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2025鲁科版化学选择性必修1
第3章测评
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共计20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.我国化工专家侯德榜大胆改革国外氨碱法生产工艺发明了联合制碱法,联合制碱法所得最终化工产品是 (　　)
①NaHCO3　②Na2CO3　③CaCl2　④NH4HCO3　⑤NH4Cl
A.①② B.②③ C.②⑤ D.②④
2.将打磨后的镁条放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中,用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如图。下列有关描述正确的 (　　)
A.该实验是在常温下进行的
B.实线表示溶液浊度随时间的变化
C.50 s时向溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红
D.该反应温度下饱和Mg(OH)2溶液的pH约为10
3.室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A.由水电离产生的c(OH-)为1×10-13 mol·L-1的溶液中:Mg2+、Cu2+、
B.pH=12的溶液中:Na+、N
C.加甲基橙呈红色的溶液中:、Cl-、、Na+
D.=109的溶液中:N、Cl-、Al3+、
4.下列关于水的电离平衡的相关说法正确的是(　　)
A.T ℃下,c平(H+)>的溶液一定呈酸性
B.向水中通入HCl气体,溶液中c平(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,KW减小
C.将水加热,水的电离平衡正向移动,c平(H+)增大,呈酸性
D.将0.1 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释,溶液中由水电离出的c(OH-)减小
5.25 ℃时,关于①0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液、②0.1 mol·L-1 NaOH溶液,下列叙述正确的是(　　)
A.若向①中加适量水,溶液中减小
B.若向②中加适量水,水的电离平衡正向移动
C.若将①和②均稀释100倍,①的pH变化更大
D.若将①和②混合,所得溶液的pH=7,则溶液中的c(NH3·H2O)>c(Na+)
6.下列离子方程式书写不正确的是(　　)
A.将石灰乳加入海水沉淀池得到氢氧化镁:Ca(OH)2+Mg2+Mg(OH)2+Ca2+
B.用稀酸性KMnO4溶液检验火柴头燃烧产生的气体中含有SO2:+SO2+4H+Mn2++S+2H2O
C.泡沫灭火器反应原理:3+Al3+3CO2↑+Al(OH)3↓
D.向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解:Mg(OH)2+2NMg2++2NH3·H2O
7.下列实验能达到目的的是(　　)
选项 实验目的 实验方法或操作
A 测定中和反应的反应热 酸碱中和滴定的同时,用温度传感器连续采集锥形瓶内溶液的温度,平行测定三次,并取最高温度代入计算ΔH
B 探究浓度对化学反应速率的影响 量取同体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的Na2SO3溶液,对比现象
C 判断反应后Ba2+是否沉淀完全 将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加几滴Na2CO3溶液
D 证明 Ksp(AgI)8.缓冲溶液可以抵御少量酸碱对溶液pH的影响。人体血液里最主要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HC),维持血液的pH保持稳定。已知在人体正常体温时,反应H2CO3HC+H+的Ka=10-6.1 mol·L-1,正常人的血液中c平(HC)∶c平(H2CO3)≈20∶1。则下列判断正确的是(　　)
A.正常人血液内KW=10-14 mol2·L-2
B.由题给数据可算得正常人血液的pH约为7.4(已知lg5=0.7)
C.正常人血液中存在:c平(HC)+c平(OH-)+2c平(C)=c平(H+)
D.当过量的碱进入血液中时,只有发生HC+OH-C+H2O的反应
9.下表是25 ℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数。下列说法正确的是(　　)
化学式 CH3COOH H2CO3 AgCl Ag2CrO4
Ka或Ksp Ka=1.75×10-5 mol·L-1 Ka1=4.5×10-7 mol·L-1 Ka2=4.7×10-11 mol·L-1 Ksp=1.8×10-10 mol2·L-2 Ksp=2.0×10-12mol3·L-3
