1、单元质检卷八物质在水溶液中的行为(时间:90分钟分值:100分)一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2020江苏连云港老六所四星学校联考)下列有关表述正确的是()A.HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质B.向溶有氨气的CaCl2溶液中通SO2能看到白色沉淀C.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度D.Na2O、Na2O2组成元素相同,所以与CO2反应产物也相同2.(2020天津化学,7)常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是()A.相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则Ka(HCOOH)Ka(HF)B.相
2、同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后pH约为4.7,则溶液中c平(CH3COO-)c平(Na+)c平(H+)c平(OH-)C.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)Ksp(CuS)D.在1 molL-1 Na2S溶液中,c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S)=1 molL-13.(2020广西柳州模拟)25 时,用浓度为0.100 0 molL-1的NaOH溶液滴定体积均是20 mL、浓度均为0.100 0 molL-1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()A.酸性强弱顺序是HXHYHZB.加入10 mL NaOH溶液
3、时,HY溶液中c平(Na+)c平(Y-)C.pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3D.加入20 mL NaOH溶液时,只有HY溶液达到滴定终点4.(2020四川内江第三次模拟)在两个锥形瓶中分别加入浓度均为1 molL-1的盐酸和NH4Cl溶液,将温度和pH传感器与溶液相连,往瓶中同时加入过量的质量、形状均相同的镁条,实验结果如下图。关于该实验的下列说法,正确的是()A.P点溶液:c平(NH4+)+2c平(Mg2+)c平(Cl-)B.反应剧烈程度:NH4ClHClC.Q点溶液显碱性是因为MgCl2发生水解D.1 000 s后,镁与NH4Cl溶液反应停止5.(2020山东泰安二模)T时,在2
4、0.00 mL 0.10 molL-1 CH3COOH溶液中滴入0.10 molL-1 NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是()A.T时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=1.010-3 molL-1B.M点对应的NaOH溶液的体积为20.00 mLC.N点所示溶液中c平(Na+)c平(OH-)c平(CH3COO-)c平(H+)D.N点与Q点所示溶液中水的电离程度:NQ6.(2021山东实验中学第一次诊断考试)25 时,下列有关电解质溶液的说法正确的是()A.加水稀释0.1 molL-1氨水,溶液中c平(H+)c平(OH-)和c平(H+)c平(OH-)均不变
5、B.向饱和AgCl溶液中加入少量AgNO3固体,AgCl的Ksp和溶解的量均不变C.向CH3COONa溶液中加入少量CH3COONa固体,溶液中c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)增大D.向盐酸中滴加氨水,由水电离出的c平(H+)水=10-7 molL-1时,溶液一定显中性7.(2020广东茂名二模)某些难溶性铅盐可用作涂料,如秦俑彩绘中使用的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2。室温下,PbCO3和PbI2在不同的溶液中分别达到溶解平衡时-lgc平(Pb2+)与-lgc平(CO32-)或-lgc平(I-)的关系如图所示。下列说法错误的是()A.Ksp(PbCO3)的数量级为10
6、-14B.相同条件下,水的电离程度p点大于q点C.L1对应的是-lgc平(Pb2+)与-lgc平(I-)的关系变化D.p点溶液中加入Na2CO3浓溶液,可得白色沉淀8.(2020广东茂名一模)常温下,在“H2S-HS-S2-”的水溶液体系中,H2S、HS-、S2-三种微粒的物质的量分数随溶液pH变化(仅用H2S和NaOH调节pH)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.Ka1(H2S)的数量级为10-6B.NaHS溶液中,c平(Na+)c平(HS-)c平(S2-)c平(H2S)C.当体系呈中性时,c平(HS-)c平(H2S)c平(Na+)c平(HS-)+2c平(S2-)D.加入Na2S沉降废水
