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热练28　电解质溶液中的平衡综合
1. (2025·南京二模)利用电石渣[主要成分为Ca(OH)2]和NH4Cl溶液吸收CO2并制备碳酸钙的工艺流程如下：
已知：常温下，Ksp[Ca(OH)2]＝4.7×10－6。下列说法正确的是( )
A. 0.1 mol/L NH4Cl溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH)
B. “滤液”中水的电离程度比NH4Cl溶液的小
C. 若“滤液”pH＝12，则c(Ca2＋)＞4.7×10－2 mol/L
D. “矿化”过程发生的反应为Ca2＋＋CO2＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
2. (2025·淮安联考)草酸亚铁(FeC2O4)是生产磷酸铁锂电池的原料，实验室可通过如下反应制取。已知室温时，Ka1(H2C2O4)＝5.6×10－2、Ka2(H2C2O4)＝1.5×10－4、Ksp(FeC2O4)＝2.1×10－7。下列说法正确的是( )
A. 室温下，向Na2C2O4溶液中加酸调节pH＝2时溶液中存在：c(C2O)＞c(H2C2O4)
B. “酸化溶解”后的溶液中存在：2c(Fe2＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(OH－)
C. 室温时，反应Fe2＋＋H2C2O4===FeC2O4↓＋2H＋的平衡常数K＝40
D. 室温时，“沉铁”后的上层清液中：
c(Fe2＋)·c(C2O)＞2.1×10－7
(2025·如皋第一次适应性调研)室温下，通过下列实验探究NaClO的性质。已知：Ka(HClO)＝3×
10－8，Ka1(H2CO3)＝4×10－7，Ka2(H2CO3)＝5×10－11。
实验1：测定0.1 mol/L NaClO溶液的pH。
实验2：向0.1 mol/L NaClO溶液中加入稀硫酸至pH＝7。
实验3：向0.1 mol/L NaClO溶液中通入少量CO2。
实验4：向0.1 mol/L NaClO溶液中通入少量SO2，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是( )
A. 实验1所测NaClO溶液的pH>11
B. 实验2所得的溶液中：c(HClO)＝2c(SO)
C. 实验3所得溶液中：c(CO)>c(HCO)
D. 实验4所得的溶液中：c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO3)
4. (2025·苏北八市三模)某NaCl固体中含有少量CaCl2、MgSO4，利用该固体进行下列实验。
已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。
实验1　将固体溶于水，得到澄清溶液，测得溶液pH＝6。
实验2　向“实验1”所得溶液中先后加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液、过量的Na2CO3溶液，充分反应后过滤，测得滤液的pH＝13。
实验3　向“实验2”所得滤液中加入过量盐酸充分反应后，蒸发结晶。
实验4　取少量“实验3”所得晶体溶于水配成溶液，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是( )
A. “实验1”所得溶液中：c(Ca2＋)·c(SO)B. “实验1”所得溶液中：c(Mg2＋)＋c(Ca2＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(SO)
C. “实验2”所得滤液中：c(Na＋)>c(Cl－)＋2c(CO)
D. “实验4”所得白色沉淀为BaSO4
5. (2025·海安)室温下，用0.100 mol/L Na2SO3溶液吸收SO2的过程如图所示。已知：Ka1(H2SO3)＝1.54×10－2，Ka2(H2SO3)＝1.02×10－7。下列说法正确的是( )
A. 0.100 mol/L Na2SO3溶液中：c(H＋)＋c(SO)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)＝c(OH－)
B. 充分吸收烟气后的溶液中：c(Na＋)＜2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)
C. Na2SO3完全转化为NaHSO3时：c(SO)＜c(H2SO3)
D. “氧化”时通入过量O2并灼烧制得石膏(CaSO4·2H2O)
6. (2025·如皋适应性考试二)已知25 ℃时，Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5，Ka(HF)＝3.5×10－4，Ksp(CaF2)＝4×10－11，进行如下实验：