A.常温下,相同浓度的①CH3COONH4、
②NH4HCO3、③NH4HSO4溶液中,c平(N)由大到小的顺序是①>②>③
B.向饱和氯水中滴加NaOH溶液至溶液刚好呈中性时,c平(Na+)=2c平(ClO-)+c平(HClO)
C.AgCl在盐酸中的Ksp大于其在水中的Ksp
D.向浓度均为1×10-3 mol·L-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中滴加1×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液,先形成沉淀
10.常温下,向20 mL 0.100 0 mo1·L-1H2B溶液中滴加0.100 0 mol·L-1NaOH溶液,滴定曲线及混合溶液中lgX[其中X表示]随pH的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.可选用酚酞做指示剂
B.X表示
C.HB-的电离平衡常数Ka(HB-)=102 mol·L-1
D.当V(NaOH)=20 mL时,所得溶液中:c平(Na+)-c平(HB-)<2c平(B2-)
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是(　　)
A.三种酸的电离常数关系:Ka(HA)B.滴定至P点时,HB溶液中:c平(B-)>c平(Na+)>c平(HB)>c平(H+)>c平(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c平(A-)=c平(B-)=c平(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c平(HA)+c平(HB)+c平(HD)=c平(OH-)-c平(H+)
12.一种由湿法炼铜的低铜萃取余液(含Co2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、H+、)回收金属的工艺
流程如下:
室温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。下列说法正确的是(　　)
金属离子 Co2+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Mn2+
开始沉淀时的pH 7.8 5.5 5.8 1.8 8.3
完全沉淀时的pH 9.4 6.7 8.8 2.9 10.9
A.“滤渣Ⅰ”的主要成分为Fe(OH)3
B.氧化Fe2+时发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+
C.“沉钴”时,用Na2CO3溶液代替NaHCO3溶液可以提高CoCO3的纯度
D.NaHCO3溶液中存在:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HC)+c平(C)+c平(OH-)
13.25 ℃时,将1.0 L w mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合,充分反应后向混合溶液中通(加)入HCl气体或NaOH固体。溶液pH随通(加)入HCl或NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.a、b、c对应的混合液中,水的电离程度由大到小的顺序是c>b>a
B.c点溶液中,c平(Na+)>c平(CH3COO-)
C.加入NaOH过程中,减小
D.若忽略体积变化,25 ℃时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=×10-7 mol·L-1
14.某温度时,向氨水中通入CO2,各种粒子的物质的量分数随pH的变化趋势如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.随着CO2的通入,不断增大
B.在pH=9.0时,c平(N)>c平(C)>c平(HC)>c平(NH2COO-)
C.溶液中:c平(N)+c平(NH3)=2c平(C)+c平(HC)+c平(NH2COO-)+c平(OH-)
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
15.难溶盐CaF2可溶于盐酸,常温下,用HCl调节CaF2浊液的pH,测得体系中-lgc平(F-)或-lgc平(Ca2+)与lg的关系如图。下列说法不正确的是(　　)
A.N代表-lgc平(Ca2+)与lg的变化曲线
B.Y点的溶液中存在c平(Cl-)C.常温下,Ksp(CaF2)=10-10.6 mol3·L-3
D.Z点的溶液中存在lgc平(Ca2+)-2lg=-4.2
三、非选择题:共4小题,共60分。
