专题07 水溶液中的离子平衡(专项训练)(江苏专用)2026年高考化学真题题源解密
2026-09-17
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内容正文:
专题07 水溶液中的离子平衡
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
近三年考查统计
江苏卷该专题固定出现在选择题压轴段(T12–T14),极少单独考概念背诵,而是把“电离—水解—沉淀—守恒—图像”揉在资源回收、烟气捕集、废渣提金属、磷酸/草酸/亚硫酸体系里。命题有三条硬逻辑:①三大平衡并列考——弱酸电离常数、盐溶液水解、Ksp沉淀转化常在同一题里交叉;②三大守恒是底盘——电荷守恒、物料守恒、质子守恒必有一个选项,错因多是“系数写错 / 忽略二级电离 / 漏水电离的H⁺和OH—”;③图像化、定量化升级——分布系数δ–pH图、沉淀溶解曲线、滴定操作与曲线判断成新宠。2025考“废渣提Cu/Ni +草酸滴定操作”,2026参考卷把“磷酸分布系数 + 磷酸铁沉淀溶解”绑一起,说明江苏卷正在从“算Ksp”走向“多平衡竞争 + 图像信息提取”。备考必须会:看pH判主导物种、用Ka/Ksp凑平衡常数、用守恒式排错、用图像交点定等当/共沉淀。
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
2022·江苏 T12
2023·江苏 T12
2024·江苏 T12
2025·江苏 T12
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2023·江苏 T12
2025·江苏 T12
考向三 沉淀溶解平衡与Ksp
2023·江苏 T12
2026·江苏 T12
考向四 分布系数/滴定曲线/定量图像分析
2025·江苏 T11
2026·江苏 T12
考向五 流程中的离子平衡综合
2025·江苏 T12
2023·江苏 T12
近年江苏高考化学对该专题的考查以选择题压轴段(连续5年锁定T12)为主阵地,极少单独考概念背诵,而是把弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡揉进真实科研/工业/资源回收情境里,常作为选择题压轴题出现,区分度极高。命题有四条硬逻辑:
①三大平衡并列考——弱酸电离常数、盐水解、Ksp沉淀转化常在同一题交叉(如 2023·江苏 T12除镁沉锰同时考Ksp(MgF2) 与碳酸氢根守恒,2026·江苏 T12把磷酸三级电离分布系数与FePO4沉淀溶解曲线合图);
②三大守恒是底盘—电荷守恒、物料守恒、质子守恒必设错项,错因多是系数写错、忽略二级电离或漏掉水电离的H+/OH—(2022·江苏 T12 KOH捕集CO2、2024·江苏 T12 SO2—NaOH体系均如此);
③图像化、定量化升级—分布系数δ—pH 图、沉淀溶解曲线、缓冲体系粒子浓度比较成新宠,2026 年首次在江苏卷实现电离分布图+ Ksp曲线双图组合,读交点、判主导物种、用温度不变Ksp不变成了隐形踩分点;
④ 大题嵌入式补充——流程题(如2025·江苏 T14废渣提铜镍、通H2S除Cd)、实验综合题(如2025·江苏 T16滴定、2026·江苏 T16 EDTA滴定)会顺带考Ksp与Ka联立、离子检验、滴定曲线,但主干压轴选择题仍是T12,不喧宾夺主。
整体趋势:从算Ksp比浓度走向多平衡竞争+图像信息提取+守恒式变形,对宏观辨识—微观探析—证据推理的要求逐年抬升。
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
1.(2026·江苏·高考真题)室温下,和磷酸浓度均为的混合溶液用调节。随增大,先产生沉淀,后逐渐转化为沉淀。溶液中和(含物种)随溶液的变化如图所示。已知含物种包括、、和:的,,。下列说法正确的是
A.溶液中
B.时,溶液中
C.时,溶液中
D.由1.5增大至5,溶液中逐渐增大
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2.(2025·江苏·高考真题)室温下,有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下所示。
已知:。下列说法正确的是
A.较浓溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
考向三 沉淀溶解平衡与 Ksp
3.(2026·江苏·高考真题)含铷(Rb,ⅠA族元素)矿物黑云母生产的RbCl,可用于航空航天领域。黑云母化学式为,其中为或。
(1)结晶焙烧。浸出液除杂后得到含、K+、、的混合溶液,蒸发浓缩、冷却结晶获得晶体(相关物质的溶解度曲线如图所示),焙烧后获得。
①为提高的回收率和纯度,结晶后,趁热过滤的适宜温度为_____℃。
②将在700℃进行焙烧,分解仅得到和两种氧化物,该反应的化学方程式为__________________________。
(2)萃取转化。将含和的混合溶液多次萃取转化,获得RbCl和混合溶液。已知:元素回收率为96%,K元素回收率为40%[回收率]。计算萃取转化所得溶液中的________(写出计算过程)。
考向四 分布系数 / 滴定曲线 / 定量图像分析
4.(2025·江苏·高考真题)可用于制备光学材料和回收砷。
(1)制备。由闪锌矿[含及少量硫化镉等]制备的过程如下:
已知:。当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
(1)回收砷。用去除酸性废液中的三价砷,并回收生成的沉淀。
已知:溶液中主要以弱酸形式存在,。
时,按向酸性废液中加入,砷回收率随反应时间的变化如图乙所示。
①写出与反应生成的离子方程式:_______。
②反应后,砷回收率下降的原因有_______。
考向五 流程中的离子平衡综合
5.(2022·江苏·高考真题)硫铁化合物(、等)应用广泛。
(1)纳米可去除水中微量六价铬。在的水溶液中,纳米颗粒表面带正电荷,主要以、、等形式存在,纳米去除水中主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知:,;电离常数分别为、。
①在弱碱性溶液中,与反应生成、和单质S,其离子方程式为_______。
②在弱酸性溶液中,反应的平衡常数K的数值为_______。
③在溶液中,pH越大,去除水中的速率越慢,原因是_______。
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
1.(2022·江苏·高考真题)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1mol∙L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c()+c()。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c()
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)= c(H+)+c()+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1mol∙L-1溶液中:c(H2CO3)>c()
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2.(2023·江苏·高考真题)室温下,用含少量的溶液制备的过程如题图所示。已知,。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.“除镁”得到的上层清液中:
C.溶液中:
D.“沉锰”后的滤液中:
考向三 沉淀溶解平衡与Ksp
3.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为_______。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为_______。
②为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤,_______[实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
考向四 分布系数 / 滴定曲线 / 定量图像分析
4.(2026·江苏·高考真题)学习小组对氯碱生产过程中不同阶段的食盐水进行实验研究。
(1)粗盐水的检验和精制。
①用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验,焰色为黄色,没有观察到(Ca2+)的砖红色,不能确定粗盐水中是否有的理由是______________________________________________。
②准确量取浓度约的粗盐水置于锥形瓶中,调节至碱性,加入指示剂用标准溶液滴定至终点(),如图所示,用EDTA标准溶液浓度应选择__________。
A.0.0100 mol·L-1 B.0.0200 mol·L-1
③用和作沉淀剂可将粗盐水中的、转化为和除去,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比为1:2,则沉淀剂中与物质的量比为__________。
5.(2022·江苏·高考真题)实验室以二氧化铈()废渣为原料制备含量少的,其部分实验过程如下:
(1)实验中需要测定溶液中的含量。已知水溶液中可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色,滴定反应为。请补充完整实验方案:①准确量取溶液[约为],加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到容量瓶中后定容;②按规定操作分别将和待测溶液装入如图所示的滴定管中:③_______。
考向五 流程中的离子平衡综合
6.(2024·江苏·高考真题)室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体
D.实验3所得溶液中:
7.(2023·江苏·高考真题)催化剂能催化脱除烟气中的NO,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状催化剂。在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为___________;反应选用溶液而不选用溶液的原因是___________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、、(其余为)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是___________;反应温度高于380℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被还原的量减少外,还有___________(用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收废催化剂并制备的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有。已知具有八元环结构,其结构式可表示为___________。
③向pH=8的溶液中加入过量的溶液,生成沉淀。已知:,加过量溶液的目的是___________。
8.(2023·江苏·高考真题)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体,生成,反应为,其平衡常数K与、、、的代数关系式为___________;下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有___________(填序号)。
A.水浴加热氧化镁浆料
B.加快搅拌速率
C.降低通入气体的速率
D.通过多孔球泡向氧化镁浆料中通
(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃),氧化溶液中的离子方程式为___________;在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内,pH增大,浆料中的氧化速率增大,其主要原因是___________。
1.(2026·江苏连云港·三模)室温下,探究三价铁配合物的性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
实验1:向溶液滴加数滴浓盐酸。溶液黄色加深。
实验2:向实验1所得的溶液中滴加1滴溶液。溶液变为血红色。
实验3:向实验2后所得的溶液中滴加1滴溶液。溶液红色褪去变成无色。
实验4:向实验3后所得的溶液中滴加淀粉-KI溶液。溶液无明显现象。
已知:为黄色,为红色,为无色。
下列说法正确的是
A.实验1中颜色加深的原因是的平衡常数增大
B.实验2能得出的结论是与的配位能力比的强
C.实验3所得的溶液中:
D.实验4说明在该条件下的氧化性比强
