2026届高中化学一轮复习 单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡(含解析)

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2026届高中化学一轮复习 单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡(含解析)

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单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45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.下列关于电解质溶液的说法正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1的KA溶液pH=6.5,则HA一定为弱酸
B.等pH的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,c(Cl-)C.将pH=3的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D.常温下,pH相同的盐酸和醋酸,将两溶液升温至80 ℃后溶液的 pH仍然相同
2.(2024·浙江金华模拟)下列说法正确的是(  )
A.pH=11的氨水和pH=3的盐酸混合后的溶液,若c(Cl-)=c(N),则溶液呈中性
B.在100 ℃时,pH约为6的纯水呈酸性
C.25 ℃时,将pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,所得溶液的pH=6
D.25 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液的pH小于7不能说明NH3·H2O为弱电解质
3.苯甲酸(C6H5COOH)及其钠盐是常用的食品防腐剂。25 ℃,苯甲酸的Ka=6.2×10-5,下列叙述正确的是(  )
A.0.01 mol·L-1 C6H5COOH溶液稀释100倍,pH增加2
B.0.1 mol·L-1 C6H5COONa溶液的pH≈8+2lg2
C.苯甲酸钠溶液中:c(H+)+c(C6H5COO-)=c(OH-)
D.用NaOH标准溶液滴定苯甲酸溶液,可用甲基橙作指示剂
4.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是(  )
酸 HX HY HZ
浓度/(mol·L-1) 0.12 0.2 0.9 1 1
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5
A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且Ka1>Ka2>Ka3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则变小,若加少量盐酸,则变大
C.含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:c(Z-)D.在相同温度下,Ka5>Ka4>Ka3
5.下列判断不正确的是(  )
A.在0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中c(HC)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
B.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
C.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-)
6.室温下,向3 mL 0.1 mol·L-1稀盐酸中加入1 mL 0.1 mol·L-1氯化钴溶液发生反应:
[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O
  粉红色        蓝色
ΔH>0
平衡时溶液呈浅紫色。下列说法不正确的是(  )
A.加热,溶液会逐渐变成蓝色
B.向溶液中加AgNO3,如果生成白色沉淀,说明该反应存在限度
C.加入少量水,平衡逆向移动
D.加入NaCl固体,平衡右移,但平衡常数不变
7.下列有关说法正确的是(  )
A.某温度下,弱酸的酸性:HA>HB,则等浓度的NaA和NaB溶液中离子总浓度前者小
B.常温下,将a mol·L-1氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液pH=7,则NH3·H2O的电离常数Kb=(忽略溶液混合时体积的变化)
C.等浓度的①Na2C2O4溶液、②NaHC2O4溶液、③H2C2O4溶液中,c(C2)由大到小的顺序为①>③>②
D.等浓度的HCN和NaCN的混合溶液显碱性,则溶液中>1
8.某化学学习小组模拟侯氏制碱法制备纯碱并测定其含量。
实验一:模拟侯氏制碱法制备纯碱。
实验二:测定纯碱纯度。取m g产品,用c mol·L-1盐酸滴定测量Na2CO3的含量,Na2CO3与HCl的滴定过程分两阶段,第一阶段消耗盐酸V1 L,第二阶段消耗盐酸V2 L。相关物质溶解度如下表所示。
温度/℃ 溶解度/(g·L-1) 盐 0 10 20 30 40
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 分解
NaHCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 12.7
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 45.8
下列说法错误的是(  )
A.为了促进NaHCO3沉淀析出,NaCl溶液应为饱和溶液
B.水浴加热的温度为30~35 ℃,目的是增大NH4HCO3的溶解度
C.滴定第二阶段所用的指示剂为甲基橙,滴定终点的现象为溶液由橙色变为红色
D.产品Na2CO3纯度为×100%
9.(2024·江苏南通高三模拟)室温下,为了探究Na2SO3、H2SO3的性质进行了下列实验,已知Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,下列说法正确的是(  )
实验 实验操作及结论
1 测定某浓度的Na2SO3溶液pH约为10.0
2 测量并计算0.2 mol·L-1 H2SO3溶液的c(H+)约为0.04 mol·L-1
3 测量并计算0.2 mol·L-1 H2SO3溶液中的c(H2SO3)约为0.14 mol·L-1
A.实验1所在溶液中:c(HS)>(S)
B.实验1所在溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS)+2c(H2SO3)