16.(15分)水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。河水是主要的饮用水源,污染物通过饮用水可直接毒害人体,也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。请回答下列问题:
(1)纯水在100 ℃时,pH=6,该温度下1 mol·L-1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)=　　　　　　　　 mol·L-1。
(2)25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则相同温度时,HX的电离平衡常数　　　(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:
化学式 电离常数(25 ℃)/(mol·L-1)
HCN K=4.9×10-10
CH3COOH K=1.8×10-5
H2CO3 Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11
①25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　。
(5)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c平(CH3COO-)-c平(Na+)=　　　　　　　 mol·L-1(填精确值)。
17.(16分)亚硝基硫酸(NOSO4H)是染料工艺中重要的原料。
Ⅰ.实验室将SO2通入浓硝酸和浓硫酸的混酸中可制备亚硝基硫酸,装置如图1。C中主要发生反应:SO2+HNO3SO3+HNO2,SO3+HNO2NOSO4H。
图1
图2
(1)为了使C中反应充分,通入SO2的速率不能过快,可采取的措施是　　　　　　　　。
(2)D装置的作用是　　　　　　　　。
Ⅱ.产品中亚硝基硫酸NOSO4H(Mr=127)质量分数的测定。称取1.700 g产品放入250 mL的锥形瓶中,加入100.00 mL 0.100 0 mol·L-1的KMnO4溶液和少量稀硫酸,发生反应:2KMnO4+5NOSO4H+2H2OK2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,产品中其他杂质不与KMnO4反应。反应完全后,用0.500 0 mol·L-1的Na2C2O4标准溶液滴定过量的KMnO4,发生反应:2Mn+5C2+16H+2Mn2++8H2O+10CO2↑,消耗Na2C2O4标准溶液30.00 mL。
(3)配制100 mL 0.100 0 mol·L-1的KMnO4溶液所需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、　　　　　。
(4)Na2C2O4标准溶液应盛放在图2所示的滴定管　　　(填“A”或“B”)中。滴定终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得产品中亚硝基硫酸的质量分数　　　　(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(6)产品中亚硝基硫酸的质量分数为　。
18.(14分)(2024·滨州高二检测)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有C,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
图1
图2
①以酚酞为指示剂(变色pH范围8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
②H3AsO4第一步电离H3AsO4H2As+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=　　　　　　　　　　(pKa1=-lgKa1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH 7~9时,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②在pH 4~7时,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.(15分)工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),含有MgO、SiO2等杂质]为原料,制备金属钛和铁红的工艺流程如图。
已知:①酸溶时,FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+;
②本实验温度下,Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11 mol3·L-3;
③溶液中离子浓度小于或等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)FeTiO3中Ti元素的化合价为　　　　　　　　。
