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综合拔高练
高考真题练
考点1　弱电解质的电离平衡
1.(2022全国乙,13)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是 (　　)
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
2.(2022广东,17改编)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。
(1)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设　稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验　用浓度均为0.1 mol·L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定pH,记录数据。
序号 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
…
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a=　　　　　,b=　　　　　。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡　　　(填“正”或“逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:　　　　　　。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。
实验结论　假设成立。
(2)查阅资料获悉:一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。小组提出:如果只有浓度均约为0.1 mol·L-1的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka 小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,测得溶液的pH为4.76
实验总结　得到的结果与资料数据相符,方案可行。
考点2　盐类的水解及影响因素
3.(2023海南,14)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
4.(2021河北,6)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:
下列说法错误的是 (　　)
A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
5.(2022湖南,13)为探究FeCl3的性质,进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1 mol·L-1)。
实验 操作与现象
① 在5 mL水中滴加2滴FeCl3溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色
② 在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液,变红褐色;再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
③ 在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液,变红褐色;将上述混合液分成两份,一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成;另一份煮沸,产生红褐色沉淀
依据上述实验现象,结论不合理的是 (　　)
A.实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B.实验②说明Fe3+既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明S对Fe3+的水解反应无影响,但对还原反应有影响
考点3　酸碱中和滴定原理及其迁移应用
阅读下列材料,完成6~8题
一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐—苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐—苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O 2CH3COOH。
③加指示剂并用c mol·L-1 NaOH—甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐—苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c mol·L-1 NaOH—甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。
6.(2023山东,8)对于上述实验,下列做法正确的是 (　　)
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
7.(2023山东,9)ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是 (　　)
A.×100%　　　　
B.×100%
C.×100%　　　　
D.×100%
8.(2023山东,10)根据上述实验原理,下列说法正确的是 (　　)
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