①向5 mL 0.100 0 mol/L NaF溶液中，滴加5滴0.100 0 mol/L H2C2O4溶液；
②将0.100 0 mol/L NaHC2O4溶液与0.100 0 mol/L氨水等体积混合；
③向0.100 0 mol/L NaHC2O4溶液中滴加KOH溶液至中性；
④将浓度均为0.200 0 mol/L的HF溶液和CaCl2溶液等体积混合。
下列说法正确的是( )
A. 实验①反应的化学方程式为2NaF＋H2C2O4===2HF＋Na2C2O4
B. 实验②所得溶液中存在：c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)＝c(OH－)
C. 实验③所得溶液中存在：c(K＋)＋c(H2C2O4)＝2c(C2O)
D. 实验④混合后溶液中有沉淀生成
7. (2025·扬州中学)乙二酸(用H2A表示)为二元弱酸。25 ℃时，向0.1 mol/L NH4HA溶液中滴加适量的盐酸或NaOH溶液，溶液中各含氮(或A)微粒的分布分数δ与溶液pH的关系如图所示(不考虑溶液中的NH3分子)。下列说法正确的是( )
A. 由图可知：Ka1(H2A)＝10－4.3，Kb(NH3·H2O)＝10－9.3
B. pH＝8的溶液中：c(A2－)>c(NH)>c(NH3·H2O)>c(HA－)
C. d点溶液中：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝c(NH)
D. NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液的主要反应的离子方程式：NH＋OH－===NH3·H2O
8. (1)常温下“除铁”反应中，加入ZnCO3可调节溶液的pH，使得Fe3＋和部分Cu2＋被除去，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，＝　 　{已知：常温下Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。
(2)(2024·江宁区)铈可用作优良的环保材料。现以氟碳铈矿(CeFCO3，含Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备碳酸铈的工艺流程如图：
“滤液1”中c(Ce3＋)＝0.1 mol/L，用氨水调pH的范围是　 　{已知Ksp[Fe(OH)3]＝8×10－38；Ksp[Ce(OH)3]＝1×10－22；lg2＝0.3，离子浓度小于1×10－5 mol/L认为沉淀完全}。
9. (2025·盐城四校联考)利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量SiO2、FeO、Fe2O3、MnO2)制备二次电池添加剂β-Co(OH)2的流程如下：
已知：①25℃时，Co2＋(aq)＋6NH3(aq)[Co(NH3)6]2＋(aq)；②沉淀过快无法形成β-Co(OH)2；③Co(OH)2在碱性溶液中易被氧化。
(1)已知“酸浸”后溶液中各离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH如表所示：
离子 Fe3＋ Fe2＋ Co2＋ Mn2＋
开始沉淀pH 1.9 7.0 7.2 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 9.2 10.1
“沉铁”中pH控制的理论范围为　 　。
(2)CoSO4→[Co(NH3)6]2＋→β-Co(OH)2过程中，先加氨水再缓慢加NaOH溶液的理由是　　　 　 。
(3)“沉钴”中使用NaOH热溶液的目的是　　 　 　 　。
热练28　电解质溶液中的平衡综合
1. (2025·南京二模)利用电石渣[主要成分为Ca(OH)2]和NH4Cl溶液吸收CO2并制备碳酸钙的工艺流程如下：
已知：常温下，Ksp[Ca(OH)2]＝4.7×10－6。下列说法正确的是(B)
A. 0.1 mol/L NH4Cl溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH)
B. “滤液”中水的电离程度比NH4Cl溶液的小
C. 若“滤液”pH＝12，则c(Ca2＋)＞4.7×10－2 mol/L
D. “矿化”过程发生的反应为Ca2＋＋CO2＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
