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第九单元　水溶液中的离子反应与平衡
(满分:100分)
一、选择题:本题包括13小题,每小题4分,共52分。每小题只有一个选项符合题意。
1.研究发现,在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用,这是因为氟离子能与牙齿表面的釉质层{主要成分是羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]}发生反应生成氟磷灰石:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),下列说法正确的是 (　　)
A.该反应的平衡常数表达式为K=
B.Ca5(PO4)3F中只存在离子键
C.羟基磷灰石可与有机酸产生的H+发生反应Ca5(PO4)3OH+4H+===5Ca2++HP+3H2O
D.羟基磷灰石的溶解速率等于氟磷灰石的生成速率时,反应达到平衡
2.(2024·广东广州二中质检)某二元弱酸H2A在常温下的电离常数=1.0×10-2,=2.6×10-7。下列说法不正确的是 (　　)
A.向H2A溶液中加入少量NaOH固体,则变小
B.0.1 mol·L-1 H2A溶液中:c(H+)>2c(A2-)+c(HA-)>c(OH-)
C.对H2A溶液升温,溶液的pH变小
D.0.1 mol·L-1 NaHA溶液呈酸性
3.(2024·湖南长沙雅礼中学检测)25 ℃时,用0.1 mol·L-1的盐酸分别滴定20 mL AOH和BOH两种碱溶液,滴定曲线如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.BOH溶液的碱性比AOH溶液的碱性弱
B.从开始至恰好滴定完全,两种溶液中水电离出的c(H+)始终增大
C.滴定至P点时,溶液中:c(B+)>c(Cl-)>c(BOH)>c(OH-)>c(H+)
D.pH=7时,两种溶液中:c(A+)=c(B+)
4.已知25 ℃下列物质的溶度积常数:FeS　Ksp=6.3×10-18;CuS　Ksp=1.3×10-36;ZnS　Ksp=1.6×10-24。以下说法正确的是 (　　)
A.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为×10-18 mol·L-1
B.同温度下,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
C.因为H2SO4是强酸,故CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能发生
D.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,只有FeS沉淀生成
5.常温下,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的二元酸H2A溶液。溶液中,分布系数δ随pH的变化关系如图所示[例如A2-的分布系数:δ(A2-)=]。
下列叙述正确的是 (　　)
A.曲线①代表δ(H2A)
B.滴加NaOH溶液体积为30.00 mL时,溶液中c(HA-)+2c(H+)=c(A2-)+2c(OH-)
C.A2-的水解常数Kh=1.0×10-2
D.a点时溶液中c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
6.(2024·浙江杭州质检)25 ℃时,向10 mL某浓度新制氯水中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。已知次氯酸的电离常数Ka=2.5×10-8,下列说法正确的是 (　　)
A.甲到乙发生的离子反应为Cl2+2OH-===H2O+ClO-+Cl-
B.乙到丁的过程中,水的电离程度一直增大
C.丙点对应溶液中:c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq),该反应的平衡常数K约为10-5
7.工业上可通过如图流程回收铅蓄电池中的铅,下列有关说法错误的是 (　　)
A.PbSO4在水中存在溶解平衡:PbSO4(s)Pb2+(aq)+S(aq)
B.生成PbCO3的离子方程式为PbSO4+CPbCO3+S
C.pH:滤液<饱和Na2CO3溶液
D.滤液中不存在Pb2+
8.(2024·湖南长沙检测)25 ℃时,向10 mL 0.01 mol·L-1 NaCN溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1盐酸,溶液中CN-、HCN的分布分数δ(X)[δ(X)=,X=CN-或HCN]随溶液pH的变化关系如图1所示,溶液pH随加入盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是 (　　)
A.在pH=6的溶液中c(Cl-)B.Ka(HCN)=109.3