2.(2026·江苏南京·模拟预测)硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4·H2O中铜含量测定实验如下:
步骤1:称取一定质量硫酸四氨合铜晶体于烧杯中,加入稀硫酸,搅拌使其完全溶解;
步骤2:向上述溶液中加入过量的KI固体,充分振荡,静置,生成白色沉淀CuI;
步骤3:用Na2S2O3标准溶液进行滴定,待溶液呈浅黄色时加入淀粉溶液作指示剂,继续滴加Na2S2O3溶液至滴定终点 ,记录溶液体积。
下列说法不正确的是
A.步骤1中,稀硫酸可破坏[Cu(NH3)4]2+的配位结构,使c(Cu2+)增大
B.步骤1中,若用浓氨水溶解晶体,也能得到含Cu2+的蓝色透明溶液
C.步骤2中反应的离子方程式:2Cu2++4I− =2CuI↓+I2
D.由于CuI沉淀会吸附部分I2,故由步骤3测定的铜含量可能偏小
3.(2026·江苏连云港·三模)工业上从含和的废水中回收镁的部分流程如下:
已知:,,。
下列说法正确的是
A.溶液:
B.废水中的和浓度均为,“沉钙”后溶液中
C.“沉镁”后所得滤液中:
D.固体加入盐酸溶解,电解其溶液可制取单质镁
4.(2026·江苏南京·模拟预测)以铜碲渣(主要成分为Cu2Te)为原料制备单质碲(Te)并回收铜的流程如下:
下列说法正确的是
A.Na2C2O4溶液中:c(H+)+c(H2C2O4) = c(OH-)+c()
B.沉铜得到的上层溶液中:c(Cu2+)•c()>Ksp(CuC2O4)
C.Na2SO3溶液中:c(Na+)>2c()+c()
D.Na2SO3还原H2TeO3的离子方程式为:H2TeO3+=+Te+H2O
5.(2026·江苏苏州·三模)室温下,用溶液吸收的过程如图所示。
已知:,;,。
下列说法正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.“吸收”步骤完全转化为时溶液中:
D.“沉淀”步骤的离子方程式:
6.(2026·江苏南京·模拟预测)以含钴废渣(主要成分为和,含少量和)为原料制备的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A.通入发生反应的离子方程式:
B.溶液中:
C.“除铝”后的溶液中:
D."沉钴"得到的上层清液中:
7.(2026·江苏南通·模拟预测)实验室用废旧钴基合金的处理液(主要成分为、)制备的过程如下:
室温下:、、、。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.浓度均为的NaF与溶液中:
C.若“沉钙”后的溶液中,则此时溶液的pH为5.5
D.“沉钴”后的溶液中:
8.(2026·江苏苏州·三模)探究含钴(常见价态有+2、+3,价态不同物质颜色不同)化合物性质实验如下:
步骤Ⅰ 向溶液中逐滴加入氨水,可制得溶液。
步骤Ⅱ 分别将等浓度的溶液、溶液放置于空气中,一段时间后,前者无明显现象,后者溶液颜色发生变化。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得两份溶液中分别加入相同体积的浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ可用溶液代替氨水
B.步骤Ⅱ等浓度的、溶液中后者大
C.步骤Ⅲ中现象说明的氧化性比强
D.步骤Ⅲ中可能发生转化:
9.(2026·江苏扬州·模拟预测)芒硝石灰法制取Na2SO3的流程如下:
已知:、、。
下列说法不正确的是
A.CaSO3悬浊液静置后的上层清液中:
B.Ca(HSO3)2溶液中:
C.“再生”时参加反应的
D.“过滤2”所得滤液中:
10.(2026·江苏泰州·模拟预测)室温下,通过下列实验探究和溶液的性质。
实验1:测定新制溶液,其pH约为1.
实验2:用pH计测量溶液的pH.
实验3:向溶液中滴加少量溶液,测得溶液pH为8.
已知:,,。
下列说法正确的是
A.新制溶液中存在:
B.将浓度均为与等体积混合,不能生成沉淀
C.实验2所测溶液的
D.实验3得到的溶液中存在:
11.(2026·江苏淮安·模拟预测)尿素[CO(NH2)2]和NaClO反应生成N2H4·H2O(水合肼)。制备N2H4·H2O和无水Na2SO3实验流程如下:
已知:①N2H4·H2O具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
②25℃,,;,;,。
下列说法正确的是
A.若步骤Ⅰ中无副反应发生,所得溶液中可能存在:
B.步骤Ⅱ中反应的离子方程式为
C.25℃时,将等体积等浓度的和盐酸混合得到的溶液中存在:
D.SO2通入Na2CO3溶液中部分组分质量分数变化如图所示,线③表示
12.(2026·江苏淮安·模拟预测)为探究能否利用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,进行下列实验。
实验1:向试管a和b中分别加入4 mL0.05 mol·L-1CaCl2溶液,再向a中加入0.15 mL0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,向b中加入0.15 mL0.1 mol·L-1NaHCO3溶液,观察到试管a立即出现白色沉淀,试管b无明显现象
实验2:向试管a和b中分别加入4 mL饱和Na2CO3溶液、4 mL饱和NaHCO3溶液,再向试管a、b中分别加入0.15 mL0.5 mol·L-1CaCl2溶液,观察到两支试管均立即出现白色沉淀
实验3:向试管a和b中分别加入4 mL饱和CaCl2溶液,再向a中加入0.15 mL0.5 mol·L-1Na2CO3溶液,向b中加入0.15 mL 0.5 mol·L-1NaHCO3溶液,观察到试管a立即出现白色沉淀,试管b立即出现白色沉淀,有无色气泡产生
已知:Ksp(CaCO3)=3.4×10-9;Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。
下列说法不正确的是
A.常温下,0.5 mol·L-1溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3>CaCl2
B.实验3中,试管b中发生反应的离子方程式为:2HCO+Ca2+=CaCO3↓+H2O+CO2↑
C.常温下,利用氯化钙溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3时需控制溶液浓度在一定范围
D.将10 mL0.005 mol·L-1CaCl2溶液与10 mL0.002 mol·L-1NaHCO3溶液混合,溶液中出现白色沉淀
13.(2026·江苏泰州·模拟预测)焦磷酸二氢二钠(Na2H2P2O7)可用于制备荧光材料Ba2P2O7,合成Na2H2P2O7的流程如图所示:
已知:室温下,H4P2O7的Ka1=10-1,Ka2=10-2.1,Ka3=10-6.7,Ka4=10-9.35;Ba2P2O7的Ksp=4.0×10-11。下列说法正确的是
A.0.1 mol/LH3PO4溶液中:c(H+)=3c(PO)+3c(HPO)+3c(H2PO)
B.“调pH=4.4”时发生反应:3Na2CO3+2H3PO4=2Na3PO4+3CO2↑+3H2O
C.0.1 mol/LNa2H2P2O7溶液中存在:c(H3P2O)+c(H+)<c(HP2O)+c(OH−)
D.Ba2P2O7的悬浊液中c(Ba2+)约为2.0×10-3.7 mol/L
14.(2026·江苏泰州·模拟预测)为探究和KI的反应,进行如下实验:
实验Ⅰ 向溶液中加入2滴溶液,产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色;继续逐滴滴加溶液,先变为白色悬浊液,最终得到无色澄清溶液。
实验Ⅱ 向溶液中加入2滴溶液,产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色;继续逐滴滴加溶液,先变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最终得到无色溶液。
已知:无色,黄色,CuI为白色沉淀,不存在于溶液中。下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ、Ⅱ中,土黄色沉淀可能是反应生成的CuI沉淀吸附了生成的所致
B.通过实验Ⅰ、Ⅱ现象可推测:与反应的速率快于CuI与反应的速率
C.实验Ⅱ中变为黄绿色悬浊液时,发生的反应为
D.实验Ⅱ中黄色溶液最终变为无色,可推测:与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度
15.(2026·江苏南通·模拟预测)室温下,取三根打磨后形状大小相同的镁条,通过下列实验探究镁在溶液中的反应。已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.5×10-11。
实验1:将镁条放入滴有酚酞的水溶液中,镁条表面有少量气泡,溶液显无色;
实验2:将镁条放入滴有酚酞的稀NaCl溶液中,有气体产生,溶液显红色;
实验3:将镁条放入NaHCO3溶液中,有较多气体产生;经检验,该气体中含H2和CO2。
下列说法正确的是
A.实验1产生的气体中可能含有O2
B.实验2反应后的溶液中存在:2c(Mg2+)+c(H+)=c(OH-)
C.实验3中氧化剂为H2O
D.实验3中生成CO2的反应:Mg+4=MgCO3+CO2↑+2+H2O
16.(2026·江苏盐城·模拟预测)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知、;、。
实验1:将SO2气体通入氨水中,pH=7时停止通气。
实验2:将0.01 mol SO2气体通入100 mL Na2CO3溶液中,充分反应。
实验3:将SO2气体通入硫酸酸化的KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液呈碱性
D.实验3所得溶液中:
17.(2026·江苏徐州·模拟预测)常温下,用废液(主要成分为溶液,含、杂质)为原料制备电极材料的流程如下所示。
已知:,
下列说法正确的是
A.“除钙镁”后滤液中:
B.的溶液中:
C.溶液中:
D.沉铁中发生反应的离子方程式为
18.(2026·江苏连云港·模拟预测)以、、(尿素)为原料可制备(水合肼),其主要实验流程如下:
已知:,,,,。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ所得溶液中可能存在
B.步骤Ⅱ中反应的离子方程式为
C.时,将等体积等物质的量浓度的和盐酸混合得到的溶液中存在
D.步骤Ⅲ蒸馏出水合肼后的残留液中
19.(2026·江苏南京·模拟预测)以铜阳极泥氨浸液(阳离子主要有[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、[Pb(NH3)4]2+和[Bi(NH3)6]3+)为原料制备高纯Ag的流程如下:
(1)“沉银”时,AgCl的沉淀率达99%,同时Pb和Bi几乎完全转化为PbCl2和BiOCl沉淀。滤液Ⅰ中的主要阳离子除H+外,还有___________。
(2)“除杂”后滤液Ⅱ中主要含有[PbCl6]2−和[BiCl6]-。
① 写出由 BiOCl转化为[BiCl6]-的离子方程式:___________。
② 其他条件相同,当c(HCl)>3.5mol·L-1时,银回收率降低的原因是___________。
(3)“氨浸”时发生反应:AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)。欲使0.01 molAgCl完全溶解,至少需要1.0 L 氨水的浓度为___________。(写出计算过程) [忽略溶液体积变化,以c(NH3)计]。已知:反应Ag+(aq)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)的平衡常数K=1.0×107;Ksp(AgCl)=2.0×10-10;≈0.224。
(4)“还原”时,[Ag(NH3)2]Cl转化为Ag的化学方程式为___________。
(5)高纯银用途广泛。
①银铈合金是优良的导电材料,一种银铈晶体结构单元如图所示,该结构单元是否属于晶胞,___________(填“是”或 “不是”)。
② Ag通过“活化处理”可实现Ag+的可控释放。研究发现,Ag+可与细菌体内含巯基(—SH)的酶反应,生成稳定的配位化合物(Ag—S—)可破坏酶的活性,从而起到杀菌作用。Ag+与NH3也能形成稳定的[Ag(NH3)2]+,但Ag+与巯基的配位能力更强,其可能原因为___________。
20.(2026·江苏宿迁·二模)实验室以菱锰矿 (含MnCO3及少量 Fe、Al、Si 等氧化物) 为原料制高纯MnCO3和MnO2的流程如下。已知:室温下,Ksp(MnS)=2.6×10-13、Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13、H2S电离平衡常数Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13.