C.0.2 mol·L-1 H2SO3溶液中存在:c(HS)>c(H2SO3)
D.将浓度均为0.4 mol·L-1H2SO3与BaCl2等体积混合,不能生成BaSO3沉淀
10.(2024·深圳模拟预测)侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的,是生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。其原理为NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,下列说法正确的是(  )
A.氨水加水稀释过程中,逐渐减小
B.NH4Cl溶液中存在:c(N)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中水的电离程度:前者大于后者
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(C)-c(H2CO3)
11.(2024·长沙模拟)氢硒酸是一种比醋酸略强的二元弱酸。室温下,通过调节0.1 mol·L-1 H2Se溶液的pH(假设溶液体积不变),测得溶液中lg X[X=或]随pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.直线①对应的纵坐标中X为
B.m点对应溶液的pH=7.45
C.随着溶液pH的改变,溶液的导电能力也会改变
D.含有等物质的量Na2Se和NaHSe的溶液中:c(Na+)>c(Se2-)>c(HSe-)
12.毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
已知:
Ca2+ Mg2+ Fe3+
开始沉淀时的pH 11.9 9.1 1.9
完全沉淀时的pH 13.9 11.1 3.2
Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。
下列说法正确的是(  )
A.①处15%的某酸,可以是盐酸或硝酸
B.滤渣Ⅱ的成分只有Mg(OH)2
C.②处加入草酸的作用是使Ca2+沉淀完全
D.③操作需要在HCl气流中进行
13.(2024·辽宁大连模拟)常温下,向NH4F溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lg X[X表示或]随pH变化如图,已知Ka(HF)=10-4.5,Ⅰ线和Ⅱ线交点横坐标为6.6,下列说法错误的是(  )
A.Ⅰ线代表lg
B.Ⅱ线和横轴交点坐标为(8.7,0)
C.NH4F溶液加水稀释过程中pH逐渐减小
D.NH4F溶液中存在:c(N)+c(OH-)+2c(NH3·H2O)=c(H+)+c(F-)+2c(HF)
14.(2024·湖北模拟预测)某氨基酸衍生物AcryMet(简称H2L)的pKa1=1.47,pKa2=7.90。常温下构建Cu2+ H2L体系,其中c0(Cu2+)=0.012 5 mol·L-1,c0(Cu2+)∶c0(H2L)=1∶2.2,体系中含Cu物种分布系数与pH关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.Cu(HL)2[CuHL]++HL- K≈0.008
B.pH=4.5时c([CuHL]+)>c(HL-)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=11时,存在2c(L2-)+c([HL]-)+c([CuL(OH)]-)+c(OH-)=2c(Cu2+)+c([CuHL]+)+c(H+)
D.pH=12后继续增大pH,溶液中的c([CuL(OH)]-)一定继续增大
15.已知相同温度下,Ksp(BaSO4)下列说法错误的是(  )
A.曲线①中y2=4.9
B.-lg c(Ba2+)=5.1时,两溶液中=1
C.加适量BaCl2固体可使溶液由c点变到b点
D.该温度下:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡都与日常生活、工农业生产等息息相关。回答下列问题:
(1)25 ℃时,FeCl3溶液呈酸性的原因是      (用离子方程式表示),把FeCl3溶液蒸干并灼烧得到的固体产物是    (填化学式)。
(2)25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)=    ,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的=    。
(3)25 ℃时,柠檬酸(用H3R表示)为三元弱酸,其电离常数:Ka1=7.4×10-4,Ka2=1.7×10-5,Ka3=4.0×10-7;电离常数的负对数:pKa1=3.13,pKa2=4.76,pKa3=6.40。
①在浓度均为0.1 mol·L-1的NaH2R和Na2HR的混合液中,c(H2R-)   (填“<”“>”或“=”)c(HR2-);c(H3R)+c(H2R-)+c(HR2-)+c(R3-)=    (填写准确数值,下同)。
②当c(H2R-)=c(R3-)时,溶液的pH=   。
17.(13分)(2024·广东模拟预测)CN-能与Ag+生成[Ag(CN)2]-,常用于自然界中提取银或废液中回收银。
(1)已知Ag在第五周期,与Cu同族,Ag+的价层电子排布式为   。[Ag(CN)2]-中   原子提供孤电子对。
(2)向AgCl悬浊液中加入少量NaCN粉末,沉淀会逐渐溶解。此过程也可以表示为AgCl(s)+2NaCN(s)[Ag(CN)2]-(aq)+2Na+(aq)+Cl-(aq),则此反应的ΔH=   。
已知:
(3)常温下,向含有Na[Ag(CN)2]溶液中加入Na2S,生成黑色沉淀,存在以下平衡:
ⅰ.Ag+(aq)+2CN-(aq)[Ag(CN)2]-(aq) Kf=1021;
ⅱ.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq) Ksp=10-50。
①下列说法正确的是   (填字母)。
A.加入Na2S时,反应ⅰ的平衡逆向移动,其平衡常数Kf减小
B.随着c(CN-)增大,减小
C.溶液中存在c(Na+)+c(H+)+c(Ag+)=c([Ag(CN)2]-)+c(CN-)+c(OH-)
D.加水稀释,反应ⅱ的平衡正向移动,c(Ag+)增大
②反应2[Ag(CN)2]-(aq)+S2-(aq)Ag2S(s)+4CN-(aq) K=   (用Ksp、Kf表示)。
(4)由于CN-有剧毒,生产中常改用R2-提取Ag+。
已知:Ag+(aq)+R2-(aq)[AgR]-(aq) K1=108.8;
[AgR]-(aq)+R2-(aq)[AgR2]3-(aq) K2=104.7。