(2)滤渣1的主要成分为　　　　　　　　　　(填化学式)。
(3)“水解”中,加入90 ℃的水的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)“沉铁”中,发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　,
气态产物的电子式为　　　　　　　　　　。
(5)FeCO3转化为铁红时,反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)滤液3可用于制备Mg(OH)2。室温下,若滤液3中c平(Mg2+)=1.5×10-3 mol·L-1,向其中加入NaOH溶液,使Mg2+恰好沉淀完全时,溶液的pH=　　　　　　　　　　。
第3章测评
1.C　解析 联合制碱法利用反应:NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,先过滤出NaHCO3,将其煅烧得Na2CO3,再向滤液中加入NH3和NaCl并降温得NH4Cl,故最终所得化工产品为②和⑤,故答案为C。
2.D　解析 随着反应的进行,溶液的pH逐渐增大,浊度逐渐增大,氢氧化镁沉降会导致溶液浊度减小,所以表示浊度的为虚线,B错误;实线表示pH的变化,常温下蒸馏水的pH=7,而图像中的起始pH小于6.5,说明该实验不是在常温下进行的,故A错误;酚酞的变色范围为8~10,50 s时溶液的pH小于8,滴入酚酞后溶液为无色,故C错误;由图像可知随着时间的变化pH趋近于10,此时溶液为饱和Mg(OH)2溶液,则该温度下饱和Mg(OH)2溶液的pH约为10,故D正确。
3.D　解析 由水电离产生的c(OH-)为1×10-13 mol·L-1的溶液为强酸性或强碱性溶液,强酸性溶液中不能大量共存,强碱性溶液中Cu2+、Mg2+不能大量共存,故A不符合题意;pH=12的溶液为碱性溶液,碱性溶液中N不能大量共存,故B不符合题意;甲基橙呈红色的溶液为酸性溶液,在酸性溶液中不能大量共存,故C不符合题意;=109的溶液为酸性溶液,酸性溶液中N、Cl-、Al3+、可以大量共存,故D符合题意。
4.A　解析 T ℃下,c平(H+)>即c平(H+)>c平(OH-),溶液一定呈酸性,故A正确;向水中通入HCl气体,温度不变,水的离子积常数KW不变,故B错误;将水加热,水的电离平衡正向移动,c平(H+)和c平(OH-)同等程度增大,二者浓度相等,呈中性,故C错误;将0.1 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释时,温度不变,水的离子积常数KW=c平(H+)·c平(OH-)不变,稀释过程中c平(OH-)不断减小,溶液中由水电离出的c(OH-)=c平(H+)不断增大,故D错误。
5.B　解析 NH4Cl溶液中存在N的水解平衡:N+H2ONH3·H2O+H+,加水稀释时,平衡正向移动,n(N)减小,n(Cl-)不变,则增大,A错误;NaOH溶液中加水稀释,c(NaOH)减小,对水的电离抑制程度减小,故水的电离程度增大,B正确;NH4Cl溶液加水稀释100倍,促进N的水解,溶液中c平(H+)大于原溶液的,NaOH溶液中加水稀释100倍,c平(OH-)变为原溶液的,故NaOH溶液的pH变化更大,C错误;将①和②混合,所得溶液呈电中性,据电荷守恒可得,c平(N)+c平(Na+)+c平(H+)=c平(Cl-)+c平(OH-);由于溶液的pH=7,则有c平(OH-)=c平(H+),从而可得c平(N)+c平(Na+)=c平(Cl-);据元素守恒可得c平(N)+c平(NH3·H2O)=c平(Cl-),综合上述两式可得c平(NH3·H2O)=c平(Na+),D错误。
6.B　解析 石灰乳中Ca(OH)2主要以固体形式存在,应该写化学式,A正确;SO2具有还原性,会被酸性KMnO4溶液氧化产生H2SO4,KMnO4被还原产生Mn2+,反应的离子方程式为+5SO2+2H2O2Mn2++4H+,B错误;泡沫灭火器中NaHCO3与硫酸铝发生水解相互促进反应产生Al(OH)3沉淀和CO2气体,C正确;向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,N结合Mg(OH)2电离产生的OH-促使Mg(OH)2不断溶解,D正确。
7.C　解析 酸碱中和滴定操作是敞开体系,没有保温措施,不能测定中和反应的反应热,A错误;NaClO溶液和Na2SO3溶液反应无明显现象,无法根据实验现象进行浓度对化学反应速率影响的实验探究,B错误;将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加几滴Na2CO3溶液,若有白色沉淀产生,说明溶液中的Ba2+没有沉淀完全,若没有浑浊现象,则沉淀完全,C正确;AgNO3溶液过量,过量的Ag+与滴入的KI溶液中的I-反应产生AgI黄色沉淀,因此不能用于比较AgCl、AgI溶度积常数的大小,即不能证明Ksp(AgI)8.B　解析 人体正常体温约为37 ℃,因此正常人血液内KW>10-14 mol2·L-2,A错误;Ka=10-6.1 mol·L-1==20c平(H+),c平(H+)=5×10-8.1 mol·L-1,pH约为7.4,正常人血液的pH约为7.4,B正确;正常人血液显碱性,则c平(OH-)>c平(H+),C错误;当过量的碱进入血液中时,发生反应有H2CO3+OH-HC+H2O、HC+OH-C+H2O,D错误。