(1)焙烧。焙烧时的温度为 300~500℃,写出焙烧时MnCO3所发生反应的化学方程
式:___________。
(2)沉铁。沉铁过程中也会产生少量Mn(OH)2沉淀。Mn(OH)2在工业上可用于去除溶液中HS-,反应为 Mn(OH)2+HS-=MnS+OH-+H2O,其平衡常数K=___________。
(3)制MnCO3.将过滤后所得溶液净化后可得MnSO4溶液。将净化后MnSO4溶液置于如图所示三颈烧瓶中,控制一定的温度,将沉淀剂滴加到烧瓶中,充分反应后过滤、洗涤、干燥可得MnCO3白色粉末。沉淀剂可以使用Na2CO3溶液或NH4HCO3与氨水的混合溶液。实验小组经过比较后使用的是NH4HCO3与氨水的混合溶液。
① 不使用Na2CO3溶液的原因是___________。
② 混合溶液中氨水的作用是___________。
(4)制备MnO2.工业上利用MnSO4溶液多途径制备MnO2的流程如下,回答下列问题:
① 工艺 3 与工艺 2 相比较中,从能量和物质转化的角度分析,工艺 3 的优点是___________。
② 工艺 1 中MnSO4和K2S2O8的物质的量相同,改变NaOH的物质的量,测得 Mn 的转化率、MnO2的含量与NaOH和MnSO4物质的量比值之间的关系如图所示。根据信息,补充完整制取纯净MnO2的实验方案:将 20mL 1.0mol・L⁻¹ 的MnSO4溶液和 20mL 1.0mol・L⁻¹ 的K2S2O8溶液混合,___________,干燥,得到纯净的MnO2(实验中可使用的试剂是 1.0mol・L⁻¹NaOH溶液、1.0mol・L⁻¹H2SO4溶液、1.0mol・L⁻¹BaCl2溶液)。
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专题07 水溶液中的离子平衡
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
1.D
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2.B
考向三 沉淀溶解平衡与 Ksp
3.(1) 40℃
(2)0.6
考向四 分布系数 / 滴定曲线 / 定量图像分析
4.(1) 生成As2S3沉淀附着于ZnS表面,阻止反应;随着反应的进行,溶液pH增大,溶液中H2S浓度减小,促使As2S3+6H2O2H3AsO3+3H2S平衡正向移动,As2S3重新溶解,砷回收率下降
考向五 流程中的离子平衡综合
5.(1) 5 c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(VI)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(VI)中物质的量分数越大
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
1.C
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2.C
考向三 沉淀溶解平衡与Ksp
3.(1)
(2) 用蒸馏水洗涤滤渣,最后一次洗涤滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象,转移滤渣至烧杯中,打开通风设备;向烧杯中边加稀HNO3边搅拌至无气泡产生,若无固体剩余,则氯化银转化完全
考向四 分布系数 / 滴定曲线 / 定量图像分析
4.(1) 钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰 B 2:3
5.(1)从滴定管中准确放出25.00 mL 溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂苯代邻氨基苯甲酸,向锥形瓶中滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至溶液颜色恰好由紫红色变为亮黄色,且30s内颜色不变,记录滴加溶液的体积;重复以上操作2~3次
考向五 流程中的离子平衡综合
6.D
7.(1) 或 水解可促进的水解
(2) 在该温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消
(3) 提高反应温度、延长浸出时间 或 促进充分沉淀
8.(1) BD
(2) pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率
1.C 2.B 3.B 4.C 5.B 6.B 7.C 8.D 9.D
10.D 11.C 12.D 13.D 14.C 15.B 16.B 17.C
18.C
19.(1)、Cu2+
(2) BiOCl+H2O2 +4H++5Cl- =[BiCl6]-+3H2O c(Cl-)大,部分AgCl转化为[AgCl2]-进入滤液Ⅱ而损失
(3)计算过程见解析
(4)4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4 ·H2O+3H2O =4NH4Cl+4NH3·H2O+N2↑+4Ag↓
(5) 不是 S比N的电负性小,容易给出孤对电子
20.(1)
(2)10
(3)Na2CO3溶液碱性较强,会有部分Mn(OH)2沉淀生成,所得MnCO3不纯 调节pH,增大CO32-的浓度,使锰离子尽可能的沉淀
(4) 耗能低,O2来源丰富,副产物(NH4)2SO4可以循环利用 边搅拌边向混合溶液中加入90 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液,充分反应后过滤,向滤渣中边搅拌边加入适量1.0 mol·L-1 H2SO4溶液,当固体不再减少时,过滤,用蒸馏水多次洗涤滤渣,直至取最后一次洗涤滤液加入1.0 mol·L-1 BaCl2溶液无沉淀生成
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专题07 水溶液中的离子平衡
内容导览
考情概览:摸清命题规律,锁定复习重点
2026真题研析:拆解最新真题,示范分析路径
3年真题精炼:精练近年真题,吃透常见考法
最新模拟探源:跟进模拟新题,预判考查风向
命题解读
考向
近三年考查统计
江苏卷该专题固定出现在选择题压轴段(T12–T14),极少单独考概念背诵,而是把“电离—水解—沉淀—守恒—图像”揉在资源回收、烟气捕集、废渣提金属、磷酸/草酸/亚硫酸体系里。命题有三条硬逻辑:①三大平衡并列考——弱酸电离常数、盐溶液水解、Ksp沉淀转化常在同一题里交叉;②三大守恒是底盘——电荷守恒、物料守恒、质子守恒必有一个选项,错因多是“系数写错 / 忽略二级电离 / 漏水电离的H⁺和OH—”;③图像化、定量化升级——分布系数δ–pH图、沉淀溶解曲线、滴定操作与曲线判断成新宠。2025考“废渣提Cu/Ni +草酸滴定操作”,2026参考卷把“磷酸分布系数 + 磷酸铁沉淀溶解”绑一起,说明江苏卷正在从“算Ksp”走向“多平衡竞争 + 图像信息提取”。备考必须会:看pH判主导物种、用Ka/Ksp凑平衡常数、用守恒式排错、用图像交点定等当/共沉淀。
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
2022·江苏 T12
2023·江苏 T12
2024·江苏 T12
2025·江苏 T12
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2023·江苏 T12
2025·江苏 T12
考向三 沉淀溶解平衡与Ksp
2023·江苏 T12
2026·江苏 T12
考向四 分布系数/滴定曲线/定量图像分析
2025·江苏 T11
2026·江苏 T12
考向五 流程中的离子平衡综合
2025·江苏 T12
2023·江苏 T12
近年江苏高考化学对该专题的考查以选择题压轴段(连续5年锁定T12)为主阵地,极少单独考概念背诵,而是把弱电解质电离、盐类水解、沉淀溶解平衡揉进真实科研/工业/资源回收情境里,常作为选择题压轴题出现,区分度极高。命题有四条硬逻辑:
①三大平衡并列考——弱酸电离常数、盐水解、Ksp沉淀转化常在同一题交叉(如 2023·江苏 T12除镁沉锰同时考Ksp(MgF2) 与碳酸氢根守恒,2026·江苏 T12把磷酸三级电离分布系数与FePO4沉淀溶解曲线合图);
②三大守恒是底盘—电荷守恒、物料守恒、质子守恒必设错项,错因多是系数写错、忽略二级电离或漏掉水电离的H+/OH—(2022·江苏 T12 KOH捕集CO2、2024·江苏 T12 SO2—NaOH体系均如此);
③图像化、定量化升级—分布系数δ—pH 图、沉淀溶解曲线、缓冲体系粒子浓度比较成新宠,2026 年首次在江苏卷实现电离分布图+ Ksp曲线双图组合,读交点、判主导物种、用温度不变Ksp不变成了隐形踩分点;
④ 大题嵌入式补充——流程题(如2025·江苏 T14废渣提铜镍、通H2S除Cd)、实验综合题(如2025·江苏 T16滴定、2026·江苏 T16 EDTA滴定)会顺带考Ksp与Ka联立、离子检验、滴定曲线,但主干压轴选择题仍是T12,不喧宾夺主。
整体趋势:从算Ksp比浓度走向多平衡竞争+图像信息提取+守恒式变形,对宏观辨识—微观探析—证据推理的要求逐年抬升。
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
1.(2026·江苏·高考真题)室温下,和磷酸浓度均为的混合溶液用调节。随增大,先产生沉淀,后逐渐转化为沉淀。溶液中和(含物种)随溶液的变化如图所示。已知含物种包括、、和:的,,。下列说法正确的是
A.溶液中
B.时,溶液中
C.时,溶液中
D.由1.5增大至5,溶液中逐渐增大
解题关键
抓住“用NaOH调pH时先生成FePO4沉淀,随后FePO4逐渐转化为更难溶的Fe(OH)3、磷酸根被重新释放回溶液”这一沉淀转化主线来理解图像走势;再借助磷酸的三级电离常数Ka1,Ka2,Ka3,用分布系数或浓度比值公式定量判断特定pH下各含磷物种的相对大小;同时依据沉淀溶解平衡规则——只要体系中仍有FePO4固相共存,就有c(Fe3+)c(PO43—)=Ksp(FePO4),据此判断离子积与溶度积的关系;并注意纯H3PO4溶液的质子守恒必须计入水电离出的OH—,从而综合排除错误选项、锁定答案。