【解析】 0.1 mol/L NH4Cl溶液中存在质子守恒：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)，A错误；氯化铵溶液中铵根离子水解促进水的电离，电石渣与氯化铵溶液反应后，“滤液”中主要溶质为氯化钙和NH3·H2O，NH3·H2O抑制水的电离，所以“滤液”中水的电离程度比NH4Cl溶液的小，B正确；已知Ksp[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝4.7×10－6，若“滤液”pH ＝ 12，则c(OH－)＝10－2 mol/L，Ca(OH)2饱和溶液中c(Ca2＋)＝＝ mol/L＝4.7×10－2 mol/L，故c(Ca2＋)≤4.7×10－2 mol/L，C错误；电石渣和氯化铵溶液反应后溶液呈碱性，存在NH3·H2O，“矿化”过程是滤液中的钙离子与二氧化碳在碱性条件下反应生成碳酸钙沉淀，故反应的离子方程式为Ca2＋＋CO2＋2NH3·H2O===CaCO3↓＋H2O＋2NH，D错误。
2. (2025·淮安联考)草酸亚铁(FeC2O4)是生产磷酸铁锂电池的原料，实验室可通过如下反应制取。已知室温时，Ka1(H2C2O4)＝5.6×10－2、Ka2(H2C2O4)＝1.5×10－4、Ksp(FeC2O4)＝2.1×10－7。下列说法正确的是(C)
A. 室温下，向Na2C2O4溶液中加酸调节pH＝2时溶液中存在：c(C2O)＞c(H2C2O4)
B. “酸化溶解”后的溶液中存在：2c(Fe2＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(OH－)
C. 室温时，反应Fe2＋＋H2C2O4===FeC2O4↓＋2H＋的平衡常数K＝40
D. 室温时，“沉铁”后的上层清液中：
c(Fe2＋)·c(C2O)＞2.1×10－7
【解析】 由Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)＝＝5.6×10－2×1.5×10－4＝8.4×10－6，pH＝2时，＝8.4×10－2，故c(C2O)3. (2025·如皋第一次适应性调研)室温下，通过下列实验探究NaClO的性质。已知：Ka(HClO)＝3×10－8，Ka1(H2CO3)＝4×10－7，Ka2(H2CO3)＝5×10－11。
实验1：测定0.1 mol/L NaClO溶液的pH。
实验2：向0.1 mol/L NaClO溶液中加入稀硫酸至pH＝7。
实验3：向0.1 mol/L NaClO溶液中通入少量CO2。
实验4：向0.1 mol/L NaClO溶液中通入少量SO2，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。
下列说法正确的是(B)
A. 实验1所测NaClO溶液的pH>11
B. 实验2所得的溶液中：c(HClO)＝2c(SO)
C. 实验3所得溶液中：c(CO)>c(HCO)
D. 实验4所得的溶液中：c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO3)
【解析】 NaClO是强碱弱酸盐，ClO－发生水解：ClO－＋H2O??HClO＋OH－，Kh＝＝＝×10－6，由于水解程度较小，c(OH－)＝ c(HClO)，Kh＝＝＝×10－6，得c(OH－)＝×10－3，即pOH>3，故NaClO溶液的pH＜11，A错误；向0.1 mol/L NaClO溶液中加入稀硫酸至pH＝7，此时溶液中c(H＋)＝c(OH－)，溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(ClO－)＋ c(OH－)＋2c(SO)，故c(Na＋)＝c(ClO－) ＋ 2c(SO)，又NaClO溶液中存在c(Na＋)＝ c(ClO－)＋c(HClO)，两式联立可得c(HClO)＝2c(SO)，B正确；向0.1 mol/L NaClO溶液中通入少量CO2，发生反应：NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO，反应后溶液中溶质为NaHCO3和HClO，溶液中不存在大量的CO，故c(CO)＜c(HCO)，C错误；向0.1 mol/L NaClO溶液中通入少量SO2，发生反应：NaClO＋SO2＋H2O===NaCl＋H2SO4，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀BaSO4，说明溶液中存在SO，而不是SO，故不存在c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp(BaSO3)的关系，D错误。
4. (2025·苏北八市三模)某NaCl固体中含有少量CaCl2、MgSO4，利用该固体进行下列实验。
已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。
实验1　将固体溶于水，得到澄清溶液，测得溶液pH＝6。
实验2　向“实验1”所得溶液中先后加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液、过量的Na2CO3溶液，充分反应后过滤，测得滤液的pH＝13。
实验3　向“实验2”所得滤液中加入过量盐酸充分反应后，蒸发结晶。
实验4　取少量“实验3”所得晶体溶于水配成溶液，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是(B)
