1、单元素养评价(三) (第3章)(90分钟100分)一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。1.对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是()A.NaHSO4B.NaC.NaClD.NaOH【解析】选C。NaHSO4溶于水显酸性,抑制水的电离,A不符合;钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,促进水电离平衡正向进行,B不符合;NaCl不水解,不影响水的电离平衡,C符合;氢氧化钠为强碱,抑制水的电离,D不符合。2.下列四种溶液中,水的电离程度最大的是()A.pH=5的NH4Cl溶液B.pH=5的NaHSO4溶液C.pH=8的CH3COONa溶液D.pH=8的NaOH溶液【解
2、析】选A。B、D选项抑制水的电离,A、C选项促进水的电离,A中水电离出的c平(H+)=10-5 molL-1,C中水电离出的c平(OH-)=10-6 molL-1,A中数值大,水的电离程度大。3.在室温下,下列叙述正确的是()A.将1 mL 1.010-5 molL-1盐酸稀释到1 000 mL,得pH=8的盐酸B.将1 mL pH=3的一元酸溶液稀释到10 mL,若溶液的pH4,则此酸为弱酸C.用pH=1的盐酸分别中和1 mL pH=13的NaOH溶液和氨水,NaOH溶液消耗的盐酸多D.pH=2的盐酸与pH=2的醋酸相比较:c平(HCl)=c平(CH3COOH)【解析】选B。酸溶液稀释后仍显
3、酸性,A项错误。弱电解质加水稀释时,促进弱电解质的电离,弱酸稀释10倍时,c平(H+)大于原溶液的,pH增加幅度小于1,B项正确。等体积等pH的强碱NaOH溶液比弱碱氨水提供OH-少,消耗盐酸量少,C项错误。盐酸是强酸,醋酸是弱酸,如pH=2,则c平(HCl)c平(CH3COOH),D项错误。4.下列有关电解质溶液的说法正确的是()A.在蒸馏水中滴加浓硫酸,Kw不变B.CaCO3难溶于稀硫酸,也难溶于醋酸C.在Na2S稀溶液中,c平(H+)=c平(OH-)-2c平(H2S)-c平(HS-)D.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同【解析】选C。水的电离是吸热反应
4、,升高温度促进水电离,浓硫酸在水中稀释放出热量,所以水的离子积常数变大,故A项错误。硫酸钙微溶于水,醋酸钙易溶于水,所以碳酸钙难溶于稀硫酸,易溶于醋酸,故B项错误。根据质子守恒得c平(H+)=c平(OH-)-2c平(H2S)-c平(HS-),故C项正确。氯化钠是强酸强碱盐,对水的电离无影响,醋酸铵是弱酸弱碱盐,促进水电离,故D项错误。5.硫代硫酸钠为氰化物的解毒剂。已知,硫代硫酸钠对应的酸H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 molL-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是()A.该实验可用甲基橙作指示剂B.Na2
5、S2O3是该反应的还原剂C.该滴定可选用如图所示装置D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,转移电子为4 mol【解析】选B。溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当反应达到终点时,单质碘消失,蓝色褪去,故A错误;Na2S2O3中硫元素化合价升高被氧化,作还原剂,故B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,故C错误;反应中每消耗2 mol Na2S2O3,转移电子为2 mol,故D错误。6.(2020兰州高二检测)在由水电离出的c平(H+)=10-14 molL-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是()A.K+、Fe2+、S、MnB.Na+、C
6、l-、N、SC.Al3+、N、Cl-、SD.Na+、Al(OH)4-、Br-、Cl-【解析】选B。水电离出的c平(H+)=10-14 molL-1的溶液可能呈酸性(有大量H+),也可能呈碱性(有大量OH-)。A项中酸性Mn具有强氧化性,能把具有还原性的Fe2+和S氧化而不能共存;B项中各离子与H+或OH-都能大量共存;C项中Al3+、N与OH-能反应;D项中Al(OH)4-与H+生成Al(OH)3沉淀;综上所述,应选B项。【方法规律】离子共存问题的判断方法(1)发生复分解反应,离子不能大量共存。(2)发生氧化还原反应,离子不能大量共存。(3)能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存
7、(双水解)。(4)溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。7.已知常温下CaCO3的Ksp=2.810-9,CaSO4的Ksp=9.110-6,将CaCO3与CaSO4的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓CaCl2溶液,下列说法正确的是()A.只产生CaCO3沉淀B.产生等量的CaCO3和CaSO4沉淀C.产生的CaSO4沉淀更多D.产生的CaCO3沉淀更多【解析】选C。二者都是AB型钙盐,其溶度积常数越大溶解度越大,将CaCO3与CaSO4的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓CaCl2溶液,溶度积常数大的物质生成的沉淀多,根据题干信息知,溶度积常数:Ksp(CaCO3)Ksp(AgBr),混