C.b点对应溶液中c(CN-)>c(Cl-)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D.c点对应溶液中c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH-)+2c(CN-)
9.人体血液存在H2CO3-HC和HP-H2P等缓冲对。常温下,研究水溶液中各缓冲对微粒浓度之比的对数值lg x[x表示或]与pH的关系,得到如图曲线。
下列叙述错误的是 (　　)
A.曲线a表示lg与pH的变化关系
B.Ka(H2P)=10-7.2
C.随pH增大,逐渐增大
D.当少量酸进入人体血液时,H2CO3HC+H+平衡逆向移动,血液酸碱度基本不变
10.(2024·浙江杭州联考)室温下,甘氨酸在水溶液中主要以H3N+CH2COO-、H3N+CH2COOH和H2NCH2COO-的形式存在,在甘氨酸水溶液中加入NaOH或盐酸调节pH,实验测得甘氨酸水溶液中各微粒分布分数δ与pH的关系如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.a点对应溶液中,水的电离程度小于b点
B.c点对应溶液中,c(H2NCH2COO-)+c(H3N+CH2COO-)+c(H3N+CH2COOH)=c(Na+)
C.甘氨酸电离出H+的平衡常数Ka=10-x
D.a点对应溶液中存在关系式:c(H3N+CH2COOH)+c(H+)=c(H2NCH2COO-)+c(OH-)+c(Cl-)
11.(2024·湖南娄底检测)为了研究Mg(OH)2能溶于铵盐溶液的原因,进行如下实验:
①向2 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液至不再产生沉淀,将浊液分为两等份。
②向一份中逐滴加入4 mol·L-1 NH4Cl溶液,另一份中逐滴加入4 mol·L-1 CH3COONH4溶液(pH≈7),边滴加边测定其中沉淀的质量,沉淀的质量与加入铵盐溶液的体积的关系如图所示。
③将步骤①中的NaOH溶液用氨水替换,重复上述实验。
下列说法错误的是 (　　)
A.Mg(OH)2浊液中存在Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
B.步骤②中的两份浊液中均存在Mg(OH)2+2N===Mg2++2NH3·H2O
C.H+可能参与了NH4Cl溶液溶解Mg(OH)2的过程
D.步骤③中获得的图像与步骤②中的相同
12.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量。常温下,CH2==CHCOOH的电离常数Ka=5.5×10-5。向20 mL浓度均为0.10 mol·L-1的HCl和CH2==CHCOOH的混合液中滴加0.10 mol·L-1 NaOH溶液,测得溶液电导率与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.a点溶液中c(CH2==CHCOO-)约为5.5×10-5 mol·L-1
B.a、b、c、d四点对应溶液中,水的电离程度最大的是c点
C.c点对应溶液中:c(Na+)=c(Cl-)+c(CH2==CHCOOH)+c(CH2==CHCOO-)
D.该温度下pH=7的溶液在c点与d点之间
13.20 ℃时,利用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL未知浓度的HF和HF+HNO3的混合溶液,其滴定曲线如图所示。已知两溶液中HF的浓度相同,20 ℃时HF的Ka=10-3.17。下列说法不正确的是 (　　)
A.滴定HF溶液至终点时,c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)
B.曲线Ⅱ只出现一个突跃点其原因可能是HF与HNO3的Ka值相差不够大
C.HF+HNO3混合溶液滴定过程中溶液的导电能力逐渐降低
D.HF+HNO3混合溶液滴定至a点时,HF已经参与反应
二、非选择题:本题共3小题,共48分。
14.(16分)(2024·江西赣州检测)研究发现As2O3(砒霜)在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。砷有两种常见的酸:砷酸(H3AsO4)、偏亚砷酸(HAsO2)。已知H3AsO4的p、p、p依次为2.25、6.77、11.40(pKa=-lg Ka)。
回答下列问题。
(1)(2分)写出砷酸第二步电离方程式:　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)下列实验不能证明H3AsO4的酸性比HAsO2强的是　　　　　　(填标号)。
A.常温下,测定0.01 mol·L-1 HAsO2溶液和0.01 mol·L-1 H3ASO4溶液的pH,后者较小
B.常温下,测定0.1 mol·L-1 NaAsO2溶液和0.1 mol·L-1 Na3AsO4溶液的pH,后者较小