9.(2022河北,14)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:Ka1(H3PO4)=7.1×10-3,Ka1(H2SO3)=1.3×10-2
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为　　　　　　、　　　　　　　。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为　　　(填标号)。
A.250 mL　　　B.500 mL　　　C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因　　　　　　　　　　　　。
(4)滴定管在使用前需要　　　　　　、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为　　　　;滴定反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为　　　mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
考点4　溶液中粒子浓度的关系
10.(2023湖南,12)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)D.水的电离程度:a11.(不定项)(2021山东,15)赖氨酸[H3N+(CH2)4C-H(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:
H3R2+H2R+HRR-
向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=,下列表述正确的是 (　　)
A.
B.M点,c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=
D.P点,c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
考点5　沉淀溶解平衡
12.(2023全国甲,13)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM-pH关系图{pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5 mol·L-1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是 (　　)
A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5
B.pH=4时Al(OH)3的溶解度为 mol·L-1
C.浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时二者不会同时沉淀
13.(2023全国乙,13)一定温度下, AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是 (　　)
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(Cr),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl- 2AgCl+Cr的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
14.(2023北京,14)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知:ⅰ.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。
ⅱ.图2中曲线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)[注:起始c(Na2CO3)=0.1 mol·L-1,不同pH下c(C)由图1得到]。
下列说法不正确的是 (　　)
A.由图1,pH=10.25,c(HC)=c(C)
B.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成
C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HC)+c(C)=0.1 mol·L-1
D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1,发生反应:Mg2++2HC MgCO3↓+CO2↑+H2O
15.(2023新课标,13)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)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是 (　　)
A.曲线Ⅰ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的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+)
16.(2023全国乙,27节选)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。
为提高溶矿速率,可采取的措施是　　　　(举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是　　　　　　　。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)=　　　 mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是　　　　。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有　　　　。