7、中的Cu2+,废水的pH对沉降效果没有影响9.(2020福建莆田第二次质检)常温下,几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是()A.a点代表Fe(OH)3的饱和溶液B.KspCu(OH)2ADB.1 molL-1 Na2SO4溶液不可能处于B点C.向C点水溶液中通入HCl,则C点变为E点D.0.1 molL-1 NaHA溶液的pH和pOH的关系如图中E点所示,此时溶液中离子的物质的量浓度关系:c平(HA-)c平(A2-)c平(H2A)二、选择题:本题共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目要求,全部
8、选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。11.(2020北京顺义区一模)对Na2C2O4溶液进行研究,下列说法不正确的是(室温下0.1 molL-1 H2C2O4的pH=1.3)()A.Na2C2O4溶液中离子关系:c平(C2O42-)+c平(HC2O4-)+c平(H2C2O4)=c平(Na+)B.向Na2C2O4溶液中加入酚酞,溶液变红:C2O42-+H2OHC2O4-+OH-C.向Na2C2O4溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去:2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2+10CO2+8H2OD.向Na2C2O4溶液中加入足量稀硫酸制备草酸:C2O42-+2H+H2C2O41
9、2.(2020山东临沂一模)常温下,分别取未知浓度的AOH和BOH两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的n倍。两溶液稀释倍数的对数值(lgn)与溶液的pH变化关系如图所示。下列叙述正确的是()A.水的电离程度:ZX=YB.常温下,Kb(BOH)c平(C2O42-)c平(H2C2O4)对应1.22pH4.19D.c平(Na+)=c平(HC2O4-)+2c平(C2O42-)对应pH=715.(2020山东济宁二模)已知:P=pc平(HX)c平(X-)=-lgc平(HX)c平(X-)。室温下,向0.10 molL-1的HX溶液中滴加0.1 molL-1的NaOH溶液,溶液pH随P的变化关系如图。下列说法
10、正确的是()A.a点溶液中:c平(HX)+c平(X-)=0.10 molL-1B.b点坐标为(0,4.75)C.c点溶液中:c平(Na+)10c平(HX)D.溶液中水的电离程度:cb11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42-):金属离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHCo2+7.69.4Zn2+5.98.9(1)“酸浸”时所加稀硫酸不宜过量太多的原因是。(2)“除铁”时,向溶液中持续鼓入空气的作用是。(3)流程中需将滤渣、滤渣的洗涤液与“除铁”后所得滤液合并,目的是。(4)写出“还原”过程中Na2SO3、稀硫酸与Co(OH)3反应的离子方程式:。(5)实验所得CoSO4溶液可
11、用于制备CoCO3,制备时CoSO4饱和溶液与Na2CO3饱和溶液的混合方式为。(6)请结合如图硫酸锌晶体的溶解度曲线,设计从“氧化沉钴”后的滤液(含ZnSO4、Na2SO4、NiSO4等)中获取ZnSO47H2O的实验方案:取适量滤液,过滤,用少量冰水洗涤,低温干燥得ZnSO47H2O晶体。(实验中须使用的试剂有:Zn粉、1.0 molL-1NaOH、1.0 molL-1H2SO4)20.(2020山东聊城二模)(12分)从废钒催化剂中回收钒,既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源。回收工艺流程如下(V的相对原子质量为51):已知:废钒催化剂中含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、