8、合溶液中Cl-浓度比Br-浓度大得多,当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但主要生成AgCl沉淀。10.常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是世纪金榜导学号()A.两溶液稀释前的浓度相同B.a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为abcC.a点的Kw值比b点的Kw值大D.a点水电离的c平(H+)大于c点水电离的c平(H+)【解析】选D。稀释前,两种溶液的导电能力相同,所以溶液中离子浓度相同,醋酸是弱电解质,所以醋酸的浓度大于盐酸的浓度,A项错误;导电能力越强,氢离子浓度越大,而溶液的pH越小,大小顺序应为bac,B
9、项错误;温度不变,水的离子积常数不变,C项错误。二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。11.对于0.1 molL-1的Na2S溶液,下列判断正确的是()A.溶液中阴离子浓度的大小顺序:c平(S2-)c平(OH-)c平(HS-)B.c平(Na+)=2c平(S2-)+c平(OH-)+c平(HS-)C.c平(Na+)=c平(S2-)+c平(HS-)D.向溶液中加入少量NaOH固体,能促进水的电离【解析】选A。电荷守恒:c平(Na+)+c平(H+)=2c平(S2-)+c平(OH-)+c平(HS-),物料守恒
10、:c平(Na+)=2c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S),B、C选项均错误;氢氧化钠固体溶于水电离出氢氧根离子抑制水的电离,D选项错误。12.(双选)(2020襄阳高二检测)固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。已知,干冰的主要成分是CO2,CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据:弱电解质H2CO3NH3H2O电离平衡常数(25 )Ka1=4.410-7 molL-1 Ka2=4.710-11 molL-1Kb=1.7710-5 molL-1现有常温下1 molL-1的(NH4)2CO3溶液,已知N的水解平衡常数Kh=,C第一步水解的平衡常数Kh=。下列说法正确的是()A.由数据可判断该溶
11、液呈碱性B.c平(N)c平(HC)c平(C)c平(NH3H2O)C.c平(N)+c平(NH3H2O)=2c平(C)+2c平(HC)+2c平(H2CO3)D.c平(N)+c平(H+)=c平(HC)+c平(OH-)+c平(C)【解析】选A、C。分析表中数据并结合题给信息知,C的水解程度远大于N的水解程度,常温下1 molL-1的(NH4)2CO3溶液呈碱性,A项正确;盐类的水解是微弱的,则在常温下1 molL-1的(NH4)2CO3溶液中:c平(N)c平(C)c平(HC)c平(NH3H2O),B项错误;根据物料守恒可判断C项正确;根据电荷守恒知c平(N)+c平(H+)=2c平(C)+c平(HC)+
12、c平(OH-),D项错误。【补偿训练】(2020北京东城区高二检测)常温时,向20 mL 0.1 molL-1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 molL-1的NaOH溶液,滴入NaOH溶液的体积与溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是()A.a点的pH=1B.b点时,c平(CH3COO-)=0.05 molL-1C.c点时,V(NaOH)=20 mLD.反应过程中的值不断增大【解析】选D。CH3COOH为弱酸,部分电离,a点为0.1 molL-1的CH3COOH溶液,c平(H+)小于0.1 molL-1,则pH大于1,故A项错误;b点溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶
13、液体积由20 mL扩大为30 mL,根据物料守恒得c平(CH3COOH)+c平(CH3COO-)=0.1 molL-1,CH3COOH的电离和CH3COO-的水解均是微弱的,则二者的浓度应均接近于 molL-10.033 molL-1,故B项错误;V(NaOH)=20 mL时,CH3COOH与NaOH恰好完全反应生成CH3COONa,此时溶液显碱性,pH7,故C项错误;=,随着NaOH溶液的加入,c平(H+)逐渐减小,而温度不变,Ka不变,则的值逐渐增大,故D项正确。13.下列各项中操作或现象能达到预期实验目的的是()选项操作或现象实验目的A向AlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液,过滤,洗涤
14、,干燥,加热灼烧制取Al2O3B用饱和的Na2CO3溶液可以将BaSO4转化为BaCO3证明Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)C在氯化氢气流中加热蒸发MgCl2溶液制取无水MgCl2D取一张pH试纸,先用蒸馏水润湿,再用玻璃棒蘸取0.1 molL-1氨水,点在pH试纸上,显色后跟标准比色卡比较测0.1 molL-1氨水的pH【解析】选C。A项最终得不到Al2O3,错误;B项Ksp(BaSO4)比Ksp(BaCO3)小,错误;D项测溶液pH时,pH试纸不能先用蒸馏水润湿。14.下列说法正确的是()A.图A表示pH相同的盐酸和醋酸加水稀释时溶液导电能力的变化B.图A表示物质的量浓度相同的盐酸