高考模拟练
应用实践
1.某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度,试样不含其他能与I-发生反应的氧化性杂质,已知:2Cu2++4I- 2CuI↓+I2,I2+2S2+2I-。取m g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,部分实验仪器和读数如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.试样在容量瓶中溶解,装Na2S2O3标准溶液的滴定管选乙
B.选用淀粉作指示剂,当甲中溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色时,即达到滴定终点
C.仪器甲使用前应用待测液润洗
D.对装有待测液的滴定管读数时,滴定前后读数方式如丁图所示,则测得的结果偏小
2.某稀溶液中可能含有下列离子中的若干种:S、Na+、Mg2+、Fe3+,所含离子的物质的量浓度均相同。为了确定该溶液的组成,某同学取上述溶液,进行了如下实验:
①向溶液中加入足量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀;
②取①中沉淀,加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解且产生气体;
③取②中反应后的溶液,加入HNO3酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
下列说法正确的是 (　　)
A.①中沉淀只含BaSO4、MgCO3
B.②中气体可能是SO2
C.由实验③中的现象可知原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定存在Na+、S、Mg2+
3.HClO和亚氯酸(HClO2)是两种常见的弱酸,常温时HClO的Ka=4.7×10-11 mol2·L-2,HClO2的Ka=1.1×10-2 mol2·L-2。现将pH和体积都相同的HClO溶液和HClO2溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A.曲线Ⅰ为HClO稀释时pH变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO2溶液的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HClO2)
4.某化学小组做如下实验:
①测0.1 mol·L-1 H2S溶液的pH=4.1;
②向0.1 mol·L-1 NaHS溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变红;
③0.1 mol·L-1 NaHS溶液与等体积0.1 mol·L-1 NaOH溶液充分反应(忽略溶液体积变化);
④向5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S溶液中滴加10 mL 0.1 mol·L-1MnSO4溶液,产生粉色沉淀,再加几滴0.1 mol·L-1CuSO4溶液,产生黑色沉淀。
下列说法正确的是 (　　)
A.由实验①可得氢硫酸的Ka1的数量级为10-4
B.由实验②可得Ka1(H2S)×Ka2(H2S)C.实验③所得溶液中存在:c(Na+)-c(S2-)-c(H2S)=0.1 mol·L-1
D.由实验④可知:Ksp(MnS)5.能够抵抗外加少量强酸、强碱或水稀释,而保持pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。某化学学习小组配制不同浓度的NH4Cl-NH3缓冲溶液,探究c(NH4Cl)/c(NH3)对缓冲溶液抗酸和抗碱能力的影响。
实验1:配制缓冲溶液
该小组先配制0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1氨水,再将NH4Cl溶液和氨水按照1∶4、1∶1和4∶1的比例混合后,分别配制成15 mL缓冲溶液①、②、③,测得pH分别为10.6、10.1和9.6。
实验2:探究c(NH4Cl)/c(NH3)对缓冲溶液抗酸、抗碱能力的影响
分别向滴定管中加入0.1 mol·L-1盐酸和0.1 mol·L-1 NaOH溶液,逐滴滴入缓冲溶液①②③和等量蒸馏水中,测得pH与滴入的盐酸、NaOH溶液体积的关系如图所示。
对于实验2,下列说法错误的是 (　　)
A.c(NH4Cl)∶c(NH3)=4∶1时,缓冲溶液抗碱能力最强
B.c(NH4Cl)∶c(NH3)不变时,c(NH4Cl)+c(NH3)越大,抗酸、抗碱能力越强
C.缓冲溶液抗酸、抗碱最佳比例为c(NH4Cl)∶c(NH3)=1∶1
D.向上述缓冲溶液中加入少量盐酸或NaOH溶液时,水的电离程度均增加
6.废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2。为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收。
已知:常温下Ksp(PbSO4)=1.6×10-8 mol2·L-2,Ksp(PbCO3)=8.0×10-14 mol2·L-2。
下列说法不正确的是 (　　)
A.“铅膏”中PbO2主要来源于该电池的正极材料
B.“脱硫”利用了Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCO3)
C.“酸浸”后溶液中的主要阳离子为Pb2+和H+
D.“沉铅”后的滤液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