12、Fe2O3、Al2O3等。“酸浸”时V2O5和V2O4先与稀硫酸反应分别生成VO2+和VO2+。有机萃取剂萃取VO2+的能力比萃取VO2+的能力强。溶液中VO2+与VO3-可相互转化:VO2+H2OVO3-+2H+(1)为了提高“酸浸”效率可采取的措施为。(2)“酸浸”时加入FeSO4目的是,FeSO4参与反应的化学方程式为。(3)“滤渣2”的成分为;“操作1”的名称为。(4)在“氧化”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为16,反应的离子方程式为。(5)t时,“氧化”后溶液中c平(VO2+)=0.1 molL-1,假设“沉钒”步骤中VO2+全部转化成VO3-,并生成NH4VO3沉淀,为使沉钒效
13、率达到95%。则此时溶液中c平(NH4+)。已知t时Ksp(NH4VO3)=2.010-3(molL-1)2,反应前后溶液的体积变化忽略不计(6)取“煅烧”后的V2O5样品m g进行测定,加入足量稀硫酸充分反应后,配成250 mL溶液。取该溶液25.00 mL用b molL-1草酸溶液进行滴定,消耗草酸溶液c mL。则V2O5样品中钒的质量分数=%,样品的纯度%,样品的纯度小于该数值可能的原因是。(已知:V2O5+2H+2VO2+H2O、2VO2+H2C2O4+2H+2VO2+2CO2+2H2O)单元质检卷八物质在水溶液中的行为1.B虽然HClO是弱酸,但次氯酸钠为强电解质,A错误;溶有氨气的
14、氯化钙溶液显碱性,可以吸收二氧化硫生成亚硫酸根,亚硫酸根和钙离子可以生成亚硫酸钙,为白色沉淀,B正确;食盐水中有大量的Cl-,会降低氯化银的溶解度,C错误;Na2O和二氧化碳反应生成碳酸钠,Na2O2和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,D错误。2.A根据“越弱越水解”,相同浓度的HCOONa和NaF的溶液,pH大的水解程度大,对应的酸的Ka小,A项错误;相同浓度的CH3COOH和CH3COONa两溶液等体积混合后,pH约为4.7,溶液中主要存在两个平衡:CH3COOHCH3COO-+H+、CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,因为溶液显酸性,所以以CH3COOH的电离为主,故离子浓度:c平
15、(CH3COO-)c平(Na+)c平(H+)c平(OH-),B项正确;FeS加入稀硫酸中,H+使FeS沉淀溶解平衡右移,FeS逐渐溶解,而CuS不能发生此现象,说明Ksp(FeS)Ksp(CuS),C项正确;1molL-1Na2S溶液中存在S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,根据物料守恒可得c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S)=1molL-1,D项正确。3.C0.1000molL-1的HZ,pH=1,c平(H+)=0.1000molL-1,则c平(HZ)=c平(H+),则HZ为一元强酸,HX和HY的pH都大于1,则HX和HY都是一元弱酸,同浓度的三种酸酸性强弱
16、关系为HXHYc平(OH-),所以溶液中c平(Na+)7,此时c平(OH-)c平(H+);依据电荷守恒可知,c平(NH4+)+2c平(Mg2+)+c平(H+)=c平(Cl-)+c平(OH-),所以c平(NH4+)+2c平(Mg2+)c平(Cl-),A正确;镁与盐酸反应,溶液温度迅速升高,并达最高点,反应放出的热量多,所以反应剧烈程度:HClNH4Cl,B不正确;MgCl2水解时,溶液显酸性,所以Q点溶液显碱性不是MgCl2发生水解所致,C不正确;1000s后,镁与NH4Cl溶液反应温度仍在缓慢上升,溶液的pH仍在缓慢增大,说明反应仍在正向进行,D不正确。5.DT时,0.10molL-1CH3C
17、OOH溶液的pH=3,说明溶液中c平(H+)=10-3molL-1,则该温度下CH3COOH的电离平衡常数Ka=c平(CH3COO-)c平(H+)c平(CH3COOH)=10-310-30.1-10-3molL-110-5molL-1,A错误;M点溶液pH=7,若对应的NaOH溶液的体积为20.00mL,则醋酸与NaOH恰好中和,溶液为CH3COONa,该盐是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,与题干的溶液显中性相违背,说明M点对应的NaOH溶液的体积小于20.00mL,B错误;N点时所示溶液中醋酸与NaOH恰好中和,溶液为CH3COONa溶液,CH3COO-发生水解反应而消耗,所以c平(Na+)c
18、平(CH3COO-),CH3COO-发生水解反应消耗水电离产生的H+,最终达到平衡时,溶液中c平(OH-)c平(H+),但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度远小于盐电离产生的离子浓度,因此c平(CH3COO-)c平(OH-),故该溶液中离子浓度关系为c平(Na+)c平(CH3COO-)c平(OH-)c平(H+),C错误;N点所示溶液中醋酸与NaOH恰好中和,溶液中的溶质为CH3COONa,溶液中只有盐的水解作用,促进水的电离;而Q点时NaOH过量,溶液为CH3COONa和NaOH的混合液,由于NaOH电离产生OH-对水的电离平衡起抑制作用,使盐水解程度减小,故最终达到平衡时水的电离程度NQ