9.B　解析 CH3COONH4溶液中发生相互促进的水解反应,N浓度减小,NH4HCO3溶液中发生相互促进的水解反应,N浓度减小,但CH3COOH的酸性强于H2CO3,则HC水解程度更大,NH4HCO3互促水解程度比CH3COONH4大,NH4HSO4电离出的H+抑制N水解,则c平(N)由大到小的顺序是③>①>②,故A错误;向饱和氯水中滴入NaOH溶液至溶液刚好呈中性时,c平(H+)=c平(OH-),由电荷守恒得:c平(Na+)+c平(H+)=c平(Cl-)+c平(ClO-)+c平(OH-),则有c平(Na+)=c平(Cl-)+c平(ClO-),氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,依据元素守恒得:c平(Cl-)=c平(ClO-)+c平(HClO),所以得c平(Na+)=2c平(ClO-)+c平(HClO),故B正确;温度不变,溶度积常数不变,故C错误;Cl-产生沉淀时,c平(Ag+)= mol·L-1=1.8×10-7 mol·L-1,Cr生成沉淀时,c平(Ag+)= mol·L-1=×10-5 mol·L-1,所以Cl-先产生沉淀,故D错误。
10.C　解析 向20 mL 0.100 0 mo1·L-1H2B溶液中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,滴定终点为碱性,可用酚酞做指示剂,A项正确;由题中左图可知,当V(NaOH溶液)=0时,pH=1,即20 mL 0.100 0 mol·L-1H2B溶液的pH=1,说明H2B的第一步完全电离H2BHB-+H+,第二步部分电离HB-B2-+H+,所以X只能表示,B项正确;由题中右图可知,当pH=2时,lgX=0[即=1],HB的电离平衡常数Ka(HB-)==c平(H+)=10-2 mol·L-1,C项错误;当V(NaOH溶液)=20 mL时,反应H2B+NaOHNaHB+H2O刚好完全,此时溶质为NaHB,根据电荷守恒可得:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HB-)+2c平(B2-)+c平(OH-),由题中左图可知,此时溶液呈酸性,即c平(H+)>c平(OH-),则c平(Na+)11.AC　解析 题给三种酸均为一元酸,浓度相同时,pH越小,说明对应酸越强,电离常数越大,三种酸电离常数关系:Ka(HD)c平(Na+)>c平(HB)>c平(H+)>c平(OH-),B正确;对于任何一种酸HX,加NaOH反应达到中性时,酸越弱,需要的NaOH越少,溶液中存在电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(X-),由于c平(H+)=c平(OH-),则c平(Na+)=c平(X-),由于酸性HA>HB>HD,故达中性时三种溶液中c平(A-)>c平(B-)>c平(D-),C错误;完全中和并混合后,溶液中溶质有NaA、NaB、NaD,水电离的H+部分被A-、B-、D-结合生成HA、HB、HD,所以根据质子守恒有c平(H+)+c平(HA)+c平(HB)+c平(HD)=c平(OH-),D正确。
12.B　解析 由题干工艺流程图信息可知,向低铜萃取余液中加入CaO浆液调节pH到4.0~5.0,则产生CaSO4和Fe(OH)3沉淀,过滤得滤渣Ⅰ成分为CaSO4和Fe(OH)3,滤液中含有Co2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+等离子,向滤液中通入空气将Fe2+氧化为Fe3+,进而转化为Fe(OH)3沉淀,氧化Fe2+时反应的离子方程式为4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+,将Mn2+氧化为MnO2,过滤得滤液(主要含有Co2+和Cu2+),向滤液中加入CaO浆液,调节pH到5.5~7.8,将Cu2+转化为Cu(OH)2,即滤渣Ⅱ为Cu(OH)2,过滤得滤液,向滤液中加入NaHCO3进行沉钴,反应原理为Co2++2CoCO3↓+H2O+CO2↑,据此分析解题。
由分析可知,“滤渣Ⅰ”为Fe(OH)3和CaSO4,A错误;由上述分析可知,向滤液中通入空气将Fe2+氧化为Fe3+,氧化Fe2+时发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+,B正确;由于碳酸钠溶液的碱性比碳酸氢钠溶液的碱性强,“沉钴”时,不能用Na2CO3溶液代替NaHCO3溶液,否则将生成Co(OH)2,C错误;根据电荷守恒,NaHCO3溶液中存在:c平(Na+)+c平(H+)=c平(HC)+2c平(C)+c平(OH-),D错误。