15、和醋酸加水稀释时溶液导电能力的变化C.图B中,t 时饱和溶液的质量分数为m%D.图B中,若保持温度不变,可以通过增加溶质的方法使溶液从a点变为b点【解析】选A。醋酸为弱酸,在稀释时,电离平衡右移,离子浓度减小较缓慢,A项正确;浓度相同的醋酸和盐酸其导电能力不一样,B项错误;溶解度是指一定温度下100 g水中所能溶解的溶质的质量,C项错误;溶解度只与温度有关,D项错误。15.(双选)(2020潍坊高二检测)某温度时,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A.加入AgNO3,可以使溶液由c点变到d点B.加入少量水,平衡右移,Cl-浓度减小
16、C.d点会有AgCl沉淀生成D.c点对应的Ksp等于a点对应的Ksp【解析】选C、D。A项,加入AgNO3,使溶液中Ag+的浓度增大,由于Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,Cl-的浓度减小,而溶液c点与d点的Cl-的浓度相等,错误;B项,加入少量水,对溶液中的离子的浓度起到了稀释作用,平衡右移,这时溶液中的沉淀会继续溶解电离,最终使溶液中的各种离子的浓度保持不变,错误;C项,在d点时由于c平(Ag+)c平(Cl-)Ksp,所以会产生AgCl沉淀,正确;D项,由于这是在某一温度时的AgCl的沉淀溶解平衡曲线,物质的溶度积常数只与温度有关,而与物质的浓度无关。所以c点对应的Ksp等于a点对
17、应的Ksp,正确。三、非选择题:本题包括5小题,共60分。16.(10分)溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题:世纪金榜导学号(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用化学方程式表示:盐碱地产生碱性的原因:_;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:_。(2)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则m_(填“”“”或“=”)n。(3)常温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c平(OH-)=_。(4)25 时,将a molL-1氨水与0.01 molL-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液
18、中c平(N)=c平(Cl-),则溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb=_。【解析】(1)碳酸钠水解显碱性,石膏的主要成分是硫酸钙,硫酸钙与碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸钙沉淀,降低了碳酸根离子的浓度,进而降低了碱性。 (2)氨水是弱碱溶液,稀释过程中电离程度增大,若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别加水稀释后pH仍相等,则氨水的稀释程度较大。(3)溶液中的氢氧根离子是由水电离的,根据离子积常数和溶液的pH,求出c平(OH-)=1.010-8 molL-1。(4)根据电荷守恒知c平(H+)+c平(N)=c平(Cl-)+c平(OH-),c平(N)=
19、c平(Cl-),则c平(H+)=c平(OH-),溶液为中性。根据混合后的溶液知,NH3H2O的Kb= molL-1。答案:(1)Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOHNa2CO3+CaSO4CaCO3+Na2SO4(2)”“”“c平(H+),根据电荷守恒可以得出:c平(Na+)c平(CH3COO-)。从表格中可看出,酸性H2CO3HCNHC,所以产物应为HC。答案:(1)110-12NaCN溶液CH3COONa溶液NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO318.(14分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl23H2O及纯碱,流程
20、如图所示。已知:溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子,且三种离子沉淀时的pH如下表所示。回答下列问题。金属离子Fe3+Fe2+Cu2+pH氢氧化物开始沉淀1.97.04.7氢氧化物完全沉淀3.29.06.7(1)图中“试剂1”为_。(2)加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为_。(3)下列物质可以代替CuO的是_。a.NH3H2Ob.CuCO3c.NaOHd.Cu(OH)2(4)由溶液C获得CuCl23H2O,需要经过_、_、过滤等操作。(5)已知:常温下Cu(OH)2的Ksp=210-20。计算Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数为_。【解析】(1)Fe2+
21、开始沉淀时的pH为7.0,此时Cu2+已完全沉淀。所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+时,必须先将其氧化为Fe3+。为避免引入新杂质,试剂1可以是氯气或H2O2。(2)调节pH的原则是使Fe3+完全沉淀而Cu2+不沉淀。(3)NH3H2O、NaOH会引入新的杂质离子。(5)Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数K=。根据KspCu(OH)2=c平(Cu2+)(OH-)及常温下Kw=c平(H+)c平(OH-)得K=510-9(molL-1)。答案:(1)Cl2或H2O2(2)3.2pH4.7(3)bd(4)蒸发浓缩冷却结晶(5)51 molL-1【补偿训练】工业上利用电镀污泥(主要含有F