A
不符合题意
纯溶液中,根据电荷守恒,带正电微粒的浓度等于带负电微粒的浓度之和,正确的关系式为,错误;
B
不符合题意
由题干可知,pH增大到一定程度,先产生沉淀,pH=4.5时,含P物种未完全进入溶液,体系中存在沉淀,此时溶液为的饱和状态,满足沉淀溶解平衡,错误;
C
不符合题意
根据磷酸解离常数推导,,,可得;pH=5时,代入,,可得,即,错误;
D
符合题意
当前的反应必然总是向着使c(Fe3+)更小的方向进行,因此pH在1.5~5范围内,c(Fe3+)一直在减小,沉淀中始终存在FePO4沉淀,体系中存在沉淀溶解平衡,溶液中满足,随着pH增大,c(Fe3+)减小,溶液中的逐渐增大,正确;
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2.(2025·江苏·高考真题)室温下,有色金属冶炼废渣(含等的氧化物)用过量的较浓溶液酸浸后,提取铜和镍的过程如下所示。
已知:。下列说法正确的是
A.较浓溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.溶液中:
D.“提铜”和“沉镍”后的两份滤液中:
解题关键
抓住流程主线,并熟练运用守恒与平衡计算—核心是三大守恒+平衡常数组合运算+流程离子追踪。
A
不符合题意
若两步均完全电离,则溶液中存在电荷守恒:,但根据题给信息知,在较浓的溶液中仅第一步电离完全,电离出大量的会抑制第二步电离,第二步电离不完全,溶液中存在,因此电荷守恒应表示为,错误;
B
符合题意
该反应的平衡常数,正确;
C
不符合题意
得到1个生成,得1个生成得2个生成,水电离出的与浓度相等,即,则溶液中存在质子守恒,错误;
D
不符合题意
根据题意只有提铜这一步加了钠盐,故加入的钠离子的物质的量不变,即,但是因为后续加了草酸铵溶液导致溶液体积增大,因此,错误;
考向三 沉淀溶解平衡与 Ksp
3.(2026·江苏·高考真题)含铷(Rb,ⅠA族元素)矿物黑云母生产的RbCl,可用于航空航天领域。黑云母化学式为,其中为或。
(1)结晶焙烧。浸出液除杂后得到含、K+、、的混合溶液,蒸发浓缩、冷却结晶获得晶体(相关物质的溶解度曲线如图所示),焙烧后获得。
①为提高的回收率和纯度,结晶后,趁热过滤的适宜温度为_____℃。
②将在700℃进行焙烧,分解仅得到和两种氧化物,该反应的化学方程式为__________________________。
(2)萃取转化。将含和的混合溶液多次萃取转化,获得RbCl和混合溶液。已知:元素回收率为96%,K元素回收率为40%[回收率]。计算萃取转化所得溶液中的________(写出计算过程)。
【答案】(1) 40℃
(2)0.6
解题关键
(1)①看溶解度曲线——RbAl(SO4)2溶解度很小且随温度变化平缓,KAl(SO4)2溶解度大且随温度升高显著增大,为让Rb盐尽量析出而K盐尽量留在母液中、同时避免降温时K盐也析出降低纯度,应趁较高温度过滤;②焙烧RbAl(SO4)2生成两种氧化物,由元素守恒知两种氧化物,配平即可;(2)核心是回收率定义直接换算物质的量之比。整体抓溶解度曲线选择性结晶、硫酸盐高温分解产物判断、按回收率算萃取后离子物质的量比。
(1)
(1)①由图可知,在10℃-40℃时的溶解度较小,在40℃后溶解度提高,因此温度继续提高不能保证的回收率和纯度,并且的溶解度在40℃时的溶解度较大,为提高的回收率和纯度,选择的趁热过滤的温度应为40℃;
②在700℃焙烧时,分解得到除了,两种氧化物应为和,因此化学方程式为;
(2)
的物质的量为,根据元素守恒,,由于元素回收率为96%,可以求出萃取转化后溶液中;的物质的量为,根据元素守恒,,由于K元素回收率为40%,可以求出萃取转化后溶液中,因此同一溶液中。
考向四 分布系数 / 滴定曲线 / 定量图像分析
4.(2025·江苏·高考真题)可用于制备光学材料和回收砷。
(1)制备。由闪锌矿[含及少量硫化镉等]制备的过程如下:
已知:。当离子浓度小于时,认为离子沉淀完全。
(1)回收砷。用去除酸性废液中的三价砷,并回收生成的沉淀。
已知:溶液中主要以弱酸形式存在,。
时,按向酸性废液中加入,砷回收率随反应时间的变化如图乙所示。
①写出与反应生成的离子方程式:_______。
②反应后,砷回收率下降的原因有_______。
【答案】(1) 生成As2S3沉淀附着于ZnS表面,阻止反应;随着反应的进行,溶液pH增大,溶液中H2S浓度减小,促使As2S3+6H2O2H3AsO3+3H2S平衡正向移动,As2S3重新溶解,砷回收率下降
解题关键
抓住氧化还原与沉淀转化的双重本质——酸性条件下ZnS作硫源、H3AsO3与S2—结合生成As2S3;对“砷回收率随时间先升后降”:前期随反应进行As2S3不断生成、回收率上升;后期下降的关键原因是体系中有过量ZnS提供的S2—在酸性条件下生成H2S逸出、或长时间反应/升温使可逆平衡正向移动,以及过量S²⁻/ZnS持续与酸反应消耗、局部pH改变导致已沉降的As2S3重新水解溶出。即判明反应为非氧化还原的沉淀复分解配平 + 抓住所给可逆水解方程式解释后期回收率回落。
(1)
(1) 生成As2S3沉淀附着于ZnS表面,阻止反应;随着反应的进行,溶液pH增大,溶液中H2S浓度减小,促使As2S3+6H2O2H3AsO3+3H2S平衡正向移动,As2S3重新溶解,砷回收率下降
考向五 流程中的离子平衡综合
5.(2022·江苏·高考真题)硫铁化合物(、等)应用广泛。
(1)纳米可去除水中微量六价铬。在的水溶液中,纳米颗粒表面带正电荷,主要以、、等形式存在,纳米去除水中主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知:,;电离常数分别为、。
①在弱碱性溶液中,与反应生成、和单质S,其离子方程式为_______。
②在弱酸性溶液中,反应的平衡常数K的数值为_______。
③在溶液中,pH越大,去除水中的速率越慢,原因是_______。
【答案】(1) 5 c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(VI)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(VI)中物质的量分数越大
解题关键
电子守恒配平+溶度积与电离常数组合求K+界面吸附与氧化还原电势的pH依赖性。
(1)
(1)在弱碱性溶液中,与反应生成、和单质S的离子方程式为: ;反应的平衡常数K= ,由题目信息可知,,电离常数,所以K===5;在溶液中,pH越大,c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(VI)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(VI)中物质的量分数越大;故答案为:;5 ;c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(VI)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(VI)中物质的量分数越大。
考向一 弱电解质电离与粒子浓度守恒
1.(2022·江苏·高考真题)一种捕集烟气中CO2的过程如图所示。室温下以0.1mol∙L-1KOH溶液吸收CO2,若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略,溶液中含碳物种的浓度c总=c(H2CO3)+c()+c()。H2CO3电离常数分别为Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.4×10-11。下列说法正确的是
A.KOH吸收CO2所得到的溶液中:c(H2CO3)>c()
B.KOH完全转化为K2CO3时,溶液中:c(OH-)= c(H+)+c()+c(H2CO3)
C.KOH溶液吸收CO2,c总=0.1mol∙L-1溶液中:c(H2CO3)>c()
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,溶液的温度下降
【答案】C
【详解】A.KOH吸收CO2所得到的溶液,若为K2CO3溶液,则主要发生第一步水解,溶液中:c(H2CO3)<c(),若为KHCO3溶液,则发生水解的程度很小,溶液中:c(H2CO3)<c(),A不正确;
B.KOH完全转化为K2CO3时,依据电荷守恒,溶液中:c(K+)+ c(H+)=c(OH-)+ +c()+2c(),依据物料守恒,溶液中:c(K+)=2[c()+c()+c(H2CO3)],则c(OH-)= c(H+)+c()+2c(H2CO3),B不正确;
C.KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1mol∙L-1,c总=0.1mol∙L-1,则溶液为KHCO3溶液, Kh2==≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明水解程度大于电离程度,所以溶液中:c(H2CO3)>c(),C正确;
D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,发生反应为:CO2+2KOH=K2CO3+H2O、K2CO3+CaO+H2O=CaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3或K2CO3与KHCO3的混合物,则原理相同),二式相加得:CO2+CaO=CaCO3↓,该反应放热(碳酸钙分解吸热),溶液的温度升高,D不正确;
故选C。
考向二 盐类水解与溶液酸碱性
2.(2023·江苏·高考真题)室温下,用含少量的溶液制备的过程如题图所示。已知,。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.“除镁”得到的上层清液中:
C.溶液中:
D.“沉锰”后的滤液中:
【答案】C