19、,D正确。6.C溶液中c平(H+)c平(OH-)=KW,KW只与温度有关,则c平(H+)c平(OH-)不变,c平(H+)c平(OH-)=KWc平2(OH-),稀释过程中c平(OH-)发生变化,则c平(H+)c平(OH-)变化,故A错误;Ksp只与温度有关,则Ksp不变,饱和AgCl溶液中加入少量AgNO3固体,导致AgCl溶解的量减小,故B错误;向CH3COONa溶液中加入少量CH3COONa,溶液中c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)=Kac平(H+),加入CH3COONa,溶液碱性增强,则c平(H+)降低,所以c平(CH3COO-)c平(CH3COOH)值增大,故C正确;向盐酸中滴
20、加氨水,由水电离出的c平(H+)水=10-7molL-1时,整个溶液c平(H+)=10-7molL-1说明溶液显中性,不是指由水电离出的c平(H+)水=10-7molL-1时溶液一定显中性,故D错误。7.BKsp(PbCO3)=c平(Pb2+)c平(CO32-),则lgc平(Pb2+)=lgKsp(PbCO3)-lgc平(CO32-),同理lgc平(Pb2+)=lgKsp(PbI2)-2lgc平(I2),则图像L1对应的是-lgc平(Pb2+)与-lgc平(I-)的关系变化。L2对应的是-lgc平(Pb2+)与-lgc平(CO32-)的关系变化,则Ksp(PbCO3)=c平(Pb2+)c平(C
21、O32-)=10-13.1mol2L-2,数量级为10-14,A正确;相同条件下,p点和q点的铅离子浓度相同,p点为碘化铅的饱和溶液,q点为碳酸铅的饱和溶液,由于碘离子不水解,CO32-可以发生水解,其水解促进了水的电离,则水的电离程度p点小于q点,B错误;L1对应的是-lgc平(Pb2+)与-lgc平(I-)的关系变化,C正确;Ksp(PbCO3)=c平(Pb2+)c平(CO32-)=10-13.1mol2L-2,Ksp(PbI2)=c平(Pb2+)c平2(I-)=10-8mol3L-3,Ksp(PbCO3)Ka2(H2S)=10-13molL-1,溶液呈碱性,说明HS-水解程度大于电离程度
22、,则c平(S2-)c平(H2S),则c平(HS-)c平(H2S)1,根据电荷守恒得c平(Na+)=c平(HS-)+2c平(S2-),所以c平(Na+)c平(HS-)+2c平(S2-)=1,则c平(HS-)c平(H2S)c平(Na+)c平(HS-)+2c平(S2-),C正确;加入Na2S沉降废水中的Cu2+,溶液中c平(Cu2+)减小,Cu2+水解程度较小,则溶液的pH增大,D错误。9.Ba点不在曲线上,则所代表的溶液不是Fe(OH)3的饱和溶液,A错误;由金属阳离子浓度的变化图可知,pH相同时c平(Cu2+)c平(Fe2+),则KspCu(OH)2pOH,-lgc平(H+)-lgc平(OH-)
23、,可得c平(H+)c平(OH-),溶液显碱性;E点:pHAD,若涉及盐类水解,则无法判断,A错误;Na2SO4溶液呈中性,由分析可知,B点溶液显中性,即1molL-1Na2SO4溶液可能处于B点,B错误;C点和E点所处温度不同,水的离子积KW不同,所以通入HCl,则C点不能变为E点,C错误;E点溶液显酸性,则NaHA溶液中,HA-的电离(HA-H+A2-)程度大于水解(HA-+H2OH2A+OH-)程度,那么c平(A2-)c平(H2A),电离和水解均很微弱,c平(HA-)最大,故c平(HA-)c平(A2-)c平(H2A),D正确。11.A该溶液中存在物料守恒2c平(C2O42-)+c平(HC2
24、O4-)+c平(H2C2O4)=c平(Na+),A错误;酚酞变红色,说明溶液呈碱性,草酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为C2O42-+H2OHC2O4-+OH-,B正确;向草酸钠溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去,二者发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水,离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2+10CO2+8H2O,C正确;向草酸钠溶液中加入足量稀硫酸生成草酸,二者发生复分解反应,离子方程式为C2O42-+2H+H2C2O4,D正确。12.CD碱溶液中H+全部来自水的电离,碱溶液的pH越大,水的电离程度越小,根据图像pH:ZYX,则水的电离程度:ZYKb(AOH