C.常温下,分别用蒸馏水将pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液稀释100倍,测定稀释后溶液的pH,后者变化较小
D.常温下,比较等体积的0.01 mol·L-1 HAsO2溶液、0.01 mol·L-1 H3AsO4溶液分别与形状、大小相同的锌粒反应,后者产生气泡较快
(3)(2分)常温下,加蒸馏水稀释H3AsO4溶液,下列数值增大的是　　　　　　(填标号)。
A.KW B.pH
C. D.c(H+)·c(H2As)
(4)(4分)向10.00 mL 0.1 mol·L-1 H3AsO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,加入体积为V时,c(H3AsO4)=
c(H2As)。
①V　　　　　　(填“>”“<”或“=”)10.00 mL。
②此时,混合溶液的pH=　　　　　　。
(5)(6分)某同学为了探究可逆反应As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)As(aq)+2I-(aq)+H2O(l),设计如图1所示装置。实验操作及现象:按图1装置加入试剂并连接装置,电流由C2流向C1。当不产生电流时,向图1装置左边烧杯中加入一定量2 mol·L-1盐酸,发现又产生电流。实验中电流与时间的关系如图2所示。
①图2中As的逆反应速率:a　　　　　　(填“>”“<”或“=”)b。
②写出图2中c点对应图1装置的正极反应式:　　　　　 　　　　　　。
③下列说法正确的是　　　　　　(填标号)。
a.实验开始时,电子由C1经盐桥流向C2
b.图2中,b点时反应达到平衡
c.向左边烧杯中加入盐酸后,平衡逆向移动
d.若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液,平衡逆向移动,电流增大
15.(18分)(2024·江苏扬州检测改编)电解质溶液中存在电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,请回答下列问题。
(1)(10分)已知部分弱酸的电离常数(25 ℃)如表所示:
HCOOH HCN H2CO3
Ka=1.8×10-4 Ka=6.2×10-10 =4.4×10-7; =4.7×10-11
①0.1 mol·L-1 NaCN溶液和0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,c(CN-)　　　　　　(1分)(填“>”“<”或“=”)c(HC)。
②常温下,pH相同的三种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是　　　　　　(1分)(填标号)。
A.HCOONa B.NaCN
C.Na2CO3
③已知25 ℃时,HCOOH(aq)+OH-(aq)===HCOO-(aq)+H2O(l)　ΔH=-a kJ·mol-1;H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-b kJ·mol-1。
甲酸电离的热化学方程式为　　　　　 　　　　　　(2分)。
④将少量CO2通入NaCN溶液中,反应的离子方程式是　　　　　　(2分)。
⑤室温下,一定浓度的HCOONa溶液的pH=9,用离子方程式表示溶液呈碱性的原因:　　　 　　　　　　(2分),
溶液中=　　　　　　(2分)。
(2)(4分)室温下,用0.100 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的氨水,滴定曲线如图所示。
①d点所对应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　(1分)。
②b点所对应的溶液中c(NH3·H2O)-c(N)=　　　　　　(2分)(用溶液中的其他离子浓度表示)。
③室温下,pH=10的氨水与pH=4的NH4Cl溶液中分别由水电离出的c(H+)的比值为　　　　　　(1分)。
(3)(4分)已知常温下,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。
①现将浓度为2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合(忽略溶液体积的变化),则生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小浓度为　　　　　 mol·L-1。
②向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时,溶液中的值为　　　　(保留三位有效数字)。
16.(14分)二氧化钛(TiO2)俗称钛白,是一种重要的白色无机颜料,从高钛渣(主要成分为TiO2、Ti3O5、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)中制备TiO2的一种清洁生产工艺流程如下:
已知:①“熔盐反应”后Ti元素以Na2TiO3存在,Na2TiO3不溶于水,可与盐酸反应,产物为TiO2+。
②一定条件下,一些金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
离子 Fe2+ Fe3+ TiO2+
开始沉淀的pH 7.0 1.9 0.3
完全沉淀的pH 9.0 3.2 2.0
回答下列问题:
(1)(2分)钛的基态原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　　。
(2)(2分)“熔盐反应”中Ti3O5发生反应的化学方程式为　　　　　　。
(3)(2分)“除杂”过程中除去的杂质为Na[Al(OH)4]和　　　　　　。
(4)(2分)“酸解”反应时钛元素参与反应的离子方程式为　　　　　　。
(5)(2分)“萃取”主要目的是除去某金属离子,该离子为　　　　　　。
(6)(4分)可用铝还原硫酸铁铵滴定法测定TiO2的质量分数:将0.200 0 g样品溶解在含有硫酸铵的硫酸中,一定条件下,加入铝将Ti4+完全还原为Ti3+。以KSCN溶液作为指示剂,用0.100 0 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定(Ti3+转化为Ti4+),平行滴定三次,消耗NH4Fe(SO4)2标准溶液体积平均为24.00 mL。
①判断滴定终点的依据是　　　　　　。
②TiO2的质量分数为　　　　　　%(保留三位有效数字)。
第九单元　水溶液中的离子反应与平衡
1.答案　A
解析　羟基磷灰石和氟磷灰石的状态均为固体,则该反应的平衡常数表达式为K=,A正确。磷酸根离子内存在共价键,则Ca5(PO4)3F中既存在离子键,又存在共价键,B错误。羟基磷灰石可与有机酸产生的H+发生反应Ca5(PO4)3OH+4H+===5Ca2++3HP+H2O,C错误。羟基磷灰石的溶解速率、氟磷灰石的生成速率均是正反应速率,因此羟基磷灰石的溶解速率等于氟磷灰石的生成速率时,不能说明反应达到平衡,D错误。
2.答案　A
解析　,,向H2A溶液中加入少量NaOH固体,c(H+)减小,不变,则变大,A项错误;0.1 mol·L-1 H2A溶液中,存在电荷守恒c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),则c(H+)>2c(A2-)+c(HA-),OH-主要由水电离产生,而H2A会抑制水的电离,则2c(A2-)+c(HA-)>c(OH-),故c(H+)>2c(A2-)+c(HA-)>c(OH-),B项正确;对H2A溶液升温,H2A的电离平衡正向移动,c(H+)增大,溶液的pH变小,C项正确;0.1 mol·L-1 NaHA溶液中,HA-的电离常数为2.6×10-7,水解常数为=1.0×10-12,HA-的电离程度大于其水解程度,故NaHA溶液呈酸性,D项正确。
3.答案　D
解析　滴定两种碱溶液消耗盐酸的体积都为20 mL,则两种碱溶液的浓度均为0.1 mol·L-1,未滴定时两种碱溶液的浓度相同,pH:AOH>BOH,则BOH溶液的碱性比AOH溶液的碱性弱,A正确;向两种碱溶液中分别滴加盐酸至恰好完全反应生成对应的盐,盐的水解可促进水的电离,故两种溶液中水电离出的c(H+)始终增大,B正确;P点对应溶液的溶质为等物质的量的BOH和BCl,溶液呈碱性,则BOH的电离程度大于BCl的水解程度,故溶液中c(B+)>c(Cl-)>c(BOH)>c(OH-)>c(H+),C正确;pH=7时,两种溶液中均存在c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可得,c(X+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)[c(X+)=c(A+)或c(B+),后同],则c(X+)=c(Cl-),由于pH=7时向两种碱溶液中加入盐酸的体积不同,则两种溶液中c(Cl-)不同,故pH=7时,两种溶液中c(A+)≠c(B+),D错误。
4.答案　A
解析　饱和CuS溶液中c(Cu2+)=c(S2-),且c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp,从而推出c(Cu2+)=×10-18 mol·L-1,故A正确;CuS和ZnS构成的形式相同,根据题中所给数据,可以看出CuS的Ksp小于ZnS的Ksp,推出CuS的溶解度小于ZnS,故B错误;CuS的Ksp很小,CuSO4与H2S电离出的S2-结合生成CuS沉淀和硫酸,该反应的发生与硫酸为强酸无关,故C错误;ZnS的Ksp比FeS的Ksp小,因此向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S,ZnS先沉淀,故D错误。
5.答案　B