向1 L 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中加入Na2R固体,得到澄清溶液(溶液体积不变),溶液中Ag+、[AgR]-、[AgR2]3-的物质的量分数δ(X)随-lg c(R2-)的变化如图所示。
已知:溶液中δ(X)=。
①曲线   (填标号)表示Ag+的变化。
②m点c(R2-)约为    mol·L-1。
18.(15分)(2025·山西高三模拟)石油、天然气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气中普遍含有H2S,对H2S回收处理并加以利用是人们普遍关心的问题。已知Ka1(H2S)=10-6.88、Ka2(H2S)=10-14.12。
回答下列问题:
(1)硫化氢可以用NaOH溶液吸收,也可以用ZnCl2溶液吸收。
①向100 mL 0.3 mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入H2S气体至完全反应,当溶液中c(Na2S)与c(NaHS)相等时,通入的H2S气体在标准状况下的体积约为    L。
②常温下,向0.1 mol·L-1ZnCl2酸性溶液中通入H2S至c(H2S)=0.01 mol·L-1时,溶液中刚好有ZnS沉淀生成,计算溶液的pH=   [已知:Ksp(ZnS)=10-21.6]。
(2)活性炭氧化吸附脱除H2S的原理如图所示,已知核心反应为HS-+O===S↓+OH-。
①其他条件不变时,增大水膜的厚度,H2S的去除率   (填“增大”或“降低”)。
②研究发现,其他条件不变时,适当增大水膜的pH,H2S的去除率增大,其原因可能为   。
(3)最近我国在太阳能光电催化 化学耦合处理硫化氢研究中取得新进展,相关装置如图所示。a极区依次发生的反应为   、   。
(4)富玛克斯法治理硫化氢的工艺流程如图所示,反应Ⅰ中无论H2S是少量还是过量均只生成两种酸式盐,反应Ⅱ生成RNHOH,反应Ⅲ生成RNO(R表示芳香烃基)。
①结合反应Ⅰ判断,四个电离常数Ka1(H2S)、Ka2(H2S)、Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)中最大的和最小的分别是   、   。
②写出反应Ⅱ中生成硫单质的化学方程式:       。
19.(14分)(2023·武汉江汉区模拟)高纯硫酸锰在电池材料领域具有重要的用途。一种以软锰矿(主要成分是MnO2,含有Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)和硫铁矿(主要成分是FeS2,含有FeO、NiO、SiO2等杂质)为原料制备MnSO4流程如图所示。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Ni2+
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.9
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的成分是SiO2。“酸浸”过程中,FeS2转化为Fe2(SO4)3的化学方程式为       。
(2)“氧化”目的是将浸出液中Fe2+氧化为Fe3+,为检测溶液中Fe2+是否被氧化完全,可选用的化学试剂为       。
(3)已知加入CaCO3调节溶液pH为5~6,则“滤渣2”的主要成分是       。
(4)已知Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(NiS)=1.0×10-21,请用沉淀溶解平衡原理计算说明“除杂1”中选择MnS的原因为       。
(5)“除杂2”中加入MnF2的作用是       。
(6)如图为MnSO4溶解度曲线。则“结晶”的具体操作为       、       、洗涤、干燥。单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45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.下列关于电解质溶液的说法正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1的KA溶液pH=6.5,则HA一定为弱酸
B.等pH的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,c(Cl-)C.将pH=3的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D.常温下,pH相同的盐酸和醋酸,将两溶液升温至80 ℃后溶液的 pH仍然相同
答案 B
解析 温度未知,所以无法判断HA是强酸还是弱酸,A错误;等pH的盐酸和醋酸溶液的浓度:c(HCl)CH3COOH,D错误。
2.(2024·浙江金华模拟)下列说法正确的是(  )
A.pH=11的氨水和pH=3的盐酸混合后的溶液,若c(Cl-)=c(N),则溶液呈中性
B.在100 ℃时,pH约为6的纯水呈酸性
C.25 ℃时,将pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,所得溶液的pH=6
D.25 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液的pH小于7不能说明NH3·H2O为弱电解质
答案 A
解析 pH=11的氨水和pH=3的盐酸混合后的溶液存在电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),若c(Cl-)=c(N),则c(OH-)=c(H+),溶液呈中性,故A正确;在100 ℃时,Kw=10-12,pH约为6的纯水呈中性,故B错误;25 ℃时,溶液的pH=6显酸性,将pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍不可能由碱性变为酸性,故C错误;25 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液的pH小于7,是因为N+H2ONH3·H2O+H+,说明NH3·H2O为弱电解质,故D错误。
3.苯甲酸(C6H5COOH)及其钠盐是常用的食品防腐剂。25 ℃,苯甲酸的Ka=6.2×10-5,下列叙述正确的是(  )
A.0.01 mol·L-1 C6H5COOH溶液稀释100倍,pH增加2
B.0.1 mol·L-1 C6H5COONa溶液的pH≈8+2lg2
C.苯甲酸钠溶液中:c(H+)+c(C6H5COO-)=c(OH-)
D.用NaOH标准溶液滴定苯甲酸溶液,可用甲基橙作指示剂
答案 B