7.常温下,以酚酞作指示剂,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1二元酸H2A的溶液。溶液中pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积V(NaOH)的变化关系如图所示。已知:A2-的分布系数为δ(A2-)=。下列说法正确的是 (　　)
A.未加入NaOH溶液时,c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.当V(NaOH)=20.00 mL时,c(Na+)>c(HA-)+2c(A2-)
C.常温下,A2-的水解常数为1.0×10-9 mol·L-1
D.当V(NaOH)=30.00 mL时,c(HA-)+c(H+)=c(A2-)+2c(OH-)
迁移创新
8.H2S和含硫废水(其中S元素的主要化合价是-2价)对设备、环境等会造成严重危害。已知:H2S有剧毒,常温下1体积水可溶解2.6体积H2S。
(1)碱法脱硫:用K2CO3溶液吸收H2S。
已知:氢硫酸和碳酸的电离常数如下表。
Ka1/(mol·L-1) Ka2/(mol·L-1)
H2S 1.1×10-7 1.3×10-13
H2CO3 4.5×10-7 4.7×10-11
用过量的K2CO3溶液吸收H2S的离子方程式是　　　　　　　　　。
(2)H2S、HS-、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如图1。当pH=8时,含硫废水中最主要的含硫(-2价)微粒是　　　　。
图1
(3)沉淀法处理含硫废水:向pH≈8的含硫废水中加入适量含Cu2+的溶液,产生黑色沉淀且溶液的pH减小。用化学平衡移动的原理解释溶液的pH减小的原因:　　　　　　　　　　　　　　。
(4)氧化还原法处理含硫废水:向pH≈8的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀。
①主要反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　。
②不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图2。本工艺选择控制体系的pH=5,不选择pH<5,从环境保护的角度分析其主要原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图2
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
高考真题练
1.B 3.B 4.D 5.D 6.C 7.A 8.B 10.D
11.CD 12.C 13.C 14.C 15.A
1.B　溶液Ⅰ的pH=7.0,c(H+)=c(OH-),A项错误;溶液Ⅱ的pH=1.0,即c(H+)=0.1 mol·L-1,根据Ka(HA)=,得c(HA)=,再结合c总(HA)=c(HA)+c(A-)得,B项正确;HA可穿过隔膜,则膜两侧溶液中HA浓度相等,C项错误;根据Ⅰ、Ⅱ中c(HA)相等,由Ka(HA)==106,又溶液Ⅰ中≈1,c总Ⅰ(HA)=cⅠ(A-),根据B项分析,溶液Ⅱ中,c总Ⅱ(HA)=101cⅡ(A-),≈104,D项错误。
方法点津
准确提取题目中的有效信息并能迁移应用是解答本类题的有效方法,如“未电离的HA可自由穿过该膜”说明HA在溶液中可自由扩散,整个溶液中HA浓度相等,即可排除C项;常温下溶液Ⅰ的pH=7.0说明溶液呈中性,中性溶液中c(H+)=c(OH-),可排除A项。
2.答案　(1)①3.00　33.00　②正　实验Ⅱ中HAc溶液浓度为实验Ⅰ中HAc溶液浓度的,而实验Ⅱ的pH增大值小于1　(2)向Ⅰ中滴定后的溶液中加入20.00 mL HAc溶液
解析　(1)①总体积为40.00 mL,V(HAc)=4.00 mL,因n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,故V(NaAc)=3.00 mL,V(H2O)=33.00 mL。②实验Ⅱ中HAc溶液浓度为实验Ⅰ中HAc溶液浓度的,而实验Ⅰ的pH为2.86,实验Ⅱ的pH为3.36,pH增大值小于1,说明平衡正向移动。(2)根据资料知,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。当Ⅰ中滴定至终点时溶液为NaAc溶液,此时NaAc的物质的量等于所加20.00 mL HAc溶液中HAc的物质的量,故向此溶液中再加20.00 mL HAc溶液,即可得到=1的混合溶液,根据其溶液的pH即可得到Ka。
3.B　由题图可知,c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,pH>12.0,溶液中c(OH-)
>0.01 mol·L-1,A错误;盐溶液浓度越小,水解程度越大,Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小,B正确;结合题图可知,当c(Na2CO3)=0.5 mol·L-1,pH=12,Kh(C)=≈=2×10-4,则Ka2(H2CO3)==5×10-11,C错误;若0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液与等体积的蒸馏水混合,Na2CO3浓度变为0.1 mol·L-1,由题图可知0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH>10-11.6,则0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中c(OH-)
>2×10-4 mol·L-1,0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合后c(OH-)大于与水混合的,D错误。
考场速决