解析　由图分析可知,两条分布系数曲线的起点纵坐标之和为1,说明H2A溶液中只有两种含A元素的微粒,说明H2A第一步完全电离。故曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A错误;滴加NaOH溶液体积为30.00 mL时,溶液中存在电荷守恒关系:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)以及元素守恒关系:2c(Na+)=3c(A2-)+3c(HA-),可得:c(HA-)+2c(H+)=c(A2-)+2c(OH-),B正确;由a点的pH可知HA-的电离常数Ka==1.0×10-2,A2-的水解常数Kh==1.0×10-12,C错误;a点时溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),溶液显酸性,故c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-),D错误。
6.答案　D
解析　氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,所以滴入氢氧化钠溶液时,氢氧化钠先与HCl反应,再与HClO反应,有两个滴定突跃点,由图像分析可知,甲到乙发生的是HCl与NaOH的反应,离子反应为H++OH-===H2O,A项错误;由图像可知,加入20 mL NaOH溶液,溶液中溶质为NaCl和NaClO,再加入NaOH溶液,NaOH过量,抑制水的电离,水的电离程度减小,B项错误;丙点对应溶液为NaCl、NaClO、HClO的混合溶液,且c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),故c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(H+),C项错误;由图像可知,加入20 mL NaOH溶液时两溶液恰好完全反应,n(NaOH)=20×10-3 L×0.1 mol·L-1=2×10-3 mol,则n(Cl2)==1×10-3 mol,氯水中氯气的浓度为=0.1 mol·L-1,没加入NaOH溶液时,氯水的pH=2,则c(H+)=10-2 mol·L-1,故氯水中c(H+)=c(Cl-)=c(HClO)=10-2 mol·L-1,平衡常数K=≈10-5,D项正确。
7.答案　D
解析　PbSO4在水中存在溶解平衡:PbSO4(s)Pb2+(aq)+S(aq),A正确;硫酸铅用饱和碳酸钠溶液淋洗时,碳酸根离子与铅离子结合生成碳酸铅,促进硫酸铅转化为碳酸铅,B正确;滤液中碳酸根离子的浓度小于饱和碳酸钠溶液,所以滤液中碳酸根离子水解产生氢氧根离子的浓度较小,故滤液的pH小于饱和碳酸钠溶液的pH,C正确;滤液中仍存在碳酸铅的沉淀溶解平衡,所以含有铅离子,D错误。
8.答案　D
解析　溶液中存在元素守恒c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)①,电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(CN-)②,将①代入②得c(HCN)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),又常温下pH=6时c(H+)>c(OH-),则c(Cl-)>c(HCN),A项错误;题图1中a点对应溶液中c(CN-)=c(HCN),且此时溶液的pH=9.3,故Ka(HCN)==c(H+)=10-9.3,B项错误;b点对应溶液中的溶质是等物质的量的HCN、NaCl与NaCN,且溶液呈碱性,则CN-的水解程度大于HCN的电离程度,故c(HCN)>c(Cl-)>c(CN-),C项错误;c点对应溶液中的溶质是等物质的量的HCN和NaCl,由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-)③,由元素守恒可得c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)=c(Cl-)④,联立③④得c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH-)+2c(CN-),D项正确。
9.答案　C
解析　H2P+H+的电离平衡常数Ka(H2P)=,lg=0时,pH=7.2、c(HP)=c(H2P),即Ka(H2P)=10-7.2,B正确;=
,当pH增大时,H2CO3HC+H+平衡正向移动,使c(H2CO3)减小,(H2CO3)、(H3PO4)不变,所以pH增大时,逐渐减小,C错误;当少量酸进入人体血液时,H2CO3H++HC平衡逆向移动,血液酸碱度基本不变,D正确。
10.答案　B
解析　甘氨酸分子中有氨基和羧基,氨基有碱性,在酸性较强的溶液中会结合H+生成H3N+CH2COOH;羧基有酸性,在碱性较强的溶液中会与OH-反应生成H2NCH2COO-和H2O,故随着pH的增大,曲线 Ⅰ~Ⅲ 分别表示H3N+CH2COOH、H3N+CH2COO-、H2NCH2COO-的分布分数与pH的关系。a点对应溶液是b点对应溶液中加入酸的结果,酸的加入会抑制水的电离,故a点对应溶液中水的电离程度小于b点,A项正确。题给守恒关系式为H2NCH2COONa的元素守恒关系式,题中未给出甘氨酸和加入NaOH的量的关系,故无法判断,B项错误。甘氨酸的酸式电离为H3N+CH2COO-H2NCH2COO-+H+、Ka=,当c(H2NCH2COO-)=c(H3N+CH2COO-)时,pH=x,则Ka=c(H+)=10-x,C项正确。a点对应溶液是向甘氨酸水溶液中加入了盐酸,根据电荷守恒,阴离子还有c(Cl-),即c(H3N+CH2COOH)+c(H+)=c(H2NCH2COO-)+c(OH-)+c(Cl-),D项正确。