22、e2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:Fe3+Cu2+Cr3+开始沉淀pH2.14.74.3完全沉淀pH3.26.7a(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有_(填化学式)。(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:加入石灰乳调节pH范围_,检验Fe3+已经除尽的操作是_。将浊液加热到80 ,_。(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式_,此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,除了浪费
23、试剂外,还会出现的问题是_。(4)当离子浓度小于或等于110-5 molL-1时可认为沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀则要保持c平(OH-)_。(已知:Kspc平(Cr(OH)3)=6.310-31mol4L-4,4.0)【解析】(1)Fe2O3、CuO、Cr2O3均能溶于硫酸,分别生成盐Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3和水。(2)由部分物质沉淀的pH及除铁操作的目的可知,加入石灰乳调节溶液的pH为3.2pH4.3,不会沉淀Cu2+、Cr3+,但能除去Fe3+;Fe3+遇KSCN变红,如果溶液中Fe3+已经除尽,则滤液遇KSCN溶液不变红;再由CaSO4的溶解度曲线可知,Ca
24、SO4的溶解度随温度升高而逐渐减小,如果将浊液加热到80 ,趁热过滤,可以除去CaSO4。(3)由铜元素降价可知硫元素必须升价,还原步骤的原理为+1+2H2O1+1+5H+;亚硫酸属于中强酸,而还原步骤生成的硫酸是强酸,若NaHSO3过量,过量的NaHSO3可以与强酸反应生成有毒的SO2气体,造成环境污染。(4)由沉淀溶解平衡可知,Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),KspCr(OH)3=c平(Cr3+)(OH-)=6.310-31 mol4L-4,则(OH-)= (mol3L-3)=6.310-26(mol3L-3)=6310-27(mol3L-3),c平(OH-)= m
25、olL-14.010-9 molL-1,即要使Cr3+完全沉淀则要保持c平(OH-)4.010-9 molL-1。答案:(1)CuSO4(2)3.2pHc平(Cl-)c平(HC)c平(H+)=c平(OH-)1020.(12分)常温下,几种物质的溶度积常数见下表:物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.210-20 mol3L-32.610-39 mol4L-41.710-7 mol2L-21.310-12 mol2L-2(1)某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3,为制得纯净的CuCl2溶液,宜加入_调至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c平(Fe
26、3+)=_。(2)过滤后,将所得滤液经过_,_(按操作顺序填写实验步骤的名称),再经过滤,可得到CuCl22H2O晶体。(3)由CuCl22H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需要进行的操作是_。(4)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.800 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液40.00 mL。(已知:I2+2S2S4+2I-)。可选用_作指示剂,滴定终点的现象是_。CuCl2溶液与KI
27、反应的离子方程式为_。该试样中CuCl22H2O的质量百分数为_。【解析】(1)加入CuO或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2,与Fe3+水解产生的H+反应,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;当pH=4时,由Fe(OH)3的Ksp计算c平(Fe3+)。(3)由CuCl22H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需考虑避免Cu2+的水解产生杂质。(4)CuCl2溶液与KI发生反应:2Cu2+4I-2CuI+I2,所以需选用淀粉溶液作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变化,确定达到滴定终点;再结合方程式:I2+2S2S4+2I-和2Cu2+4I-2CuI+I2,得到关系式:2Cu2+I22S2,确定晶体试样的纯度。答案:(1)氧化铜或碱式碳酸铜或氢氧化铜CuO或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)22.610-9 molL-1(2)蒸发浓缩冷却结晶(3)在HCl气体中加热(4)淀粉溶液溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变化2Cu2+4I-2CuI+I285.5%