先快速浏览全题,根据盐溶液浓度越小,水解程度越大即可选出B项。
4.D　Bi与稀HNO3的反应为放热反应,分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度,A项正确;转化工序中加入稀盐酸,增大Cl-、H+浓度,使Bi3+转化为BiCl3,抑制生成BiONO3,B项正确;水解工序中加入CH3COO-,消耗H+,促进Bi3+水解,C项正确;水解工序中加入N,其水解显酸性,抑制Bi3+水解,不利于BiCl3+H2O BiOCl+2HCl的平衡正向移动,同时N使Bi3+转化为BiONO3,D项错误。
5.D　实验①中,将FeCl3溶液煮沸,溶液变红褐色,说明加热促进了Fe3+的水解,A合理;由于FeCl3溶液和Na2SO3溶液的浓度相同,实验②中FeCl3溶液过量,溶液变红褐色,说明Fe3+发生了水解反应,再滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中存在Fe2+,即Fe3+发生了还原反应,B合理;实验③中,Na2SO3溶液过量,溶液变红褐色,煮沸,产生红褐色沉淀,说明Fe3+发生了水解反应,加热促进水解,另一份混合液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀产生,说明溶液中不存在Fe2+,即Fe3+没有发生还原反应,C合理;由实验①③分别向5 mL水、5 mL Na2SO3溶液中加入2滴FeCl3溶液的现象可知,S促进Fe3+的水解,D不合理。
反思升华
本题为探究型实验题,需根据实验现象判断发生的反应,当观察到“溶液变红褐色”即可得出Fe3+发生水解,“滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀”即可得出溶液中存在Fe2+,说明Fe3+发生了还原反应。解答此类题目要结合实验现象分析选项问题的合理性,不能主观想象也不能机械套用所学知识。
6.C　容量瓶检漏操作中,第一次倒置时容量瓶磨口塞处不漏水,直立容量瓶,将磨口塞旋转180°并塞紧,再次倒置容量瓶,若仍然不漏水,才能证明容量瓶不漏水,故A错误;滴定时,滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内不恢复原色,才能判定达滴定终点,故B错误:滴定读数时,应单手持滴定管上端。使滴定管保持自然垂直。故C正确、D错误。
方法点津
在接近滴定终点时,采用半滴法滴加溶液。滴加半滴溶液的方法是慢慢转动酸式滴定管的活塞(或轻轻挤压碱式滴定管乳胶管中的玻璃球),使滴定管的尖嘴处悬挂半滴液体(不滴落),用锥形瓶的内壁将其刮下来,并用蒸馏水将其冲入锥形瓶中。
7.A　由题意可知,醇解反应可进行完全,则有(CH3CO)2O~ROH~CH3COOR~CH3COOH~NaOH,而(CH3CO)2O水解时有(CH3CO)2O~2CH3COOH~2NaOH,V1、V2不同是由于乙酸酐醇解时,有酯生成,所以生成酯的物质的量为c(V2-V1)×10-3 mol,即ROH的物质的量为c(V2-V1)×10-3 mol,则ROH样品中羟基的质量分数=×100%,A正确。
8.B　乙酸和醇的酯化反应是可逆反应,不能进行到底,不能用乙酸代替乙酸酐进行实验,故A错误;若作为溶剂的甲醇挥发,会造成NaOH标准溶液浓度偏大,则V1、V2均偏小,因滴定乙酸酐水解产物消耗的NaOH标准溶液体积大,故V2偏小更多,由×100%得测定结果偏小,故B正确;步骤③滴定时,若不慎将锥形瓶内溶液溅出,会使V1偏小,由×100%得测定结果偏大,故C错误,步骤④中,若加水量不足,乙酸酐不能完全水解,消耗NaOH—甲醇标准溶液的体积偏小,即V2偏小,由×100%得测定结果偏小,故D错误。
9.答案　(1)球形冷凝管　酸式滴定管
(2)C
(3)加入H3PO4后,溶液中存在化学平衡H2SO3 SO2+H2O,温度升高使得SO2不断逸出,促进平衡H2SO3 SO2+H2O正向移动
(4)检漏　蓝色　I2+SO2+2H2O 2I-+4H++S
(5)偏低
(6)80.8
解析　检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理:用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐反应生成SO2,用氮气将SO2排到锥形瓶中被水吸收,最后用碘标准溶液滴定,测出样品中亚硫酸盐的含量。(2)三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水,向其中加入H3PO4溶液的体积不超过10 mL。在加热时,三颈烧瓶中液体的体积不能超过其容积的,因此,三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL。(4)滴定管在使用前需检漏、洗涤、润洗;滴定前,溶液中的I2被SO2还原为I-,达滴定终点时,过量的半滴碘标准溶液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟内不变色,因此,滴定终点时溶液为蓝色;滴定反应的离子方程式为I2+SO2+2H2O 2I-+4H++S。(5)若先加磷酸再通氮气,则不能将装置中的空气及时排出,有部分H2SO3被装置中的氧气氧化,碘标准溶液的消耗量将减少,因此会使测定结果偏低。(6)实验中SO2消耗的碘标准溶液的体积为0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL,减去空白实验消耗的0.10 mL,则实际消耗碘标准溶液的体积为1.20 mL,根据反应I2+SO2+2H2O 2I-+4H++S可计算出n(SO2)=n(I2)=1.20 mL×10-3 L·mL-1×0.010 00 mol·L-1=1.20×10-5 mol,由于SO2的平均回收率为95%,则实际生成的n(SO2)=≈1.263×10-5 mol,该样品中亚硫酸盐含量为≈80.8 mg·kg-1。