11.答案　D
解析　Mg(OH)2为难溶电解质,Mg(OH)2浊液中存在沉淀溶解平衡,即Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),A项正确;由题图可知,加入NH4Cl溶液或CH3COONH4溶液,Mg(OH)2的质量均减少,说明Mg(OH)2溶于铵盐溶液,发生反应Mg(OH)2+2N===Mg2++2NH3·H2O,B项正确;N水解产生H+,NH4Cl溶液呈酸性,H+可能参与了NH4Cl溶液溶解Mg(OH)2的过程,C项正确;步骤③中将步骤①中的NaOH溶液用氨水替换,重复上述实验,因得到的浊液中本身就存在NH4Cl,NH4Cl会使初始产生的Mg(OH)2沉淀的质量减少,故所得的图像与步骤②中的不同,D项错误。
12.答案　D
解析　a点对应溶液为0.10 mol·L-1 HCl和CH2==CHCOOH的混合液,则c(H+)≈0.10 mol·L-1,c(CH2==CHCOOH)≈0.10 mol·L-1又CH2==CHCOOH的电离常数Ka=5.5×10-5 mol·L-1,则c(CH2==CHCOO-)≈5.5×105 mol·L-1,A正确;a点溶质为等物质的量的HCl和CH2==CHCOOH,抑制水的电离,b点溶质为等物质的量的NaCl和CH2==CHCOOH,抑制水的电离,c点溶质为等物质的量的NaCl和CH2==CHCOONa,促进水的电离,水的电离程度最大,B正确;c点溶质为等物质的量的NaCl和CH2==CHCOONa,由元素守恒可得c(Na+)=c(Cl-)+c(CH2==CHCOOH)+c(CH2==CHCOO-),C正确;b点对应溶液中,CH2==CHCOOH电离使溶液呈酸性,c点对应溶液中,CH2==CHCOONa水解使溶液呈碱性,常温下,pH=7的溶液呈中性,则在b点与c点之间,D错误。
13.答案　C
解析　滴定HF溶液至终点时,HF与NaOH恰好完全反应,生成NaF,溶液中F-水解,使溶液呈碱性,因此离子浓度大小关系为c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+),A正确;当两种酸混合溶液被滴定时,如果两者电离程度相差不大,则滴定曲线只出现一个突跃点,B正确;HF是弱电解质,滴定时生成NaF是强电解质,因此导电能力也会有增强,不会一直降低,C错误;混合溶液滴定时,先反应的是强酸,由于曲线Ⅰ和Ⅱ中HF等浓度,且Ⅰ中消耗NaOH 9 mL,Ⅱ中共消耗NaOH 15 mL,则Ⅱ中硝酸只需要6 mL NaOH溶液就反应完全,a点时消耗9 mL NaOH溶液,此时HF已经参与反应,D正确。
14.(1)H2As　(2)B　(3)BC
(4)①<　②2.25
(5)①<　②As+2OH-　③bc
解析　(1)砷酸是三元弱酸,第二步电离方程式为H2As。(2)常温下测定同浓度的两种酸溶液的pH,pH越小,表明酸性越强,A项正确;砷酸以第一步电离为主,比较相同浓度的NaAsO2和NaH2AsO4溶液的pH,利用越弱越水解原理判断砷酸和偏亚砷酸的酸性强弱,B项错误;相同pH的酸溶液,稀释相同倍数,pH变化越小,说明酸性越弱,C项正确;相同体积、相同浓度的酸溶液,分别与形状、大小相同的锌粒反应,产生气泡越快,表明酸溶液中氢离子浓度越大,酸性越强,D项正确。(3)温度不变,电离常数不变,加水稀释时,促进砷酸电离,但是氢离子浓度降低。A项,水的离子积常数只与温度有关;B项,加蒸馏水稀释,pH增大;C项,稀释过程中,砷酸电离程度增大,砷酸根离子浓度与砷酸浓度之比增大;D项,氢离子、砷酸二氢根离子浓度都减小,则乘积减小。(4)①当V=10.00 mL时,溶液溶质为NaH2AsO4,c(H2As)>c(H3AsO4),所以当c(H3AsO4)=c(H2As)时,V<10.00 mL。②此时,=c(H+),pH=-lg c(H+)=-lg =2.25。(5)①开始时反应向正反应方向进行,a→b:正反应速率减小,逆反应速率增大。②c点表示平衡逆向移动,正极反应式为As+2OH-,负极反应式为2I--2e-===I2。③电子只能在导线上传递,a错误;电流为0时表明没有电子转移,反应达到平衡,b正确;加入盐酸,中和了OH-,平衡逆向移动,c正确;若加入氢氧化钠溶液,平衡正向移动,d错误。
15.(1)①<　②ABC　③HCOOH(aq)HCOO-(aq)+H+(aq)　ΔH=(-a+b) kJ·mol-1　
④CN-+CO2+H2O===HCN+HC　⑤HCOO-+H2OHCOOH+OH-　1.8×105