A. “实验1”所得溶液中：c(Ca2＋)·c(SO)B. “实验1”所得溶液中：c(Mg2＋)＋c(Ca2＋)＋c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(SO)
C. “实验2”所得滤液中：c(Na＋)>c(Cl－)＋2c(CO)
D. “实验4”所得白色沉淀为BaSO4
【解析】 “实验1”配成的溶液中含Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO，溶液澄清，则无CaSO4生成，即c(Ca2＋)·c(SO)c(Cl－)＋2c(CO)，C正确；“实验4”加入BaCl2产生白色沉淀BaSO4，D正确。
5. (2025·海安)室温下，用0.100 mol/L Na2SO3溶液吸收SO2的过程如图所示。已知：Ka1(H2SO3)＝1.54×10－2，Ka2(H2SO3)＝1.02×10－7。下列说法正确的是(B)
A. 0.100 mol/L Na2SO3溶液中：c(H＋)＋c(SO)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)＝c(OH－)
B. 充分吸收烟气后的溶液中：c(Na＋)＜2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)
C. Na2SO3完全转化为NaHSO3时：c(SO)＜c(H2SO3)
D. “氧化”时通入过量O2并灼烧制得石膏(CaSO4·2H2O)
【解析】 Na2SO3溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)，A错误；充分吸收烟气后溶质为NaHSO3及少量H2SO3，故c(Na＋)＜2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)，B正确；HSO的水解平衡常数Kh＝＝≈6.5×10－13＜Ka2，说明HSO的电离程度大于水解程度，则c(SO)＞c(H2SO3)，C错误；灼烧时，CaSO4·2H2O易失水，所以“氧化”时通入过量O2并灼烧不能制得石膏(CaSO4·2H2O)，D错误。
6. (2025·如皋适应性考试二)已知25 ℃时，Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5，Ka(HF)＝3.5×10－4，Ksp(CaF2)＝4×10－11，进行如下实验：
①向5 mL 0.100 0 mol/L NaF溶液中，滴加5滴0.100 0 mol/L H2C2O4溶液；
②将0.100 0 mol/L NaHC2O4溶液与0.100 0 mol/L氨水等体积混合；
③向0.100 0 mol/L NaHC2O4溶液中滴加KOH溶液至中性；
④将浓度均为0.200 0 mol/L的HF溶液和CaCl2溶液等体积混合。
下列说法正确的是(D)
A. 实验①反应的化学方程式为2NaF＋H2C2O4===2HF＋Na2C2O4
B. 实验②所得溶液中存在：c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)＝c(OH－)
C. 实验③所得溶液中存在：c(K＋)＋c(H2C2O4)＝2c(C2O)
D. 实验④混合后溶液中有沉淀生成
【解析】 由给定的数据可知，酸性：H2C2O4>HF＞HC2O，故在NaF溶液中加入少量H2C2O4溶液，生成NaHC2O4而不是Na2C2O4，A错误；实验②所得溶液中的溶质为等浓度的Na2C2O4和(NH4)2C2O4，根据质子守恒有c(H＋)＋c(HC2O)＋2c(H2C2O4)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)，B错误；实验③所得溶液的电荷守恒为c(H＋)＋c(Na＋)＋c(K＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋2c(C2O)，溶液中的元素守恒为c(Na＋)＝c(H2C2O4)＋c(HC2O)＋c(C2O)，二者联合可得c(K＋)＋c(H2C2O4)＝c(C2O)，C错误；二者等体积混合时c(Ca2＋)＝0.1 mol/L，0.1 mol/LHF溶液中c2(F－)≈Ka×c(HF)＝3.5×10－4×0.1＝3.5×10－5，则c(Ca2＋)·c2(F－)＝3.5×10－5×0.1＝3.5×10－6＞Ksp(CaF2)＝4×10－11，故有沉淀产生，D正确。
7. (2025·扬州中学)乙二酸(用H2A表示)为二元弱酸。25 ℃时，向0.1 mol/L NH4HA溶液中滴加适量的盐酸或NaOH溶液，溶液中各含氮(或A)微粒的分布分数δ与溶液pH的关系如图所示(不考虑溶液中的NH3分子)。下列说法正确的是(B)
A. 由图可知：Ka1(H2A)＝10－4.3，Kb(NH3·H2O)＝10－9.3
B. pH＝8的溶液中：c(A2－)>c(NH)>c(NH3·H2O)>c(HA－)