10.D　根据题图可知,点a时加入NaOH溶液的体积与待测溶液的体积相等,此时NaOH恰好中和HCl生成NaCl,点a处溶液中溶质是CH3COOH和NaCl,此时溶液的pH=3.38,即溶液中c(H+)=10-3.38 mol·L-1,根据电离方程式CH3COOH H++CH3COO-,可知c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,A正确;点a处溶液中溶质是等物质的量浓度的CH3COOH和NaCl,CH3COOH是弱酸,部分电离,所以c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B正确;点b时,所加NaOH中和一半的CH3COOH,溶液中CH3COOH浓度与CH3COONa浓度相等,此时溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,故c(CH3COOH)考场速决
c点是NaOH与HCl和CH3COOH的混合溶液恰好完全反应点,水的电离程度最大,D错误。
11.CD　向H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,依次发生反应:H3R2++OH- H2R++H2O、H2R++OH- HR+H2O、HR+OH- R-+H2O,溶液中H3R2+浓度逐渐减小,H2R+、HR浓度先增大后减小,R-浓度逐渐增大,曲线①、②、③、④分别表示H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH的变化。
K1=,K2=,K3=,由题图得K1≈10-2.2,K2≈10-9,K3≈10-10.8,,则,A项错误;M点c(H3R2+)=c(H2R+),根据电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=c(H2R+)+
2c(H3R2+)+c(Na+)+c(H+),c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=3c(H2R+)+c(Na+)+c(H+),B项错误;O点时,c(H2R+)=c(R-),K2=,
K3=,c2(H+)=K2K3,c(H+)=,pH=-lgc(H+)=-lg,C项正确;P点时发生的总反应为2H3RCl2+5NaOH 4NaCl+NaR+HR+5H2O,溶液溶质为NaCl、等物质的量的HR和NaR,故c(Na+)>c(Cl-),溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中水解和电离是微弱的,所以c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),D项正确。
12.C　由题图可知,a点溶液的pH=2,pM=2.5,则OH-的浓度为10-12 mol·L-1,Fe3+的浓度为1×10-2.5 mol·L-1,所以Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=1×10-2.5×(10-12)3=10-38.5,A错误;由题图可知,当溶液的pH=4时,pM=3,Al3+的浓度为1×10-3 mol·L-1,Al(OH)3的溶解度为1×10-3 mol·L-1,B错误;由题图可知,浓度均为0.01 mol·L-1的Al3+和Fe3+,Fe3+沉淀完全时pH≈2.8,Al3+开始沉淀时pH≈3.7,即Fe3+沉淀完全时Al3+未开始沉淀,故二者可通过分步沉淀的方式分离,C正确;由题图可知,Al3+沉淀完全时pH≈4.7,此时c(Cu2+)=0.1 mol·L-1,所以c(Cu2+)=0.2 mol·L-1时,Cu2+开始沉淀的pH<4.7,二者会同时沉淀,D错误。
考场速决
利用图像信息,迅速确定正确选项。
高考风向
沉淀溶解平衡是高频考点,在近五年高考中考情分布为2021全国甲T12、2022湖南T10、2022福建T7、2022山东T14等,通常以沉淀溶解平衡曲线为载体,考查溶度积的计算、反应平衡常数的计算、沉淀的转化等知识。
13.C　纵坐标数值越大c(Ag+)越小;横坐标数值越大,c(Cr)、c(Cl-)越小。由(1.7,5)可得Ksp(Ag2CrO4)=10-1.7×(10-5)2=10-11.7,由(4.8,5)可得Ksp(AgCl)=10-4.8×10-5=10-9.8。a点时两者的Q均小于对应的Ksp,故均不能生成沉淀,A错误;由以上分析可知该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=10-11.7,Ksp(AgCl)=10-9.8,Ksp仅与温度有关,b点时两者Ksp不相等,B错误;K==107.9,C正确;开始生成AgCl沉淀时,c(Ag+)= mol·L-1=10-8.8 mol·L-1,开始生成Ag2CrO4沉淀时,c'(Ag+)= mol·L-1=10-5.35 mol·L-1,故先生成AgCl沉淀,D错误。
14.C　从图1可以看出pH=10.25时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相等,A项正确;从图2可以看出pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;从图2可以看出pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,溶液中c(H2CO3)+c(HC)+c(C)<0.1 mol·L-1,C项错误;pH=8时,溶液中主要含碳微粒是HC,pH=8,lg[c(Mg2+)]=-1时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为Mg2++2HC MgCO3↓+CO2↑+H2O,D项正确。