(2)①c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)　②2c(H+)-2c(OH-)　③10-6　(3)①5.2×10-5　②23.6
解析　(1)①根据题给表格数据可知,HCN电离出H+的能力弱于H2CO3电离出H+的能力,根据盐类水解规律“越弱越水解”,可知CN-的水解能力强于HC,因此等浓度的NaCN和NaHCO3溶液中c(CN-)HCN>HC,三种溶液的物质的量浓度相同时的pH大小顺序是Na2CO3>NaCN>HCOONa,因此三种溶液pH相同时,其物质的量浓度大小顺序是c(HCOONa)>c(NaCN)>c(Na2CO3),即为ABC。③设HCOOH(aq)+OH-(aq)===HCOO-(aq)+H2O(l)　ΔH=-a kJ·mol-1为Ⅰ,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-b kJ·mol-1为Ⅱ,根据盖斯定律,由Ⅰ-Ⅱ得出HCOOH(aq)HCOO-(aq)+H+(aq)　ΔH=(-a+b)kJ·mol-1。④电离出H+能力的强弱顺序是H2CO3>HCN>HC,向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O===HCN+HC。⑤HCOONa为强碱弱酸盐,HCOO-发生水解,使溶液呈碱性,即HCOO-+H2OHCOOH+OH-。室温下,一定浓度的HCOONa溶液的pH=9,则c(H+)=10-9 mol·L-1,由题表可知,HCOOH的Ka==1.8×10-4,溶液中=1.8×105。(2)①当d点加入20.00 mL盐酸时,两者恰好完全反应,即反应后溶质为NH4Cl,溶液显酸性,则离子浓度大小顺序是c(Cl-)>c(NH4)>c(H+)>c(OH-)。②b点对应溶液所加盐酸的体积为10.00 mL,反应后溶质为NH3·H2O和NH4Cl,且两者的物质的量相等,根据电荷守恒,得c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),根据元素守恒,得c(N)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-),联立得c(NH3·H2O)-c(N)=2c(H+)-2c(OH-)。③室温下,pH=10的氨水中由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1,pH=4的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=10-4 mol·L-1,则室温下,pH=10的氨水与pH=4的NH4Cl溶液中分别由水电离出的c(H+)的比值为=10-6。(3)①生成BaCO3沉淀,需要BaCl2溶液的最小浓度应根据c(Ba2+)·c(C)=Ksp(BaCO3)计算,因为是等体积混合,则c(C)= mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,混合溶液中c(Ba2+)= mol·L-1=2.6×10-5 mol·L-1,即生成BaCO3沉淀时所需BaCl2溶液的最小浓度为(2.6×10-5×2) mol·L-1=5.2×10-5 mol·L-1。②溶液中≈23.6。
16.答案　(1)
(2)2Ti3O5+12NaOH+O2===6Na2TiO3+6H2O
(3)Na2SiO3
(4)Na2TiO3+4H+===TiO2++2Na++2H2O
(5)Fe3+
(6)①当滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时,锥形瓶内溶液变为红色,且半分钟内不变色　②96.0
解析　(1)钛是22号元素,基态原子的价层电子的轨道表示式为
。(2)Ti3O5与氢氧化钠和氧气反应生成Na2TiO3,故“熔盐反应”中Ti3O5发生反应的化学方程式为2Ti3O5+12NaOH+O2===6Na2TiO3+6H2O。(3)“除杂”过程中除去的杂质为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3。(4)加入HCl进行酸解,得到TiO2+,故钛元素参与反应的离子方程式为Na2TiO3+4H+===TiO2++2Na++2H2O。(5)“萃取”主要目的是除去Fe3+。(6)Ti元素的化合价由+3升高到+4,化合价升高,把Fe3+还原为Fe2+,Fe3+遇KSCN溶液,溶液变红,滴定终点的现象是滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时,锥形瓶内溶液变为红色,且半分钟内不变色;由电子守恒得二者的关系式为TiO2~NH4Fe(SO4)2,则有n(Fe3+)=n(TiO2),即n(TiO2)=n(Fe3+)=0.100 0 mol·L-1×24×10-3 L=2.4×10-3 mol,TiO2的质量分数为×100%=96.0%。

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