13.AD　解析 1.0 L w mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合,混合后溶液的pH<5,显酸性,说明CH3COOH过量,溶液中的溶质为CH3COOH和CH3COONa。混合溶液中通入HCl气体,c平(H+)增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,加入NaOH固体至中性,CH3COOH大部分被中和,对水的电离的抑制作用减弱,水的电离程度增大,故水的电离程度由大到小的顺序是c>b>a,A项正确;c点溶液的pH=7,根据电荷守恒可得c平(Na+)=c平(CH3COO-),B项错误;b点溶液中,c平(Na+)14.D　解析 已知Kb=,温度一定时,Kb为常数,不随微粒浓度的变化而变化,由图像可看出,随着CO2的通入,c平(N)逐渐增大,则不断减小,A错误;pH=9.0时,由图像知溶液中各种离子浓度的大小关系为c平(N)>c平(HC)>c平(NH2COO-)>c平(C),B错误;溶液中存在电荷守恒,即c平(N)+c平(H+)=2c平(C)+c平(HC)+c平(NH2COO-)+c平(OH-),又因c平(NH3)不一定等于c平(H+),C错误;由图像可知通入CO2前氨水中没有NH2COO-,后来也不存在NH2COO-,所以NH2COO-为中间产物,即在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成,D正确。
15.B　解析 CaF2浊液中存在沉淀溶解平衡:CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq),用HCl调节溶液pH存在平衡:H++F-HF。根据Ka=,随着横坐标增大,则c平(F-)减小,-lgc平(F-)增大,故M代表-lgc平(F-)与lg的变化曲线,N代表-lgc平(Ca2+)与lg的变化曲线,选项A正确;Y点,c平(F-)=c平(Ca2+),根据元素守恒,可得2c平(Ca2+)=c平(HF)+c平(F-),c平(F-)=c平(Ca2+)=c平(HF),Y点lg>0,则c平(H+)>c平(HF)=c平(Ca2+),CaF2浊液中加入盐酸,部分H+与F-结合,因此c平(Cl-)>c平(H+)>c平(Ca2+),选项B不正确;根据X点坐标可求Ka(HF)=10-3.2 mol·L-1,W点lg=0,=1,c平(F-)=Ka(HF)×=10-3.2 mol·L-1,此时c平(Ca2+)=10-4.2 mol·L-1,则Ksp(CaF2)=(F-)·c平(Ca2+)=10-10.6 mol3·L-3,选项C正确;Z点溶液中,根据Ka(HF)=10-3.2 mol·L-1及lg=1,则有c平(F-)=10-4.2 mol·L-1,根据Ksp(CaF2)=10-10.6 mol3·L-3可得c平(Ca2+)=10-2.2 mol·L-1,lgc平(Ca2+)=-2.2,而此时lg=1,则lgc平(Ca2+)-2lg=-2.2-2×1=-4.2,选项D正确。
16.答案 (1)10-12　(2)C+H2OHC+OH-
(3)小于　稀释相同倍数,HX溶液的pH变化量比醋酸的小　(4)①Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液　②NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3　(5)9.9×10-7
解析 (1)100 ℃时,pH=6的纯水中c平(OH-)=c平(H+)=1×10-6 mol·L-1,KW=1×10-6 mol·L-1×1×10-6 mol·L-1=1×10-12 mol2·L-2,1 mol·L-1的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为1 mol·L-1,则c平(H+)=1×10-12 mol·L-1,氢氧化钠溶液中的H+来源于水的电离,所以水电离出的OH-浓度为10-12 mol·L-1。
(3)由题图可知,加水稀释的过程中,HX溶液的pH变化量小,说明HX的酸性比醋酸弱,则HX的电离平衡常数比醋酸小。
(4)①根据表中数据可知,电离常数:CH3COOH>HCN>HC,所以等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液中离子水解程度:C>CN->CH3COO-,所以溶液的pH:Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液。
②根据电离平衡常数可知酸性:H2CO3>HCN>HC,向NaCN溶液中通入少量CO2,反应生成HCN和碳酸氢钠,反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3。
