶液pH=pKa-lg,100.48=3。下列叙述错误的是 ( )
A.c=0.1
B.x点溶液中3c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HR)
C.y点溶液中c(R-)>c(Na+)>c(HR)>c(H+)>c(OH-)
D.在NaR和HR缓冲溶液中加入少量酸或碱,体系pH不会出现较大幅度的变化
9.常温下,用HCl(g)调节SrF2浊液的pH,测得在通入HCl(g)的过程中,体系中-lgc(X)(X代表Sr2+或F-)与-lg的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
已知:SrF2为微溶于水,溶于盐酸,不溶于氢氟酸、乙醇和丙酮的固体。
A.Ksp(SrF2)=10-10.2
B.随着HCl的加入,SrF2溶解度逐渐减小
C.p点对应的溶液中c(Sr2+)<c(HF)
D.m、n点的溶液中均存在c(HF)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
10.碳酸钠溶液显碱性,含Mg2+的溶液与Na2CO3溶液反应,产物可能是Mg(OH)2或MgCO3。Na2CO3溶液中各含碳物种的物质的量分数与溶液pH的关系如图1、图2所示,曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(C)=Ksp(MgCO3)。利用平衡原理分析,下列说法正确的是 ( )
图1 图2
A.常温时,C的第一步水解平衡常数Kh(C)=10-10.25
B.Ksp[Mg(OH)2]的数量级为10-11
C.由图2可知,当pH=11,c(Mg2+)=1×10-6 mol/L时,有Mg(OH)2沉淀生成
D.由图1和图2可知,在pH=8,lgc(Mg2+)=-1时,溶液中发生反应:Mg2++2HC MgCO3↓+H2O+CO2↑
11.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)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法不正确的是 ( )
A.曲线Ⅳ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为106.05
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
二、非选择题(本题共2小题,共45分)
12.(21分)Ⅰ.下表是25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数。
CH3COOH
HClO
H2CO3
H2C2O4
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka1=5.9×10-2
Ka2=6.4×10-5
(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是CH3COOK NaClO,两溶液中:[c(Na+)-c(ClO-)] [c(K+)-c(CH3COO-)]。(填“>”“<”或“=”)
(3)取10 mL pH=2的CH3COOH溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中将 (填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(4)向碳酸钠溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式为 。
Ⅱ.以某废料(主要含CeO2,还含少量SiO2、Fe2O3、Al2O3及微量MnO)为原料可制备无水氯化铈(CeCl3)。
(5)①先用稀硫酸和双氧水的混合溶液浸取废料粉末,浸取液中含有Ce3+、Fe3+、Al3+、Mn2+等金属阳离子,已知CeO2不溶于水,写出其发生反应的离子方程式: 。
②向浸出液中加入NaOH溶液调节pH除去Fe3+、Al3+。注:当pH>12时,Al(OH)3沉淀开始溶解。常温下,有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10-5 mol/L)。
沉淀
Al(OH)3
Fe(OH)3
Ce(OH)3
Mn(OH)2
恰好完全沉淀时的pH
5.2
2.8
9.0
10.1
则Ce(OH)3的Ksp= ,若浸取液中c(Ce3+)=0.010 mol/L,则须调节溶液pH的范围是 (加入NaOH溶液过程忽略溶液体积变化)。
③向除杂后的溶液中,加入有机物HT,发生反应:Ce3+(水层)+3HT(有机层) CeT3(有机层)+3H+(水层)。向分离所得有机层中加入 能获得较纯的CeCl3溶液。将CeCl3溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,得到CeCl3·7H2O晶体。
④将NH4Cl固体和CeCl3·7H2O混合,在真空中加热可得无水CeCl3。加入NH4Cl固体的作用是 。
13.(24分)工业上利用FeS和NaClO等物质处理含砷酸性废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3,三元弱酸)形式存在],步骤如下。已知:As2S3(s)+3S2-(aq) 2As(aq)。
(1)沉砷、碱浸:向该含砷酸性废水中加入FeS,将H3AsO3转化为As2S3沉淀。过滤后向滤渣中加入足量NaOH溶液,发生反应As2S3+6NaOH Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O。
①沉砷过程的离子方程式为 。
②沉砷过程中不能用Na2S代替FeS,请从平衡移动的角度解释原因: 。
(2)氧化脱硫:碱浸后的滤液中加入NaClO。写出NaClO氧化Na3AsS3生成硫单质和Na3AsO4的化学方程式: 。
(3)酸化、吸附:在氧化脱硫后的滤液中调节pH,加入某吸附剂。已知As(Ⅴ)在不同pH下的存在形式如图1所示。常温下,pH>7.1时,吸附剂表面带负电,pH越大,吸附剂表面带的负电荷越多;pH<7.1时,吸附剂表面带正电,pH越小,吸附剂表面带的正电荷越多。当溶液pH介于3~5之间时,吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而增大(如图2所示),分析其原因: 。
图1 图2
(4)沉淀的转化:水体中的As(Ⅴ)可转化为Ca3(AsO4)2沉淀除去,As(Ⅲ)可用碘水氧化为As(Ⅴ)后,再转化为Ca3(AsO4)2沉淀除去。已知Ksp[Ca3(AsO4)2]=1×10-21.2、Ksp(CaCO3)=1×10-8.6。
用0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡Ca3(AsO4)2沉淀,试判断 (填“有”或“无”)CaCO3沉淀生成。
(5)废水中As的含量不超过0.50 mg·L-1方可达到排放标准。为了测定处理后废水中As的含量,先将As全部转化为[AsMo12O40]3-(转化过程中溶液体积不变),随后移取50.00 mL上述溶液,用0.001 0 mol·L-1的CP+Cl-溶液(CP+是一种有机阳离子)滴定,产物为(CP)3[AsMo12O40]。实验测得到达滴定终点时所需0.001 0 mol·L-1 CP+Cl-溶液的体积V(mL)与参与反应的CP+的物质的量n(mol)之间满足以下关系式:V=1.175×109n+0.030。若滴定消耗705.03 mL 0.001 0 mol·L-1的CP+Cl-溶液,试计算该废水中的As含量是否符合排放标准(写出计算过程): 。
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