【详解】A.溶液中存在电荷守恒:,A错误;
B.“除镁”得到的上层清液中为的饱和溶液,有,故,B错误;
C.溶液中存在质子守恒:,故,C正确;
D.“沉锰”后的滤液中还存在F-、以及极少量的锰离子等离子,故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立,D错误;
故选C。
考向三 沉淀溶解平衡与Ksp
3.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为_______。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为_______。
②为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤,_______[实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
【答案】(1)
(2) 用蒸馏水洗涤滤渣,最后一次洗涤滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象,转移滤渣至烧杯中,打开通风设备;向烧杯中边加稀HNO3边搅拌至无气泡产生,若无固体剩余,则氯化银转化完全
【详解】(1)浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀,此时,;
(2)①沉淀中埋入铁圈并压实,铁将AgCl转化为单质Ag,反应的化学方程式为:;
②判断AgCl是否完全转化,即检验混合物中是否含有AgCl,若AgCl完全转化,则剩余固体全部为银,可完全溶于稀硝酸,若AgCl未完全转化,剩余AgCl不能溶于稀硝酸,则可用稀硝酸检验,稀硝酸参与反应可能会产生氮氧化物,反应需在通风设备中进行,反应后的溶液中存在氯离子,若未将滤渣洗净,氯离子会干扰实验,所以首先需要检验氯离子是否洗净,实验方案补充为:用蒸馏水洗涤滤渣,最后一次洗涤滤液中滴加硝酸银溶液无明显现象,转移滤渣至烧杯中,打开通风设备;向烧杯中边加稀HNO3边搅拌至无气泡产生,若无固体剩余,则氯化银转化完全。
考向四 分布系数 / 滴定曲线 / 定量图像分析
4.(2026·江苏·高考真题)学习小组对氯碱生产过程中不同阶段的食盐水进行实验研究。
(1)粗盐水的检验和精制。
①用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验,焰色为黄色,没有观察到(Ca2+)的砖红色,不能确定粗盐水中是否有的理由是______________________________________________。
②准确量取浓度约的粗盐水置于锥形瓶中,调节至碱性,加入指示剂用标准溶液滴定至终点(),如图所示,用EDTA标准溶液浓度应选择__________。
A.0.0100 mol·L-1 B.0.0200 mol·L-1
③用和作沉淀剂可将粗盐水中的、转化为和除去,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比为1:2,则沉淀剂中与物质的量比为__________。
【答案】(1) 钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰 B 2:3
【详解】(1)①钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰,粗盐水中含有钠离子,所以用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验时焰色为黄色,不能观察到钙元素的砖红色;
②由题意可知,粗盐水中钙离子浓度为:=0.004 ,由方程式可知,若100 mL溶液中钙离子与25.00 mLEDTA标准溶液完全反应,标准溶液的浓度为:=0.016 ,所以实验时EDTA标准溶液浓度为0.02 ,故选B;
③向粗盐水中加入氧化钙发生的反应为:CaO+H2O+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+,加入碳酸钠发生的反应为:Ca2++=CaCO3↓,由题意可知,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比1:2,则沉淀剂中氧化钙和碳酸钠的物质的量之比为:2:(2+1)=2:3;
5.(2022·江苏·高考真题)实验室以二氧化铈()废渣为原料制备含量少的,其部分实验过程如下:
(1)实验中需要测定溶液中的含量。已知水溶液中可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色,滴定反应为。请补充完整实验方案:①准确量取溶液[约为],加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到容量瓶中后定容;②按规定操作分别将和待测溶液装入如图所示的滴定管中:③_______。
【答案】(1)从滴定管中准确放出25.00 mL 溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂苯代邻氨基苯甲酸,向锥形瓶中滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至溶液颜色恰好由紫红色变为亮黄色,且30s内颜色不变,记录滴加溶液的体积;重复以上操作2~3次
【详解】(1)从滴定管中准确放出25.00 mL 溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂苯代邻氨基苯甲酸,向锥形瓶中滴加溶液,边滴加边振荡锥形瓶至溶液颜色恰好由紫红色变为亮黄色,且30s内颜色不变,记录滴加溶液的体积;重复以上操作2~3次。
考向五 流程中的离子平衡综合
6.(2024·江苏·高考真题)室温下,通过下列实验探究的性质。已知,。
实验1:将气体通入水中,测得溶液。
实验2:将气体通入溶液中,当溶液时停止通气。
实验3:将气体通入酸性溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液经蒸干、灼烧制得固体
D.实验3所得溶液中:
【答案】D
【详解】A. 实验1得到H2SO3溶液,其质子守恒关系式为:,则 ,A错误;
B.实验2为pH为4,依据,则=,溶液,则,B错误;
C.NaHSO3溶液蒸干过程中会分解成Na2SO3、Na2SO3可被空气中O2氧化,故蒸干、灼烧得固体,C错误;
D.实验3依据发生的反应:,则恰好完全反应后,D正确;
故选D。
7.(2023·江苏·高考真题)催化剂能催化脱除烟气中的NO,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状催化剂。在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为___________;反应选用溶液而不选用溶液的原因是___________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、、(其余为)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是___________;反应温度高于380℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被还原的量减少外,还有___________(用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收废催化剂并制备的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有。已知具有八元环结构,其结构式可表示为___________。
③向pH=8的溶液中加入过量的溶液,生成沉淀。已知:,加过量溶液的目的是___________。
【答案】(1) 或 水解可促进的水解
(2) 在该温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消
(3) 提高反应温度、延长浸出时间 或 促进充分沉淀
【详解】(1)在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为,另水解会促进水解,故在水溶液中水解为沉淀的离子方程式也可写成为;反应选用溶液而不选用溶液,其原因是水解可促进的水解,
(2)反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是此温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消。反应温度高于380℃,NO转化率下降,有可能体系产生了NO,如。
(3)
提高钒元素浸出率的方法还有提高反应温度、延长浸出时间,已知具有八元环结构,且V连有五根共价键,结构式可表示为 或。饱和溶液中存在溶解平衡,加过量溶液有利于增加铵根离子浓度,促进平衡向析出沉淀的方向移动,提高的含量,促进充分沉淀。
8.(2023·江苏·高考真题)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体,生成,反应为,其平衡常数K与、、、的代数关系式为___________;下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有___________(填序号)。
A.水浴加热氧化镁浆料
B.加快搅拌速率
C.降低通入气体的速率
D.通过多孔球泡向氧化镁浆料中通
(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃),氧化溶液中的离子方程式为___________;在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内,pH增大,浆料中的氧化速率增大,其主要原因是___________。
【答案】(1) BD
(2) pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率