解析 苯甲酸为一元弱酸,加水稀释时,电离平衡右移,溶液pH增加小于2,故A错误;由电离常数可知,苯甲酸根离子的水解常数Kh=,则0.1 mol·L-1苯甲酸钠溶液中氢氧根离子浓度为 mol·L-1,所以溶液pH≈8+2lg2,故B正确;苯甲酸钠溶液中存在质子守恒关系:c(H+)+c(C6H5COOH)=c(OH-),故C错误;苯甲酸为一元弱酸,则苯甲酸钠在溶液中水解使溶液呈碱性,则用氢氧化钠标准溶液滴定苯甲酸溶液时,应用酚酞作指示剂,故D错误。
4.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是(  )
酸 HX HY HZ
浓度/(mol·L-1) 0.12 0.2 0.9 1 1
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5
A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且Ka1>Ka2>Ka3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则变小,若加少量盐酸,则变大
C.含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:c(Z-)D.在相同温度下,Ka5>Ka4>Ka3
答案 D
解析 相同温度下电离度随溶液浓度的增大而减小,结合表中数据判断,当HX的浓度为1 mol·L-1时,HX的电离度小于0.1,故三种酸的酸性强弱顺序为HZ>HY>HX,D项正确;电离常数只与温度有关,温度相同,Ka1=Ka2=Ka3,A项错误;依据Z-+H2OHZ+OH-可知,是Z-水解常数的倒数,其只随温度的变化而变化,B项错误;依据“越弱越水解”可知,NaX的水解程度最大,c(X-)最小,C项错误。
5.下列判断不正确的是(  )
A.在0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中c(HC)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
B.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
C.氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液中c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-)
答案 A
解析 根据碳元素守恒可知,c(HC)+c(H2CO3)+c(C)=0.1 mol·L-1,A错误;Na2CO3与NaHCO3溶液中均含有H2O、Na+、H2CO3、HC、C、H+、OH-,故所含微粒种类相同,B正确;氨水和NH4Cl溶液混合,形成pH=9的溶液,则c(OH-)>c(H+) ,根据电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),则c(Cl-)c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),C正确;根据电荷守恒可知,c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-),D正确。
6.室温下,向3 mL 0.1 mol·L-1稀盐酸中加入1 mL 0.1 mol·L-1氯化钴溶液发生反应:
[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O
  粉红色        蓝色
ΔH>0
平衡时溶液呈浅紫色。下列说法不正确的是(  )
A.加热,溶液会逐渐变成蓝色
B.向溶液中加AgNO3,如果生成白色沉淀,说明该反应存在限度
C.加入少量水,平衡逆向移动
D.加入NaCl固体,平衡右移,但平衡常数不变
答案 B
解析 正反应为吸热反应,加热,平衡正向移动,溶液变蓝色,故A正确;Cl-过量,所以向溶液中加入硝酸银,会生成氯化银白色沉淀,不能说明反应存在限度,故B错误;加水稀释,平衡逆向移动,故C正确;加入氯化钠,氯离子浓度增大,平衡向右移动,但平衡常数只受温度影响,故D正确。
7.下列有关说法正确的是(  )
A.某温度下,弱酸的酸性:HA>HB,则等浓度的NaA和NaB溶液中离子总浓度前者小
B.常温下,将a mol·L-1氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液pH=7,则NH3·H2O的电离常数Kb=(忽略溶液混合时体积的变化)
C.等浓度的①Na2C2O4溶液、②NaHC2O4溶液、③H2C2O4溶液中,c(C2)由大到小的顺序为①>③>②
D.等浓度的HCN和NaCN的混合溶液显碱性,则溶液中>1
答案 B
解析 酸性:HA>HB,故水解程度:B->A-,则等浓度的NaB溶液的碱性强于NaA溶液的碱性,根据电荷守恒:c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+),c(OH-)+c(B-)=c(H+)+c(Na+)等浓度时,NaA溶液中c(H+)更大,离子总浓度更大,A错误;常温下,将a mol·L-1氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知,c(Cl-)=c(N)= mol·L-1,由元素守恒可知,c(NH3·H2O)+c(N)= mol·L-1,则NH3·H2O的电离常数Kb=,B正确;三种溶液中c(C2):①>②>③,C错误;等浓度的HCN和NaCN的混合溶液显碱性,说明CN-水解程度大于HCN的电离程度,溶液中<1,D错误。
8.某化学学习小组模拟侯氏制碱法制备纯碱并测定其含量。
实验一:模拟侯氏制碱法制备纯碱。
实验二:测定纯碱纯度。取m g产品,用c mol·L-1盐酸滴定测量Na2CO3的含量,Na2CO3与HCl的滴定过程分两阶段,第一阶段消耗盐酸V1 L,第二阶段消耗盐酸V2 L。相关物质溶解度如下表所示。
温度/℃ 溶解度/(g·L-1) 盐 0 10 20 30 40
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 分解
NaHCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 12.7
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 45.8
下列说法错误的是(  )
A.为了促进NaHCO3沉淀析出,NaCl溶液应为饱和溶液
B.水浴加热的温度为30~35 ℃,目的是增大NH4HCO3的溶解度
C.滴定第二阶段所用的指示剂为甲基橙,滴定终点的现象为溶液由橙色变为红色
D.产品Na2CO3纯度为×100%
答案 C