15.A　(1)确定四条曲线所代表的微粒种类
AgCl饱和溶液中Ag+和Cl-浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中Ag+浓度减小,Cl-浓度增大,故Ⅲ为Ag+浓度变化曲线,Ⅳ为Cl-浓度变化曲线。向AgCl饱和溶液中滴加氨水,NH3浓度较小时,主要发生反应Ag++NH3 [Ag(NH3)]+,溶液中[Ag(NH3)]+浓度大于[Ag(NH3)2]+的浓度,故Ⅰ为[Ag(NH3)2]+浓度变化曲线,Ⅱ为[Ag(NH3)]+浓度变化曲线。
(2)解决问题
AgCl溶解得到等量的Ag+和Cl-,其中Ag+被NH3结合,浓度减小,Cl-稳定存在于溶液中,可用Cl-的浓度变化(即曲线 Ⅳ)来表示AgCl的溶解度随着NH3浓度的变化,A错误;温度不变,Ksp不变,当NH3浓度为10-1 mol·L-1时,仍有AgCl沉淀存在,可计算AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,B正确;当NH3浓度为10-1 mol·L-1时,[Ag(NH3)]+的浓度为10-5.16 mol·L-1,[Ag(NH3)2]+的浓度为10-2.35 mol·L-1,则反应[Ag(NH3)]++NH3 [Ag(NH3)2]+的平衡常数K==103.81,C正确;由题图可知,当c(NH3)=0.01 mol·L-1时,c{[Ag(NH3)2]+}>c{[Ag(NH3)]+}>c(Ag+),D正确。
16.答案　(1)MnCO3+H2SO4 MnSO4+H2O+CO2↑　将矿石粉碎(或升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等)
(2)将Fe2+氧化成Fe3+　Mn2+、Fe3+是H2O2分解的催化剂,会导致H2O2的用量增加
(3)2.8×10-9　Al3+
(4)BaSO4、NiS
解析　(1)在反应器中主要是MnCO3与H2SO4反应生成MnSO4、H2O和CO2,化学方程式为MnCO3+H2SO4 MnSO4+H2O+CO2↑;根据影响化学反应速率的因素,将矿石粉碎、升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等都可以提高溶矿速率。
(2)浸出液中含有少量的Fe2+,加入适量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+;Mn2+、Fe3+是H2O2分解的催化剂,可以加快H2O2分解为H2O和O2,会导致H2O2的用量增加,故不宜使用H2O2替代MnO2。
(3)溶液的pH=4时,c(OH-)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,根据Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,可知c(Fe3+)= mol·L-1=2.8×10-9 mol·L-1;溶液的pH≈7时,c(OH-)≈ mol·L-1=10-7 mol·L-1,根据Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33、Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16,可知c(Al3+)= mol·L-1=1.3×10-12 mol·L-1<1×10-5 mol·L-1,c(Ni2+)= mol·L-1=5.5×10-2 mol·L-1>1×10-5 mol·L-1,故调节pH≈7时除去的离子为Al3+。
(4)由题意知加入BaS溶液的目的是除去Ni2+,Ni2+转化成NiS,溶液中存在的S可与Ba2+结合成BaSO4,故生成的沉淀是NiS和BaSO4。
考场支招
在化工流程中常用的控制反应条件的方法
(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:
①能与H+反应,使溶液pH增大;②不引入新杂质。
如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)控制温度。根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)趁热过滤。防止某物质降温时析出。
(4)冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
高考模拟练
1.B 2.D 3.D 4.B 5.D 6.D 7.A
1.B　试样应该在烧杯中溶解,Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解显碱性,滴定管选碱式滴定管,即滴定管选丙,A错误;硫代硫酸钠滴定碘单质,利用碘单质遇淀粉变蓝的性质,选择淀粉为指示剂,当溶液的蓝色褪去,30 s内不恢复蓝色,即达到滴定终点,B正确;锥形瓶若用待测液润洗,会导致测定结果偏大,C错误;若对装有待测液的滴定管读数时,如图丁滴定前平视、滴定后俯视,读取的待测液体积偏小,待测液浓度偏大,最终计算出的CuCl2的质量分数会偏大,D错误。
2.D　实验①中加入足量Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀,未生成红褐色沉淀,则一定没有Fe3+;实验②取①中的沉淀,加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解说明沉淀中含有BaSO4,原溶液中一定含有S,在不含Fe3+、含有S且离子浓度均相同的情况下,要保证溶液呈电中性,则一定含有Mg2+,S一定不存在;沉淀溶解时生成气体,说明原溶液中含有HC,为保证溶液呈电中性,则一定含有Na+,不存在Cl-,C错误、D正确;①中沉淀含有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,A错误;溶液中不含S,②中气体是二氧化碳,B错误。