【详解】(1)已知下列反应:
① K
②
③
④
⑤
⑥
根据盖斯定律,①=②-③+④+⑤-⑥,故K=;
A.加热可加快反应速率,但温度升高,SO2在水中溶解度降低,且会导致H2SO3受热分解,不一定能提高吸收SO2效率,A错误;
B.加快搅拌速率,可以使反应物充分接触,提高吸收SO2效率,B正确;
C.降低通入SO2气体的速率,SO2可与MgO浆料充分接触,但会降低反应速率,不一定能提高吸收SO2效率,C错误;
D.多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触,能提高吸收SO2效率,D正确;
故选BD。
(2)根据题意,O2氧化溶液中的,被氧化为,1molO2氧化2mol,故氧化溶液中的离子方程式为:;
pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率;
1.(2026·江苏连云港·三模)室温下,探究三价铁配合物的性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
实验1:向溶液滴加数滴浓盐酸。溶液黄色加深。
实验2:向实验1所得的溶液中滴加1滴溶液。溶液变为血红色。
实验3:向实验2后所得的溶液中滴加1滴溶液。溶液红色褪去变成无色。
实验4:向实验3后所得的溶液中滴加淀粉-KI溶液。溶液无明显现象。
已知:为黄色,为红色,为无色。
下列说法正确的是
A.实验1中颜色加深的原因是的平衡常数增大
B.实验2能得出的结论是与的配位能力比的强
C.实验3所得的溶液中:
D.实验4说明在该条件下的氧化性比强
【答案】C
【详解】A.平衡常数只与温度有关,室温不变,该反应平衡常数不变,颜色加深是因为浓度增大使平衡正向移动,A错误;
B.Fe3+与Cl-、SCN-均可形成有色配合物,而铁硫氰配合物灵敏度极高,微量生成就会显现明显血红色;实验只是直接向体系中加入SCN-显色,无法判断SCN-是否取代了原有氯合配离子,也不能凭借显色现象判定二者配位能力强弱,B错误;
C.实验3滴加NaF后红色褪去,说明F-夺取[Fe(SCN)6]3-中的Fe3+,生成更稳定的无色[FeF6]3-,反应[Fe(SCN)6]3- + 6F-[FeF6]3- + 6SCN-正向进行程度大;体系中大量F-参与形成配合物被消耗,同时不断释放SCN-,平衡时溶液中c(F-) <c(SCN-),C正确;
D.实验4加入淀粉-KI溶液无明显现象,说明无生成,即不能氧化,其氧化性弱于,D错误;
故答案选C。
2.(2026·江苏南京·模拟预测)硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4·H2O中铜含量测定实验如下:
步骤1:称取一定质量硫酸四氨合铜晶体于烧杯中,加入稀硫酸,搅拌使其完全溶解;
步骤2:向上述溶液中加入过量的KI固体,充分振荡,静置,生成白色沉淀CuI;
步骤3:用Na2S2O3标准溶液进行滴定,待溶液呈浅黄色时加入淀粉溶液作指示剂,继续滴加Na2S2O3溶液至滴定终点 ,记录溶液体积。
下列说法不正确的是
A.步骤1中,稀硫酸可破坏[Cu(NH3)4]2+的配位结构,使c(Cu2+)增大
B.步骤1中,若用浓氨水溶解晶体,也能得到含Cu2+的蓝色透明溶液
C.步骤2中反应的离子方程式:2Cu2++4I− =2CuI↓+I2
D.由于CuI沉淀会吸附部分I2,故由步骤3测定的铜含量可能偏小
【答案】B
【详解】A.存在解离平衡,加入稀硫酸后H+与结合为,平衡正向移动,配位结构被破坏,增大,A正确;
B.若用浓氨水溶解晶体,溶液中浓度增大,上述解离平衡逆向移动,游离浓度极低,蓝色是配离子的颜色,并非存在大量游离,B错误;
C.步骤2中被还原为CuI沉淀,部分被氧化为碘单质,离子方程式2Cu2++4I− =2CuI↓+I2符合守恒规则,C正确;
D.CuI沉淀吸附部分,会导致滴定消耗的标准溶液体积偏小,根据反应关系,计算得到的Cu的物质的量偏小,测定的铜含量偏小,D正确;
故选B。
3.(2026·江苏连云港·三模)工业上从含和的废水中回收镁的部分流程如下:
已知:,,。
下列说法正确的是
A.溶液:
B.废水中的和浓度均为,“沉钙”后溶液中
C.“沉镁”后所得滤液中:
D.固体加入盐酸溶解,电解其溶液可制取单质镁
【答案】B
【详解】A.溶液中存在:电荷守恒:,元素守恒:,将物料守恒代入电荷守恒,整理得:,与A选项等式不符,A错误,不符合题意;
B.“沉钙”的目的是仅沉淀,保留不沉淀,因此需满足。 已知,,代入得: 开方得[若更大,也会沉淀,无法分离],且此时早已满足沉淀条件,B正确,符合题意;
C.题干流程中,先加入溶液沉钙,沉镁后的滤液中除碳酸钠外,还含有之前加入的,也会结合水电离的生成。选项给出的等式是单一溶液的质子守恒,未考虑对质子守恒的影响,因此不成立,C错误,不符合题意;
D.电解溶液时,阴极优先放电生成,无法得到单质;工业制取镁需要电解熔融,D错误,不符合题意;
故选B。
4.(2026·江苏南京·模拟预测)以铜碲渣(主要成分为Cu2Te)为原料制备单质碲(Te)并回收铜的流程如下:
下列说法正确的是
A.Na2C2O4溶液中:c(H+)+c(H2C2O4) = c(OH-)+c()
B.沉铜得到的上层溶液中:c(Cu2+)•c()>Ksp(CuC2O4)
C.Na2SO3溶液中:c(Na+)>2c()+c()
D.Na2SO3还原H2TeO3的离子方程式为:H2TeO3+=+Te+H2O
【答案】C
【详解】A.溶液中,质子守恒式为,则,A错误;
B.沉铜得到的上层溶液为的饱和溶液,此时离子积,B错误;
C.溶液中电荷守恒式为,溶液呈碱性,,推导可得,C正确;
D.还原时,S元素化合价从+4升高到+6,Te元素化合价从+4降低到0,根据电子守恒、原子守恒,配平后正确离子方程式为,选项给出式子电子不守恒,D错误;
故选C。
5.(2026·江苏苏州·三模)室温下,用溶液吸收的过程如图所示。
已知:,;,。
下列说法正确的是
A.溶液中:
B.溶液中:的平衡常数
C.“吸收”步骤完全转化为时溶液中:
D.“沉淀”步骤的离子方程式:
【答案】B
【详解】A.0.100 溶液中质子守恒式为,选项中等式多了,A错误;
B.反应的平衡常数,分子分母同乘可得,B正确;
C.溶液中,的电离常数,水解常数,电离程度大于水解程度,故,C错误;
D.由酸性顺序可知,与反应无法生成,只能生成,离子方程式应为,D错误;
故选B。
6.(2026·江苏南京·模拟预测)以含钴废渣(主要成分为和,含少量和)为原料制备的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A.通入发生反应的离子方程式:
B.溶液中:
C.“除铝”后的溶液中:
D."沉钴"得到的上层清液中:
【答案】B
【详解】A.根据题给流程图及分析可知,酸浸过程中二氧化硫会还原,根据得失电子和原子守恒可得反应的离子方程式为:,A错误;
B.在的溶液中,根据物料守恒可得:,根据电荷守恒可得:,将式代入可得,,即,B正确;
C.加入使转化为沉淀过滤后,滤液中存在的电荷守恒关系式为,C错误;
D.“沉钴”得到的上层清液为的饱和溶液,溶度积,D错误;
故选B。
7.(2026·江苏南通·模拟预测)实验室用废旧钴基合金的处理液(主要成分为、)制备的过程如下:
室温下:、、、。下列说法正确的是
A.溶液中:
B.浓度均为的NaF与溶液中:
C.若“沉钙”后的溶液中,则此时溶液的pH为5.5
D.“沉钴”后的溶液中:
【答案】C
【详解】A.在溶液中,根据物料守恒:,因此,A错误;
B.因为、,所以、,水解远强于,故在相同浓度下,B错误;
C.在“沉钙”后的溶液中有:,根据得:。再由可得:,所以此时溶液的pH为5.5,C正确;
D.“沉钴”后的溶液中含有,所以根据电荷守恒可得:,D错误;
故答案选C。
8.(2026·江苏苏州·三模)探究含钴(常见价态有+2、+3,价态不同物质颜色不同)化合物性质实验如下:
步骤Ⅰ 向溶液中逐滴加入氨水,可制得溶液。
步骤Ⅱ 分别将等浓度的溶液、溶液放置于空气中,一段时间后,前者无明显现象,后者溶液颜色发生变化。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得两份溶液中分别加入相同体积的浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ可用溶液代替氨水
B.步骤Ⅱ等浓度的、溶液中后者大
C.步骤Ⅲ中现象说明的氧化性比强
D.步骤Ⅲ中可能发生转化:
【答案】D
【详解】A.Co2+和NH3形成配合物,而不是和铵根离子形成配合物,不能用溶液代替氨水,A错误;
B.为配离子,能解离出来的Co2+浓度非常小;则等浓度的溶液、溶液中,前者的Co2+浓度高,B错误;
C.等浓度的CoSO4溶液、[Co(NH3)6]SO4溶液放置于空气中,一段时间后,加入浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体,说明CoSO4不能被氧气氧化,[Co(NH3)6]SO4能被氧气氧化,说明[Co(NH3)6]SO4溶液中的Co2+更易被氧化,则 [Co(NH3)6]SO4的还原性更强,C错误;
D.结合C分析,氧气氧化配合物中的二价钴为三价钴,三价钴氧化氯离子为氯气,氯气氧化碘离子为碘单质同时生成氯离子,发生转化:,D正确;
故选D。
9.(2026·江苏扬州·模拟预测)芒硝石灰法制取Na2SO3的流程如下:
已知:、、。
下列说法不正确的是
A.CaSO3悬浊液静置后的上层清液中:
B.Ca(HSO3)2溶液中:
C.“再生”时参加反应的
D.“过滤2”所得滤液中:
【答案】D
【详解】A.悬浊液上层清液为饱和溶液,,水解常数,水解生成的,故,A正确;
B.溶液中质子守恒关系为,B正确;
C.再生时反应为,故,C正确;
D.过滤2所得滤液中阳离子含,电荷守恒式为,选项电荷守恒式缺少的正电荷项,D错误;
故选D。
10.(2026·江苏泰州·模拟预测)室温下,通过下列实验探究和溶液的性质。
实验1:测定新制溶液,其pH约为1.
实验2:用pH计测量溶液的pH.
实验3:向溶液中滴加少量溶液,测得溶液pH为8.