(5)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,由电荷守恒可得c平(CH3COO-)+c平(OH-)=c平(Na+)+c平(H+),溶液的pH=6,c平(H+)=1×10-6 mol·L-1,c平(OH-)=1×10-8 mol·L-1,所以c平(CH3COO-)-c平(Na+)=1×10-6 mol·L-1-1×10-8 mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1。
17.答案 (1)缓慢滴加硫酸　(2)吸收SO2,防止污染空气,且防止倒吸　(3)100 mL容量瓶　(4)B　当滴入最后半滴Na2C2O4标准溶液时,溶液恰好由浅红色变为无色,且半分钟内不恢复原来的颜色　(5)偏高　(6)74.7%
解析 (1)控制通入SO2的速率可以通过缓慢滴加硫酸来实现。(2)SO2是空气污染物,NaOH溶液可吸收SO2,防止污染空气;采用倒扣漏斗,可以防止倒吸。(3)配制100 mL 0.100 0 mol·L-1的KMnO4溶液需要的玻璃仪器除题述外还需要100 mL容量瓶。(5)滴定终点时俯视滴定管刻度,读取的体积比实际偏小,使测得的剩余高锰酸钾的物质的量偏小,则与亚硝基硫酸反应的高锰酸钾的物质的量偏大,所以测得的亚硝基硫酸物质的量偏大,质量分数偏高。(6)根据化学方程式可得关系式5n(Na2C2O4)~2n(KMnO4),n(Na2C2O4)=30.00×10-3 L×0.500 0 mol·L-1=0.015 mol ,则n(KMnO4)=0.015 mol×=0.006 mol ,与亚硝基硫酸反应的KMnO4物质的量为100.00×10-3L×0.100 0 mol·L-1-0.006 mol=0.004 mol ,根据题给化学方程式可得关系式2n(KMnO4)~5n(NOSO4H),则n(NOSO4H)=0.004 mol×=0.010 mol ,所以产品中亚硝基硫酸的质量分数为×100%=74.7%。
18.答案 (1)碱性溶液吸收了空气中的CO2　(2)①OH-+H3AsO3H2As+H2O　②2.2　(3)①在pH 7~9时,随pH升高H2As转变为HAs,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增强　②在pH 4~7时,吸附剂X表面带正电荷,五价砷主要以H2As和HAs阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小　加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
解析 (1)吸附剂X中含有NaOH溶液,能吸收空气中的CO2生成C。
(2)①图1中pH为8~10时,三价砷物种主要以H3AsO3和H2As的形式存在,故滴加NaOH溶液的过程中主要反应的离子方程式为OH-+H3AsO3H2As+H2O。
②Ka1=,Ka1仅与温度有关,为方便计算,在图2中取pH=2.2时计算,此时c平(H2As)=c平(H3AsO4),则Ka1=c平(H+)=10-2.2mol·L-1,pKa1=2.2。
(3)①从图2知,pH由7升至9时,H2As转变为HAs,由题中信息知,pH>7.1时,pH越高,吸附剂X所带负电荷越多,则吸附剂X与HAs的静电斥力增强。
②在pH为4~7时,吸附剂X表面带正电荷,从图2知,pH在4~7时,吸附剂X吸附H2As和HAs;从图1知,pH在4~7时,三价砷主要以分子形式存在,二者静电引力小。加入氧化剂,可以将三价砷转化为五价砷,易被吸附剂X吸附。
19.答案 (1)+4价　(2)SiO2　(3)升高温度,稀释溶液,促进水解　(4)2HC+Fe2+FeCO3↓+H2O+CO2↑　　(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2　(6)11
解析 (2)钛铁矿用硫酸溶液溶解,发生的化学反应为FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O、MgO+H2SO4MgSO4+H2O,过滤分离出的滤渣1为SiO2,滤液中含有TiOSO4、FeSO4及未反应的硫酸等。
(3)“水解”中,加入90 ℃的水的作用是升高温度,稀释溶液,促进水解。
(4)“沉铁”过程中Fe2+与HC反应生成碳酸亚铁沉淀、水和二氧化碳,反应的离子方程式为2HC+Fe2+FeCO3↓+H2O+CO2↑;“沉铁”中,气态产物为CO2,电子式为。
(5)FeCO3转化为铁红时,反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
(6)使Mg2+恰好沉淀完全时,溶液中c平(Mg2+)=1.0×10-5 mol·L-1,所以溶液中的c平(OH-)= mol·L-1=1.0×10-3 mol·L-1,pH=11。
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