素养解读
本题以确定溶液组成为情境载体,考查离子共存、离子反应等知识,解题过程中注意利用溶液呈电中性判断离子是否存在,体现了宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
3.D　由电离常数可知HClO2酸性强于HClO,曲线Ⅰ代表HClO2稀释时pH的变化曲线,A错误;pH相同的两种一元弱酸,酸越弱浓度越大,故中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO溶液的体积较小,B错误;酸溶液的pH越小,越抑制水的电离,b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度大,C错误;溶液中,从b点到d点,温度不变,溶液中保持不变,D正确。
4.B　氢硫酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,以第一步电离为主,由0.1 mol·L-1 H2S溶液的pH=4.1可知,氢硫酸的Ka1≈ mol·L-1=10-7.2 mol·L-1,数量级为10-8,A错误;向0.1 mol·L-1 NaHS溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变红,说明HS-在溶液中的水解程度大于其电离程度,则Ka2(H2S)<=Kh(HS-),即Ka1(H2S)×Ka2(H2S)5.D　向缓冲溶液①②③中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,由pH与滴入NaOH溶液体积的关系图可知缓冲溶液③抗碱能力最强,其c(NH4Cl)∶c(NH3)=4∶1,A正确。缓冲溶液中抗碱物质为NH4Cl,抗酸微粒为NH3,c(NH4Cl)∶c(NH3)不变时,c(NH4Cl)+c(NH3)越大,抗酸、抗碱能力越强,B正确。缓冲溶液抗酸能力①>②>③,抗碱能力③>②>①,综合来看缓冲溶液抗酸、抗碱最佳比例为c(NH4Cl)∶c(NH3)=1∶1,C正确。题述缓冲溶液均显碱性,说明在缓冲溶液中均以NH3·H2O的电离为主,缓冲溶液抑制水的电离,加入少量盐酸,题述缓冲溶液的pH减小,对水的电离抑制程度减小,水的电离程度增加;加NaOH溶液时,题述缓冲溶液的pH增大,对水的电离抑制程度增大,水的电离程度减小,D错误。
素养解读
本题以不同浓度的NH4Cl-NH3缓冲溶液中,c(NH4Cl)/c(NH3)对体系抗酸、抗碱能力的影响为情境,考查学生的知识整合能力及分析问题、解决问题的能力;体现了证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。
6.D　通过题图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理,将PbSO4转化为PbCO3,便于后面的酸浸;在“酸浸”时H2O2将PbO2还原,最终铅元素全部转化为可溶的(CH3COO)2Pb;“沉铅”时将(CH3COO)2Pb转化为Pb(OH)2,最后将Pb(OH)2加热得到PbO。铅蓄电池中铅做负极,二氧化铅做正极,“铅膏”中PbO2主要来源于该电池的正极材料,A正确;“脱硫”时硫酸铅转化为碳酸铅,故“脱硫”利用了Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCO3),B正确;“酸浸”时碳酸铅与PbO2都转化为醋酸铅,则“酸浸”后溶液中的主要阳离子为Pb2+和H+,C正确;“沉铅”后溶液中会有少量铅离子存在,根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)+2c(Pb2+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D错误。
7.A　未加入NaOH溶液时,溶液中δ(A2-)+δ(HA-)=0.1+0.9=1,溶液中没有H2A,说明H2A的第一步电离为完全电离,根据物料守恒有c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1,A正确;当V(NaOH)=20.00 mL时,得到的溶液是NaHA溶液,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),由pH变化曲线可知,此时溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),则c(Na+)8.答案　(1)H2S+C
(2)HS-
(3)含硫废水中存在HS- H++S2-,加入适量含Cu2+的溶液,Cu2++S2- CuS↓,生成CuS黑色沉淀,c(S2-)减小,使HS-电离平衡正向移动,c(H+)增大,溶液的pH减小
(4)①2HS-+S+4H+ 3S↓+3H2O　②pH<5时,溶液中-2价S元素主要以H2S的形式存在,常温下1体积水中只能溶解2.6体积的H2S,溶液酸性强,H2S更易逸出,H2S有剧毒会污染环境
解析　(1)由表中电离常数可知,H2S的Ka1小于H2CO3的Ka1,大于H2CO3的Ka2,用过量的K2CO3溶液吸收H2S的离子方程式为H2S+C。(2)由题图1可知,当pH=8时,含硫废水中最主要的含硫(-2价)微粒是HS-。(4)①当pH≈8时,含硫废水中最主要的含硫(-2价)微粒是HS-,加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀S,反应的离子方程式是2HS-+S+4H+ 3S↓+3H2O。

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