C. d点溶液中：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝c(NH)
D. NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液的主要反应的离子方程式：NH＋OH－===NH3·H2O
【解析】 向NH4HA溶液中滴加盐酸，HA－浓度降低，H2A浓度增大，向NH4HA溶液中滴加NaOH溶液，HA－浓度降低，A2－浓度增大，NH浓度降低，NH3·H2O浓度增大，则图像中从左开始曲线依次表示H2A、HA－、A2－、NH和NH3·H2O。图中d点c(H2A)＝c(HA－)，可知H2A的Ka1(H2A)＝＝c(H＋)＝10－1.3，e点c(HA－)＝c(A2－)，可知H2A的Ka2(H2A)＝＝c(H＋)＝10－4.3，n点c(NH)＝c(NH3·H2O)，可知NH3·H2O的Kb(NH3·H2O)＝＝c(OH－)＝＝＝10－4.7，A错误；pH＝8的溶液中存在：c(A2－)>c(NH)>c(NH3·H2O)>c(HA－)，B正确；无论d点溶液中是否滴加适量的盐酸或NaOH溶液，根据元素守恒，d点溶液中始终存在：c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)，则c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)＞c(NH)，C错误；向NH4HA溶液中加入少量NaOH 溶液后，HA－的分布分数从最高点开始就减小得比NH快，且A2－的分布分数增大得比NH3·H2O快，故向NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液，主要反应的离子方程式为HA－＋OH－===A2－＋H2O，D错误。
8. (1)常温下“除铁”反应中，加入ZnCO3可调节溶液的pH，使得Fe3＋和部分Cu2＋被除去，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，＝　8.5×1012　{已知：常温下Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。
(2)(2024·江宁区)铈可用作优良的环保材料。现以氟碳铈矿(CeFCO3，含Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备碳酸铈的工艺流程如图：
“滤液1”中c(Ce3＋)＝0.1 mol/L，用氨水调pH的范围是　3.3≤pH＜7　{已知Ksp[Fe(OH)3]＝8×10－38；Ksp[Ce(OH)3]＝1×10－22；lg2＝0.3，离子浓度小于1×10－5 mol/L认为沉淀完全}。
【解析】 (1)当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，＝＝＝＝8.5×1012。(2)“滤液1”中c(Ce3＋)＝0.1 mol/L，Ce3＋开始沉淀时，由Ksp[Ce(OH)3]＝1×10－22，c(OH－)＝mol/L＝10－7 mol/L，c(H＋)＝10－7 mol/L，故pH＝7；由Ksp[Fe(OH)3]＝8×10－38，Fe3＋沉淀完全时溶液中c(OH－)＝mol/L＝2×10－11 mol/L，c(H＋)＝ mol/L＝×10－3 mol/L，pH＝－lg＝3.3，即用氨水调pH的范围是3.3≤pH＜7。
9. (2025·盐城四校联考)利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量SiO2、FeO、Fe2O3、MnO2)制备二次电池添加剂β-Co(OH)2的流程如下：
已知：①25℃时，Co2＋(aq)＋6NH3(aq)??[Co(NH3)6]2＋(aq)；②沉淀过快无法形成β-Co(OH)2；③Co(OH)2在碱性溶液中易被氧化。
(1)已知“酸浸”后溶液中各离子开始沉淀的pH和完全沉淀的pH如表所示：
离子 Fe3＋ Fe2＋ Co2＋ Mn2＋
开始沉淀pH 1.9 7.0 7.2 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 9.2 10.1
“沉铁”中pH控制的理论范围为　3.2～7.2(或3.2≤pH＜7.2)　。
(2)CoSO4→[Co(NH3)6]2＋→β-Co(OH)2过程中，先加氨水再缓慢加NaOH溶液的理由是　NaOH碱性太强，生成沉淀太快，防止沉淀过快无法形成β-Co(OH)2　。
(3)“沉钴”中使用NaOH热溶液的目的是　温度高可减少溶解氧，且形成NH3气氛隔绝空气，防止产物被氧化　。
【解析】 (1)根据表格数据可知，“沉铁”中pH控制的理论范围为3.2～7.2(或3.2≤pH＜7.2)，使铁离子完全沉淀，Co2＋未沉淀。

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