解析 制备Na2CO3的工艺流程中,先将NaCl加水溶解,再加入NH4HCO3溶液,水浴加热,根据不同温度条件下各物质的溶解度不同,为了得到NaHCO3晶体,控制温度在30~35 ℃发生反应,静置抽滤后,最终得到滤液为NH4Cl溶液,晶体为NaHCO3,再将其加热烘干,利用NaHCO3受热易分解的性质,加热分解NaHCO3制备Na2CO3,即2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。Na2CO3与HCl的滴定过程,第一次滴定发生的反应是Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,滴定终点为碱性,因此指示剂使用的是酚酞;第二次滴定时发生的反应是NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,滴定终点为弱酸性,因此使用的指示剂可以是甲基橙,据此作答。使用氯化钠饱和溶液,能够最大程度地提高氯化钠的浓度,促进NaHCO3沉淀析出,故A正确;由题中所给信息可知,40 ℃时,NH4HCO3会发生分解,若是低于30 ℃,反应速率较慢,因此目的是增大NH4HCO3的溶解度,更有利于NaHCO3的析出,故B正确;根据分析可知,第二次滴定时使用的指示剂为甲基橙溶液,滴定到终点前溶液的溶质为碳酸氢钠和氯化钠,滴定达到终点后溶液的溶质为氯化钠和碳酸(溶解的CO2),所以滴定终点的现象为溶液由黄色变橙色,故C错误;第一次滴定发生的反应是Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,则n(Na2CO3)=n生成(NaHCO3)=n(HCl)=c mol·L-1×V1 L,则产品Na2CO3纯度为×100%,故D正确。
9.(2024·江苏南通高三模拟)室温下,为了探究Na2SO3、H2SO3的性质进行了下列实验,已知Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,Ka1(H2SO3)=1.4×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-8,下列说法正确的是(  )
实验 实验操作及结论
1 测定某浓度的Na2SO3溶液pH约为10.0
2 测量并计算0.2 mol·L-1 H2SO3溶液的c(H+)约为0.04 mol·L-1
3 测量并计算0.2 mol·L-1 H2SO3溶液中的c(H2SO3)约为0.14 mol·L-1
A.实验1所在溶液中:c(HS)>(S)
B.实验1所在溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS)+2c(H2SO3)
C.0.2 mol·L-1 H2SO3溶液中存在:c(HS)>c(H2SO3)
D.将浓度均为0.4 mol·L-1H2SO3与BaCl2等体积混合,不能生成BaSO3沉淀
答案 B
解析 Ka2=,结合pH代入数值知,Na2SO3溶液中c(S)>c(HS),A错误;在Na2SO3溶液中,根据质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HS)+2c(H2SO3),B正确;0.2 mol·L-1H2SO3溶液中的c(H2SO3)约为0.14 mol·L-1,c(H+)约为0.04 mol·L-1,根据H2SO3的电离方程式,得出c(HS)<0.04 mol·L-1,所以c(H2SO3)>c(HS),C错误;将浓度均为0.4 mol·L-1H2SO3与BaCl2等体积混合后,c(H2SO3)为0.2 mol·L-1,c(Ba2+)为0.2 mol·L-1,c(S)= mol·L-1=1.05×10-7 mol·L-1,Q(BaSO3)=c(Ba2+)·c(S)=0.2×1.05×10-7=2.1×10-8>Ksp(BaSO3)=5.0×10-10,所以溶液中会产生沉淀,D错误。
10.(2024·深圳模拟预测)侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的,是生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。其原理为NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,下列说法正确的是(  )
A.氨水加水稀释过程中,逐渐减小
B.NH4Cl溶液中存在:c(N)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中水的电离程度:前者大于后者
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(C)-c(H2CO3)
答案 D
解析 NH3·H2ON+OH-,Kb=,,氨水加水稀释过程中,c(OH-) 减小,逐渐增大,A错误;NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液中存在:c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-),B错误;等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中水的电离程度:前者小于后者,C错误;0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中存在质子守恒,则c(H+)-c(OH-)=c(C)-c(H2CO3),D正确。
11.(2024·长沙模拟)氢硒酸是一种比醋酸略强的二元弱酸。室温下,通过调节0.1 mol·L-1 H2Se溶液的pH(假设溶液体积不变),测得溶液中lg X[X=或]随pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.直线①对应的纵坐标中X为
B.m点对应溶液的pH=7.45
C.随着溶液pH的改变,溶液的导电能力也会改变
D.含有等物质的量Na2Se和NaHSe的溶液中:c(Na+)>c(Se2-)>c(HSe-)
答案 D
解析 随pH的增大c(H2Se)减小,c(HSe-)增大,因此lg减小,即直线①代表lg与pH的关系,A正确;依据图像信息及电离平衡常数表达式,可求出氢硒酸的电离平衡常数Ka1=10-3.9、Ka2=10-11,m点为两直线的交点,可得,m点存在c2(H+)=Ka1·Ka2=10-14.9即pH为7.45,B正确;改变溶液的pH,可能是通过加入酸或碱进行,故导电能力会改变,C正确;根据电离平衡常数,Na2Se是强碱弱酸盐,Se2-更易水解,NaHSe的水解大于电离,溶液呈碱性,溶液中c(HSe-)>c(Se2-),D错误。
12.毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
已知:
Ca2+ Mg2+ Fe3+
开始沉淀时的pH 11.9 9.1 1.9
完全沉淀时的pH 13.9 11.1 3.2
Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。
下列说法正确的是(  )
A.①处15%的某酸,可以是盐酸或硝酸
B.滤渣Ⅱ的成分只有Mg(OH)2
C.②处加入草酸的作用是使Ca2+沉淀完全
D.③操作需要在HCl气流中进行
答案 C
解析 毒重石用15%的盐酸浸取后,溶液含有的阳离子有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+,加入氨水调节pH后,Fe3+完全沉淀,滤渣Ⅰ为氢氧化铁,加入氢氧化钠调节pH=12.5后Mg2+全部沉淀,Ca2+部分沉淀,滤渣Ⅱ中含有氢氧化镁和氢氧化钙,加入适量草酸后钙离子沉淀完全,滤渣Ⅲ为草酸钙,滤液再经过蒸发浓缩、冷却结晶就可以得到BaCl2·2H2O。③为蒸发浓缩、冷却结晶,不需要在HCl气流中进行,D错误。
13.(2024·辽宁大连模拟)常温下,向NH4F溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lg X[X表示或]随pH变化如图,已知Ka(HF)=10-4.5,Ⅰ线和Ⅱ线交点横坐标为6.6,下列说法错误的是(  )
A.Ⅰ线代表lg
B.Ⅱ线和横轴交点坐标为(8.7,0)
C.NH4F溶液加水稀释过程中pH逐渐减小
D.NH4F溶液中存在:c(N)+c(OH-)+2c(NH3·H2O)=c(H+)+c(F-)+2c(HF)
答案 C
解析 向NH4F溶液中滴加NaOH溶液,随着pH增大,c(F-)增大,c(HF)减小,lg增大, c(N)减小,c(NH3·H2O)增大,lg减小,Ⅰ线代表lg,A正确;Ⅰ线和Ⅱ线交点横坐标为6.6,可得,,Kb(NH3·H2O)=10-5.3,横轴交点说明=1,则,c(OH-)=10-5.3 mol·L-1,pH=8.7,B正确;Ka(HF)>Kb(NH3·H2O),NH4F溶液显酸性,加水稀释过程中水解程度增大,但氢离子浓度减小,pH逐渐增大,C错误;NH4F溶液中存在电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),元素守恒:c(N)+c(NH3·H2O)=c(F-)+c(HF),两式相减得c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)+c(HF),与c(N)+c(NH3·H2O)=c(F-)+c(HF)相加得c(N)+c(OH-)+2c(NH3·H2O)=c(H+)+c(F-)+2c(HF),D正确。
14.(2024·湖北模拟预测)某氨基酸衍生物AcryMet(简称H2L)的pKa1=1.47,pKa2=7.90。常温下构建Cu2+ H2L体系,其中c0(Cu2+)=0.012 5 mol·L-1,c0(Cu2+)∶c0(H2L)=1∶2.2,体系中含Cu物种分布系数与pH关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.Cu(HL)2[CuHL]++HL- K≈0.008
B.pH=4.5时c([CuHL]+)>c(HL-)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=11时,存在2c(L2-)+c([HL]-)+c([CuL(OH)]-)+c(OH-)=2c(Cu2+)+c([CuHL]+)+c(H+)
D.pH=12后继续增大pH,溶液中的c([CuL(OH)]-)一定继续增大
答案 A
解析 由图可知,溶液pH为6.90时,溶液中[CuHL]+的分布系数与Cu(HL)2的分布系数均为48%,由电离常数可知,H2L溶液中Ka1==1×10-1.47,pH=6.90,得到关系式c(HL-)=1×105.43×c(H2L)①,Ka2==1×10-7.9,得到10c(L2-)=c(HL-)②,部分HL-和L2-与铜离子结合,导致浓度减少,与Cu元素结合的L元素总浓度为0.012 5 mol·L-1×0.48+0.012 5 mol·L-1×0.48×2+0.012 5 mol·L-1×0.04=0.018 5 mol·L-1 ③,根据L元素守恒有关系式c(HL-)+c(H2L)+c(L2-)+c(与Cu结合的L元素)=0.012 5 mol·L-1 ×2.2④,将①、②、③代入④中得到关系式c(HL-)+c(HL-)+0.018 5 mol·L-1=0.027 5 mol·L-1,则HL-的浓度约为0.008 mol·L-1,由方程式可知,反应的平衡常数K==c(HL-)≈0.008,故A正确;由图可知,溶液pH为4.5时,同理由A项可知1×10-3.03×c(HL-)=c(H2L)①,103.4c(L2-)=c(HL-)②,溶液pH为4.5时,与Cu元素结合的L元素总浓度大约为0.012 5 mol·L-1,根据L元素守恒有关系式,c(HL-)+c(H2L)+c(L2-)+c(与Cu结合的L元素)=0.012 5 mol·L-1×2.2,代入①和②得到c(HL-)+10-3.03× c(HL-)+10-3.4×c(HL-)+0.012 5 mol·L-1=0.027 5 mol·L-1,解得HL-的浓度约为0.015 mol·L-1,溶液pH为4.5时,溶液中[CuHL]+小于0.012 5 mol·L-1,则溶液中HL-的浓度大于[CuHL]+, 故B错误;由图可知,溶液pH为11时,溶液中外加碱调节pH,则溶液中存在电荷守恒关系2c(L2-)+c([HL]-)+c([CuL(OH)]-)+c(OH-)=2c(Cu2+)+c([CuHL]+)+c(H+)中缺少了金属阳离子,故C错误;由图可知,溶液pH为12时,[CuL(OH)]-的分布系数接近最大,则继续增大pH,溶液中[CuL(OH)]-会转化为氢氧化铜而减小,故D错误。
15.已知相同温度下,Ksp(BaSO4)下列说法错误的是(  )
A.曲线①中y2=4.9
B.-lg c(Ba2+)=5.1时,两溶液中=1
C.加适量BaCl2固体可使溶液由c点变到b点
D.该温度下:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10
答案 B
解析 由硫酸钡的溶度积小于碳酸钡可知,曲线①表示硫酸钡的沉淀溶解曲线,曲线②表示碳酸钡的沉淀溶解曲线。由图可知,当溶液中-lg c(Ba2+)=1.0时,-lg c(S)=9.0,则硫酸钡的溶度积为1.0×10-1× 1.0×10-9=1.0×10-10,当溶液中-lg c(Ba2+)=5.1时,溶液中y2=10-5.1=4.9,故A、D正确;向碳酸钡饱和溶液中加入氯化钡固体,溶液中钡离子浓度增大,溶度积不变,则硫酸根离子浓度减小,可以使溶液由c点变到b点,故C正确。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡都与日常生活、工农业生产等息息相关。回答下列问题:
(1)25 ℃时,FeCl3溶液呈酸性的原因是      (用离子方程式表示),把FeCl3溶液蒸干并灼烧得到的固体产物是    (填化学式)。
(2)25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)=    ,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的=    。
(3)25 ℃时,柠檬酸(用H3R表示)为三元弱酸,其电离常数:Ka1=7.4×10-4,Ka2=1.7×10-5,Ka3=4.0×10-7;电离常数的负对数:pKa1=3.13,pKa2=4.76,pKa3=6.40。
①在浓度均为0.1 mol·L-1的NaH2R和Na2HR的混合液中,c(H2R-)   (填“<”“>”或“=”)c(HR2-);c(H3R)+c(H2R-)+c(HR2-)+c(R3-)=    (填写准确数值,下同)。
②当c(H2R-)=c(R3-)时,溶液的pH=   。
答案 (1)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ Fe2O3 (2)6.0×10-3 mol·L-1 0.62 (3)①< 0.2 mol·L-1 ②5.58
解析 (2)NH3·H2ON+OH-,Kb==1.8×10-5,因电离微弱,氨水的浓度近似为2.0 mol·L-1,解得c(OH-)=6.0×10-3 mol·L-1;,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,溶液中的=0.62。(3)①在浓度均为0.1 mol·L-1的NaH2R和Na2HR的混合液中,H2R-电离常数Ka2=1.7×10-5,水解常数Kh=≈1.35×10-11 ,H2R-以电离为主,同理HR2-也以电离为主,且H2R-的电离程度大于HR2-的电离程度,所以c(H2R-)17.(13分)(2024·广东模拟预测)CN-能与Ag+生成[Ag(CN)2]-,常用于自然界中提取银或废液中回收银。
(1)已知Ag在第五周期,与Cu同族,Ag+的价层电子排布式为   。[Ag(CN)2]-中   原子提供孤电子对。
(2)向AgCl悬浊液中加入少量NaCN粉末,沉淀会逐渐溶解。此过程也可以表示为AgCl(s)+2NaCN(s)[Ag(CN)2]-(aq)+2Na+(aq)+Cl-(aq),则此反应的ΔH=   。
已知:
(3)常温下,向含有Na[Ag(CN)2]溶液中加入Na2S,生成黑色沉淀,存在以下平衡:
ⅰ.Ag+(aq)+2CN-(aq)[Ag(CN)2]-(aq) Kf=1021;
ⅱ.Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq) Ksp=10-50。
①下列说法正确的是   (填字母)。
A.加入Na2S时,反应ⅰ的平衡逆向移动,其平衡常数Kf减小
B.随着c(CN-)增大,减小
C.溶液中存在c(Na+)+c(H+)+c(Ag+)=c([Ag(CN)2]-)+c(CN-)+c(OH-)
D.加水稀释,反应ⅱ的平衡正向移动,c(Ag+)增大
②反应2[Ag(CN)2]-(aq)+S2-(aq)Ag2S(s)+4CN-(aq) K=   (用Ksp、Kf表示)。
(4)由于CN-有剧毒,生产中常改用R2-提取Ag+。
已知:Ag+(aq)+R2-(aq)[AgR]-(aq) K1=108.8;
[AgR]-(aq)+R2-(aq)[AgR2]3-(aq) K2=104.7。
向1 L 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中加入Na2R固体,得到澄清溶液(溶液体积不变),溶液中Ag+、[AgR]-、[AgR2]3-的物质的量分数δ(X)随-lg c(R2-)的变化如图所示。
已知:溶液中δ(X)=。
①曲线   (填标号)表示Ag+的变化。
②m点c(R2-)约为    mol·L-1。
答案 (1)4d10 C
(2)ΔH1+ΔH2+ΔH3
(3)①B ②
(4)①c ②4×10-4.7
解析 (1)[Ag(CN)2]-中配体为CN-,CN-中C原子和N原子都含有孤电子对,由于C的电负性小于N,对电子对的吸引能力较弱,则C原子提供孤电子对。(2)已知:①Ag+(aq)+2CN-(aq)[Ag(CN)2]-(aq)  ΔH1;②AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH2;③2NaCN (s)2CN-(aq)+2Na+(aq) ΔH3;由盖斯定律可知,①+②+③可得AgCl(s)+2NaCN(s)[Ag(CN)2]-(aq)+2Na+(aq)+Cl-(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(3)①加入Na2S时,S2-和Ag+反应生成Ag2S沉淀,Ag+的浓度减小,反应ⅰ的平衡逆向移动,平衡常数只受温度影响,反应ⅰ的平衡常数Kf不变,A错误;温度不变,反应ⅰ的平衡常数不变,则是定值,随着c(CN-)增大,减小,B正确;溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)+c(Ag+)=c([Ag(CN)2]-)+c(CN-)+c(OH-)+2c(S2-)+c(HS-),C错误;加水稀释,反应ⅱ的平衡正向移动,但c(Ag+)减小,D错误。②由盖斯定律可知,-反应ⅱ-2×反应ⅰ可得2[Ag(CN)2]-(aq)+S2-(aq)Ag2S(s)+4CN-(aq),由Ksp、Kf的表示式可知该反应的平衡常数K=。(4)①已知:Ag+(aq)+R2-(aq)[AgR]-(aq)、[AgR]-(aq)+R2-(aq)[AgR2]3-(aq),向1 L 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中加入Na2R固体,随着c(R2-)的增大,-lg c(R2-)减小,Ag+的物质的量分数减小,[AgR]-的物质的量分数先增大后减小,[AgR2]3-的物质的量分数增大,则曲线c表示Ag+的变化。②由①可知,曲线a代表[AgR2]3-的变化,m点[AgR2]3-的物质的量分数为0.8,[AgR2]3-的浓度为0.08 mol·L-1,此时Ag+的物质的量分数为0,则[AgR]-的浓度为0.1 mol·L-1-0.08 mol·L-1=0.02 mol·L-1,反应[AgR]-(aq)+R2-(aq)[AgR2]3-(aq)的平衡常数K2==104.7,则c(R2-)=4×10-4.7 mol·L-1。
18.(15分)(2025·山西高三模拟)石油、天然气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气中普遍含有H2S,对H2S回收处理并加以利用是人们普遍关心的问题。已知Ka1(H2S)=10-6.88、Ka2(H2S)=10-14.12。