已知:,,。
下列说法正确的是
A.新制溶液中存在:
B.将浓度均为与等体积混合,不能生成沉淀
C.实验2所测溶液的
D.实验3得到的溶液中存在:
【答案】D
【详解】A.溶液的电荷守恒式为,选项中的式子不符合电荷守恒,A错误;
B.等体积混合后,,根据,结合题目的,可计算得混合后,计算得混合后,离子积,能生成沉淀,B错误;
C.的电离常数,水解常数,电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,,C错误;
D.时,由得,即。代入电荷守恒式,可得左边,D正确;
故选D。
11.(2026·江苏淮安·模拟预测)尿素[CO(NH2)2]和NaClO反应生成N2H4·H2O(水合肼)。制备N2H4·H2O和无水Na2SO3实验流程如下:
已知:①N2H4·H2O具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
②25℃,,;,;,。
下列说法正确的是
A.若步骤Ⅰ中无副反应发生,所得溶液中可能存在:
B.步骤Ⅱ中反应的离子方程式为
C.25℃时,将等体积等浓度的和盐酸混合得到的溶液中存在:
D.SO2通入Na2CO3溶液中部分组分质量分数变化如图所示,线③表示
【答案】C
【详解】A.步骤Ⅰ中当二者恰好完全反应时:,若该步骤无副反应发生,则根据钠元素和氯元素守恒,存在,但工艺流程明确指出过量,则存在,A错误;
B.步骤Ⅱ为和反应生成,该反应的离子方程式为:,该反应在碱性条件下进行(溶液呈碱性,是二元弱碱),不可能生成,故B错误;
C.由题干信息可知:是二元弱碱,因此将等体积等浓度的和盐酸混合,反应为:,混合后生成,存在水解和电离两个平衡过程:电离平衡:(),水解平衡:();两式相比得,已知,,则,则,故C正确;
D.由题干信息可知酸性强弱对比:>>>;则通入溶液中,先发生反应:,则曲线①代表(浓度不断减小),曲线②代表(先升后降),曲线③代表(先升后降),曲线④代表(持续增大,直至饱和),故D错误;
故选C。
12.(2026·江苏淮安·模拟预测)为探究能否利用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,进行下列实验。
实验1:向试管a和b中分别加入4 mL0.05 mol·L-1CaCl2溶液,再向a中加入0.15 mL0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,向b中加入0.15 mL0.1 mol·L-1NaHCO3溶液,观察到试管a立即出现白色沉淀,试管b无明显现象
实验2:向试管a和b中分别加入4 mL饱和Na2CO3溶液、4 mL饱和NaHCO3溶液,再向试管a、b中分别加入0.15 mL0.5 mol·L-1CaCl2溶液,观察到两支试管均立即出现白色沉淀
实验3:向试管a和b中分别加入4 mL饱和CaCl2溶液,再向a中加入0.15 mL0.5 mol·L-1Na2CO3溶液,向b中加入0.15 mL 0.5 mol·L-1NaHCO3溶液,观察到试管a立即出现白色沉淀,试管b立即出现白色沉淀,有无色气泡产生
已知:Ksp(CaCO3)=3.4×10-9;Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11。
下列说法不正确的是
A.常温下,0.5 mol·L-1溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3>CaCl2
B.实验3中,试管b中发生反应的离子方程式为:2HCO+Ca2+=CaCO3↓+H2O+CO2↑
C.常温下,利用氯化钙溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3时需控制溶液浓度在一定范围
D.将10 mL0.005 mol·L-1CaCl2溶液与10 mL0.002 mol·L-1NaHCO3溶液混合,溶液中出现白色沉淀
【答案】D
【详解】A.Na2CO3中CO水解程度大于HCO,溶液碱性更强;NaHCO3溶液中HCO水解程度大于电离程度,呈弱碱性;CaCl2是强酸强碱盐,溶液呈中性,因此pH顺序为Na2CO3>NaHCO3>CaCl2,A正确;
B.实验3试管b出现白色沉淀CaCO3和无色气泡CO2,给出的离子方程式满足原子守恒、电荷守恒,与现象一致,B正确;
C.实验1中低浓度时CaCl2仅与Na2CO3产生沉淀,实验2高浓度时和两者都产生沉淀,因此鉴别时需要控制溶液浓度范围,C正确;
D.混合后总体积为20 mL,c(Ca2+)==0.0025 mol/L,c(HCO)==0.001 mol/L,计算CO浓度,由HCOH++CO,Ka2(H2CO3)==4.7×10-11,其中氢离子浓度近似等于碳酸根浓度即c(H+)= c(CO),则c(CO)==≈6.86×10-8 mol/L,离子积常数Qc=c(Ca2+)×c(CO)=0.0025 mol/L×6.86×10-8 mol/L=1.715×10-10<Ksp(CaCO3)=3.4×10-9,所以无白色沉淀生成,D错误;
故选D。
13.(2026·江苏泰州·模拟预测)焦磷酸二氢二钠(Na2H2P2O7)可用于制备荧光材料Ba2P2O7,合成Na2H2P2O7的流程如图所示:
已知:室温下,H4P2O7的Ka1=10-1,Ka2=10-2.1,Ka3=10-6.7,Ka4=10-9.35;Ba2P2O7的Ksp=4.0×10-11。下列说法正确的是
A.0.1 mol/LH3PO4溶液中:c(H+)=3c(PO)+3c(HPO)+3c(H2PO)
B.“调pH=4.4”时发生反应:3Na2CO3+2H3PO4=2Na3PO4+3CO2↑+3H2O
C.0.1 mol/LNa2H2P2O7溶液中存在:c(H3P2O)+c(H+)<c(HP2O)+c(OH−)
D.Ba2P2O7的悬浊液中c(Ba2+)约为2.0×10-3.7 mol/L
【答案】D
【详解】A.H3PO4溶液的电荷守恒式为c(H+)=3c(PO)+2c(HPO)+c(H2PO)+c(OH−),未配平电荷且缺少c(OH−),A错误;
B.pH=4.4时,P元素主要以H2PO形式存在,反应应该生成NaH2PO4,而非Na3PO4,B错误;
C.H2P2O的电离常数Ka3=10-6.7,水解常数Kh=Kw/Ka2=10-14/10-2.1=10−11.9,电离大于水解;
质子守恒等式:,整理得:
中,的电离远大于水解,,则,C错误;
D.Ba2P2O7悬浊液中存在沉淀溶解平衡Ba2P2O7(s)2Ba2+(aq)+ P2O(aq),则Ksp=c2(Ba2+)·c(P2O)=4.0×10−11,设c(Ba2+)=2x mol/L,则c(P2O)=x mol/L,Ksp=(2x)2·x=4x3=4.0×10−11解得x≈10-3.7,所以c(Ba2+)约为2.0×10-3.7 mol/L,D正确;
故选D。
14.(2026·江苏泰州·模拟预测)为探究和KI的反应,进行如下实验:
实验Ⅰ 向溶液中加入2滴溶液,产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色;继续逐滴滴加溶液,先变为白色悬浊液,最终得到无色澄清溶液。
实验Ⅱ 向溶液中加入2滴溶液,产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色;继续逐滴滴加溶液,先变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最终得到无色溶液。
已知:无色,黄色,CuI为白色沉淀,不存在于溶液中。下列说法不正确的是
A.实验Ⅰ、Ⅱ中,土黄色沉淀可能是反应生成的CuI沉淀吸附了生成的所致
B.通过实验Ⅰ、Ⅱ现象可推测:与反应的速率快于CuI与反应的速率
C.实验Ⅱ中变为黄绿色悬浊液时,发生的反应为
D.实验Ⅱ中黄色溶液最终变为无色,可推测:与生成配合物反应的限度小于二者发生氧化还原反应的限度
【答案】C
【详解】A.与发生反应,生成白色沉淀和棕黄色,土黄色沉淀是吸附所致,A正确;
B.已知,结合实验Ⅰ,逐滴加入Na2S2O3溶液时,先出现白色悬浊液,说明附着在CuI表面的优先与反应,待消耗完全后才参与反应,可推测与反应速率快于与的反应速率,B正确;
C.实验Ⅱ中,首先发生反应,由于过量,黄绿色悬浊液阶段,是过量与生成黄色,与未溶解的白色沉淀混合呈现黄绿色,此时主要反应是与生成配合物,不是溶解生成,故该方程式错误,C错误;
D.(形成配离子)为黄色,(形成配离子)为无色,实验Ⅱ中黄色溶液最终变为无色,说明:和先生成黄色配位化合物,最终配位化合物转化为氧化还原反应的产物:无色的一价铜配离子。这说明:与生成配合物的反应限度更小,二者发生氧化还原反应的限度更大,反应最终向生成氧化还原产物的方向进行到底,D正确;
故选C。
15.(2026·江苏南通·模拟预测)室温下,取三根打磨后形状大小相同的镁条,通过下列实验探究镁在溶液中的反应。已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.5×10-11。
实验1:将镁条放入滴有酚酞的水溶液中,镁条表面有少量气泡,溶液显无色;
实验2:将镁条放入滴有酚酞的稀NaCl溶液中,有气体产生,溶液显红色;
实验3:将镁条放入NaHCO3溶液中,有较多气体产生;经检验,该气体中含H2和CO2。
下列说法正确的是
A.实验1产生的气体中可能含有O2
B.实验2反应后的溶液中存在:2c(Mg2+)+c(H+)=c(OH-)
C.实验3中氧化剂为H2O
D.实验3中生成CO2的反应:Mg+4=MgCO3+CO2↑+2+H2O
【答案】B
【详解】A.实验1中Mg与水反应:,Mg作还原剂,H元素被还原为,O元素为-2价不可能被氧化为,A错误;
B.实验2反应后溶液中离子有、、、、,根据电荷守恒得,NaCl不参与反应,,两式联立消去和,可得,B正确;
C.实验3中生成,得电子的一部分来自的电离,因此氧化剂不只有,C错误;
D.给出的反应式中Mg元素从0价升高到+2价,失去2个电子,但没有元素化合价降低,得失电子不守恒,原子不守恒,不符合实验事实,D错误;
故选B。
16.(2026·江苏盐城·模拟预测)室温下,通过下列实验探究SO2的性质。已知、;、。
实验1:将SO2气体通入氨水中,pH=7时停止通气。
实验2:将0.01 mol SO2气体通入100 mL Na2CO3溶液中,充分反应。
实验3:将SO2气体通入硫酸酸化的KMnO4溶液中,当溶液恰好褪色时停止通气。
下列说法正确的是
A.实验1所得溶液中:
B.实验2所得溶液中:
C.实验2所得溶液呈碱性
D.实验3所得溶液中:
【答案】B
【详解】A.实验1所得溶液pH=7,,根据电荷守恒 ,可得 ,因此 ,A错误;
B.实验2中 ,反应生成等物质的量的和,由电荷守恒:,结合物料守恒:、、,推导可得到,B正确;
C.实验2所得溶液是等物质的量的和,的电离呈酸性,水解显示碱性,的电离常数为Ka2=6.2×10-8, 的水解常数Kh=,的电离大于的水解,溶液呈酸性,C错误;
D.实验3当溶液恰好褪色时,二者恰好完全反应,根据得失电子守恒,反应中消耗的SO2和KMnO4物质的量之比为5:2,则有, 但KMnO4溶液是用硫酸酸化,溶液中存在硫酸提供的额外,因此,D错误;
故答案选B。
17.(2026·江苏徐州·模拟预测)常温下,用废液(主要成分为溶液,含、杂质)为原料制备电极材料的流程如下所示。
已知:,
下列说法正确的是
A.“除钙镁”后滤液中:
B.的溶液中:
C.溶液中:
D.沉铁中发生反应的离子方程式为
【答案】C
【详解】A.除钙镁后溶液中浓度相同,,A错误;
B.的溶液中电荷守恒为,变形得,时,,代入得差值为,B错误;
C.溶液中电荷守恒为,物料守恒为,将物料守恒代入电荷守恒消去,整理可得,C正确;
D.中为+3价,反应物为+2价,该离子方程式无氧化剂,电子不守恒;实际沉铁过程中,会先被氧化为,再与反应生成沉淀,因此涉及的离子方程式有,D错误;
故选 C。
18.(2026·江苏连云港·模拟预测)以、、(尿素)为原料可制备(水合肼),其主要实验流程如下:
已知:,,,,。
下列说法正确的是
A.步骤Ⅰ所得溶液中可能存在
B.步骤Ⅱ中反应的离子方程式为
C.时,将等体积等物质的量浓度的和盐酸混合得到的溶液中存在
D.步骤Ⅲ蒸馏出水合肼后的残留液中
【答案】C
【详解】A.步骤Ⅰ是通入过量溶液,反应为,根据物料守恒,含氯粒子总浓度等于反应消耗的浓度,由于过量,故,A错误;
B.步骤Ⅰ体系为强碱性环境,会与反应生成,不可能放出,正确离子方程式应为:,B错误;
C.等体积等浓度的和混合,恰好反应生成,溶质为,对不等式变形推导:水解(酸式解离):,水解常数,可得;水合肼第二步电离:,,可得,比较得,因此,即,C正确;
D.步骤Ⅱ配平后的反应为:,生成的和物质的量相等,会发生水解,且步骤Ⅰ还会生成,因此,D错误;
故选C。
19.(2026·江苏南京·模拟预测)以铜阳极泥氨浸液(阳离子主要有[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、[Pb(NH3)4]2+和[Bi(NH3)6]3+)为原料制备高纯Ag的流程如下:
(1)“沉银”时,AgCl的沉淀率达99%,同时Pb和Bi几乎完全转化为PbCl2和BiOCl沉淀。滤液Ⅰ中的主要阳离子除H+外,还有___________。
(2)“除杂”后滤液Ⅱ中主要含有[PbCl6]2−和[BiCl6]-。
① 写出由 BiOCl转化为[BiCl6]-的离子方程式:___________。
② 其他条件相同,当c(HCl)>3.5mol·L-1时,银回收率降低的原因是___________。
(3)“氨浸”时发生反应:AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)。欲使0.01 molAgCl完全溶解,至少需要1.0 L 氨水的浓度为___________。(写出计算过程) [忽略溶液体积变化,以c(NH3)计]。已知:反应Ag+(aq)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)的平衡常数K=1.0×107;Ksp(AgCl)=2.0×10-10;≈0.224。
(4)“还原”时,[Ag(NH3)2]Cl转化为Ag的化学方程式为___________。
(5)高纯银用途广泛。
①银铈合金是优良的导电材料,一种银铈晶体结构单元如图所示,该结构单元是否属于晶胞,___________(填“是”或 “不是”)。
② Ag通过“活化处理”可实现Ag+的可控释放。研究发现,Ag+可与细菌体内含巯基(—SH)的酶反应,生成稳定的配位化合物(Ag—S—)可破坏酶的活性,从而起到杀菌作用。Ag+与NH3也能形成稳定的[Ag(NH3)2]+,但Ag+与巯基的配位能力更强,其可能原因为___________。
【答案】(1)、Cu2+
(2) BiOCl+H2O2 +4H++5Cl- =[BiCl6]-+3H2O c(Cl-)大,部分AgCl转化为[AgCl2]-进入滤液Ⅱ而损失
(3)计算过程见解析
(4)4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4 ·H2O+3H2O =4NH4Cl+4NH3·H2O+N2↑+4Ag↓
(5) 不是 S比N的电负性小,容易给出孤对电子
【详解】(1)由分析,滤液Ⅰ含过量盐酸、生成的氯化铵和氯化铜,则滤液Ⅰ中的主要阳离子除H+外,还有、Cu2+;
(2)①BiOCl沉淀和过氧化氢在盐酸存在条件下发生氧化还原反应生成[BiCl6]-,Bi化合价由+3变为+5,过氧化氢中氧元素化合价由-1变为-2,结合电子守恒,由 BiOCl转化为[BiCl6]-的离子方程式:BiOCl+H2O2+4H++5Cl- =[BiCl6]-+3H2O。
② 其他条件相同,当c(HCl)>3.5mol·L-1时,溶液中c(Cl-)大,部分AgCl转化为[AgCl2]-进入滤液Ⅱ而损失,导致银回收率降低;
(3)已知:反应Ag+(aq)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)的平衡常数K1=1.0×107;反应:AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq),,0.01 molAgCl完全溶解达到平衡时,、代入K,得到,完全溶解0.01 molAgCl消耗0.02 mol NH3,则;
(4)“还原”时,肼和[Ag(NH3)2]Cl发生氧化还原反应生成Ag和氮气,银化合价由+1变为0、肼中氮元素化合价由-2变为0,反应同时生成一水合氨和氯化铵,结合电子守恒,化学方程式为4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4 ·H2O+3H2O =4NH4Cl+4NH3·H2O+N2↑+4Ag↓;
(5)①晶胞能无隙并置,该结构单元不能无隙并置,不属于晶胞;
②S比N的电负性小,容易给出孤对电子,使得Ag+与巯基的配位能力更强。
20.(2026·江苏宿迁·二模)实验室以菱锰矿 (含MnCO3及少量 Fe、Al、Si 等氧化物) 为原料制高纯MnCO3和MnO2的流程如下。已知:室温下,Ksp(MnS)=2.6×10-13、Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13、H2S电离平衡常数Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13.
(1)焙烧。焙烧时的温度为 300~500℃,写出焙烧时MnCO3所发生反应的化学方程
式:___________。
(2)沉铁。沉铁过程中也会产生少量Mn(OH)2沉淀。Mn(OH)2在工业上可用于去除溶液中HS-,反应为 Mn(OH)2+HS-=MnS+OH-+H2O,其平衡常数K=___________。
(3)制MnCO3.将过滤后所得溶液净化后可得MnSO4溶液。将净化后MnSO4溶液置于如图所示三颈烧瓶中,控制一定的温度,将沉淀剂滴加到烧瓶中,充分反应后过滤、洗涤、干燥可得MnCO3白色粉末。沉淀剂可以使用Na2CO3溶液或NH4HCO3与氨水的混合溶液。实验小组经过比较后使用的是NH4HCO3与氨水的混合溶液。
① 不使用Na2CO3溶液的原因是___________。
② 混合溶液中氨水的作用是___________。
(4)制备MnO2.工业上利用MnSO4溶液多途径制备MnO2的流程如下,回答下列问题:
① 工艺 3 与工艺 2 相比较中,从能量和物质转化的角度分析,工艺 3 的优点是___________。
② 工艺 1 中MnSO4和K2S2O8的物质的量相同,改变NaOH的物质的量,测得 Mn 的转化率、MnO2的含量与NaOH和MnSO4物质的量比值之间的关系如图所示。根据信息,补充完整制取纯净MnO2的实验方案:将 20mL 1.0mol・L⁻¹ 的MnSO4溶液和 20mL 1.0mol・L⁻¹ 的K2S2O8溶液混合,___________,干燥,得到纯净的MnO2(实验中可使用的试剂是 1.0mol・L⁻¹NaOH溶液、1.0mol・L⁻¹H2SO4溶液、1.0mol・L⁻¹BaCl2溶液)。
【答案】(1)
(2)10
(3) Na2CO3溶液碱性较强,会有部分Mn(OH)2沉淀生成,所得MnCO3不纯 调节pH,增大CO32-的浓度,使锰离子尽可能的沉淀
(4) 耗能低,O2来源丰富,副产物(NH4)2SO4可以循环利用 边搅拌边向混合溶液中加入90 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液,充分反应后过滤,向滤渣中边搅拌边加入适量1.0 mol·L-1 H2SO4溶液,当固体不再减少时,过滤,用蒸馏水多次洗涤滤渣,直至取最后一次洗涤滤液加入1.0 mol·L-1 BaCl2溶液无沉淀生成
【详解】(1)据分析可知焙烧时加入硫酸铵,焙烧时的温度为 300~500℃,碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气和二氧化碳,焙烧时所发生反应的化学方程式为;
(2)该反应的平衡常数推导如下: 反应:,平衡常数表达式为,结合溶度积、电离常数、水的离子积整理可得,代入已知数据、、,室温,可得;
(3)①的碱性较强,溶液中浓度较大,沉淀时易生成杂质,所得不纯,的利用率降低;② 中电离程度较小,溶液中浓度低,氨水可以中和电离出的,促进电离,提高溶液中浓度,利于转化为沉淀;
(4)①工艺2为电解法,需要消耗大量电能,工艺3不需要电解,能耗更低,工艺3使用廉价的作氧化剂,原料成本低,原子利用率更高,且副产物可以循环利用;②由图可知控制时为最佳物质的量比值,的转化率接近且含量稳定在左右,则实验方案补充:边搅拌边向混合溶液中加入溶液,充分反应后过滤,向滤渣中边搅拌边加入适量溶液,当固体不再减少时,过滤,用蒸馏水多次洗涤滤渣,直至取最后一次洗涤滤液加入溶液无沉淀生成。
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