回答下列问题:
(1)硫化氢可以用NaOH溶液吸收,也可以用ZnCl2溶液吸收。
①向100 mL 0.3 mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入H2S气体至完全反应,当溶液中c(Na2S)与c(NaHS)相等时,通入的H2S气体在标准状况下的体积约为    L。
②常温下,向0.1 mol·L-1ZnCl2酸性溶液中通入H2S至c(H2S)=0.01 mol·L-1时,溶液中刚好有ZnS沉淀生成,计算溶液的pH=   [已知:Ksp(ZnS)=10-21.6]。
(2)活性炭氧化吸附脱除H2S的原理如图所示,已知核心反应为HS-+O===S↓+OH-。
①其他条件不变时,增大水膜的厚度,H2S的去除率   (填“增大”或“降低”)。
②研究发现,其他条件不变时,适当增大水膜的pH,H2S的去除率增大,其原因可能为   。
(3)最近我国在太阳能光电催化 化学耦合处理硫化氢研究中取得新进展,相关装置如图所示。a极区依次发生的反应为   、   。
(4)富玛克斯法治理硫化氢的工艺流程如图所示,反应Ⅰ中无论H2S是少量还是过量均只生成两种酸式盐,反应Ⅱ生成RNHOH,反应Ⅲ生成RNO(R表示芳香烃基)。
①结合反应Ⅰ判断,四个电离常数Ka1(H2S)、Ka2(H2S)、Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)中最大的和最小的分别是   、   。
②写出反应Ⅱ中生成硫单质的化学方程式:       。
答案 (1)①0.448 ②1.2
(2)①降低 ②增大pH,促进H2S的电离,HS-浓度增大,促使反应HS-+O===S↓+OH-的进行
(3)Fe2+-e-===Fe3+ 2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
(4)①Ka1(H2CO3) Ka2(H2S) ②NaHS+RNO+NaHCO3===RNHOH+S↓+Na2CO3
解析 (1)①向100 mL 0.3 mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入H2S气体完全反应,当溶液中c(Na2S)与c(NaHS)相等时,发生反应的化学方程式为3NaOH+2H2S===Na2S+NaHS+3H2O,NaOH的物质的量为0.03 mol,故消耗H2S的物质的量为0.02 mol,其标准状况下的体积为0.448 L。②向0.1 mol·L-1ZnCl2酸性溶液中通入H2S至c(H2S)=0.01 mol·L-1时,溶液中刚好有ZnS沉淀生成时,溶液中c(S2-)= mol·L-1=10-20.6 mol·L-1,H2S的Ka1=、Ka2=,则c2(H+)==10-2.4,c(H+)=10-1.2 mol·L-1,pH=1.2。(2)①氧气分子在活性炭表面变为活性氧原子,其他条件不变时,增大水膜的厚度,氧气分子变为活性氧原子的数量降低,H2S的去除率降低。(3)在a极上Fe2+失去电子变为Fe3+,Fe3+和H2S反应生成Fe2+、S和H+,故a极区发生的反应为Fe2+-e-===Fe3+、2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+。
(4)①由题意可知反应Ⅰ中无论H2S是少量还是过量均只生成两种酸式盐,则反应Ⅰ中发生反应的化学方程式为H2S+Na2CO3===NaHS+NaHCO3,且H2S不能和HC反应生成H2CO3,据此判断Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S)>Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S)。②由题意可知反应Ⅱ的反应物为NaHS、RNO、NaHCO3,生成物有RNHOH、S和碳酸钠,其中发生反应的化学方程式为NaHS+RNO+NaHCO3===RNHOH+S↓+Na2CO3。
19.(14分)(2023·武汉江汉区模拟)高纯硫酸锰在电池材料领域具有重要的用途。一种以软锰矿(主要成分是MnO2,含有Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)和硫铁矿(主要成分是FeS2,含有FeO、NiO、SiO2等杂质)为原料制备MnSO4流程如图所示。
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Ni2+
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.9
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的成分是SiO2。“酸浸”过程中,FeS2转化为Fe2(SO4)3的化学方程式为       。
(2)“氧化”目的是将浸出液中Fe2+氧化为Fe3+,为检测溶液中Fe2+是否被氧化完全,可选用的化学试剂为       。
(3)已知加入CaCO3调节溶液pH为5~6,则“滤渣2”的主要成分是       。
(4)已知Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(NiS)=1.0×10-21,请用沉淀溶解平衡原理计算说明“除杂1”中选择MnS的原因为       。
(5)“除杂2”中加入MnF2的作用是       。
(6)如图为MnSO4溶解度曲线。则“结晶”的具体操作为       、       、洗涤、干燥。
答案 (1)15MnO2+2FeS2+14H2SO4===15MnSO4+Fe2(SO4)3+14H2O
(2)K3[Fe(CN)6](或铁氰化钾)
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)Ksp(MnS)=2.5×10-13>Ksp(NiS)=1.0×10-21,则可发生沉淀转化:MnS(s)+Ni2+(aq)NiS(s)+Mn2+(aq),K==2.5×108>105,反应完全
(5)沉淀Mg2+、Ca2+,且不引入新杂质
(6)蒸发结晶 趁热过滤
解析 (1)“酸浸”过程中,FeS2被二氧化锰氧化,转化为Fe2(SO4)3,还原产物为硫酸锰。(2)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)可灵敏检测出溶液中的亚铁离子,会产生特征的蓝色沉淀。(3)由表知,加入CaCO3调节溶液pH为5~6时,铁离子和铝离子已沉淀完全。(6)MnSO4的溶解度随温度升高先增大后减小,则“结晶”的具体操作为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。

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