25、),B错误;X、Y两点溶液稀释的倍数相同,Y点的pH大于X点,故Y点对应的AOH物质的量浓度较大,中和等体积X、Y两点溶液,Y消耗HCl的物质的量较多,C正确;物质的量浓度相同的ACl和BCl,氯离子浓度相等,由于A+的水解程度大于B+,则ACl溶液中c平(H+)大于BCl溶液中c平(H+),ACl溶液中c平(OH-)小于BCl溶液中c平(OH-),结合ACl和BCl溶液中存在的电荷守恒c平(A+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(Cl-)、c平(B+)+c平(H+)=c平(OH-)+c平(Cl-),ACl溶液中阳离子浓度之和小于BCl溶液中阳离子浓度之和,D正确。13.C由于酸性HCO3
26、-Al(OH)3,HCO3-会与Al(OH)4-发生反应生成Al(OH)3:HCO3-+Al(OH)4-CO32-+Al(OH)3+H2O,HCO3-和Al(OH)4-在水溶液中不能大量共存,A项错误;d线代表HCO3-减少,发生的反应为HCO3-+H+CO2+H2O,B项错误;a线代表Al(OH)4-与H+反应:Al(OH)4-+H+Al(OH)3+H2O,b线代表CO32-与H+反应:CO32-+H+HCO3-,由图像知两个反应消耗了等量的H+,则溶液中CO32-与Al(OH)4-的物质的量之比为11,原固体混合物中CO32-与Al(OH)4-的物质的量之比为11,C项正确;d线代表HCO
27、3-与H+的反应:HCO3-+H+CO2+H2O,n(HCO3-)=0.05mol,消耗H+的物质的量为0.05mol,所用盐酸的体积为50mL,V1=100mL+50mL=150mL;e线代表Al(OH)3与H+反应:Al(OH)3+3H+Al3+3H2O,Al(OH)3的物质的量为0.05mol,会消耗0.15molH+,所用盐酸的体积为150mL,V2=V1+150mL=300mL;M点生成的是HCO3-而非CO2,D项错误。14.BC向H2C2O4溶液中加碱,起初发生反应H2C2O4+OH-HC2O4-+H2O,后来发生反应HC2O4-+OH-C2O42-+H2O,所以曲线为lgXX表
28、示c平(HC2O4-)c平(H2C2O4),曲线为lgXX表示c平(C2O42-)c平(HC2O4-)。在图中b点,lgc平(C2O42-)c平(HC2O4-)=0,pH=4.19,H2C2O4的K2=c平(C2O42-)c平(H+)c平(HC2O4-)=10-4.19molL-1,数量级是10-5,A正确;在b点,c平(C2O42-)c平(HC2O4-)=1,则c平(HC2O4-)=c平(C2O42-),所以反应结束时HC2O4-只有一部分与OH-反应,B不正确;在pH=1.22稍后区域,c平(HC2O4-)c平(H2C2O4)c平(C2O42-),在pH=4.19稍前区域,c平(HC2O4
29、-)c平(C2O42-)c平(H2C2O4),C不正确;pH=7时,c平(H+)=c平(OH-),根据电荷守恒可知c平(Na+)=c平(HC2O4-)+2c平(C2O42-),D正确。15.BCHX的电离平衡常数表达式为Ka=c平(X-)c平(H+)c平(HX),则lgKa=lgc平(X-)c平(HX)+lgc平(H+)=-pH-lgc平(HX)c平(X-),即pH=-lgKa-lgc平(HX)c平(X-)=P-lgKa,将点(1,5.75)代入可得lgKa=-4.75,即Ka=10-4.75。设0.10molL-1的HX溶液中c平(H+)=x,则有x20.1molL-1-x=10-4.75,
30、解得x约为10-2.9molL-1,所以0.10molL-1的HX溶液pH约为2.9,当pH=3.75时说明已经滴入了部分NaOH溶液,溶液的体积发生变化,所以c平(HX)+c平(X-)=0.10molL-1不再成立,A错误;将lgc平(HX)c平(X-)=0,代入pH=-lgKa-lgc平(HX)c平(X-),可得此时pH=-(-4.75)=4.75,所以b点坐标为(0,4.75),B正确;c点溶液中存在电荷守恒:c平(H+)+c平(Na+)=c平(X-)+c平(OH-),此时pc平(HX)c平(X-)=1,则c平(X-)=10c平(HX),代入电荷守恒可得:c平(H+)+c平(Na+)=1
31、0c平(HX)+c平(OH-),由于溶液呈酸性,c平(H+)c平(OH-),则c平(Na+)ba,D错误。16.答案(1)A2-+H2OHA-+OH-c平(HA-)c平(OH-)c平(A2-)c平(OH-)+c平(HA-)+2c平(A2-)(2)增大(3)6110-10 molL-110(4)110-8 molL-1c平(Na+)c平(HA-)c平(OH-)c平(H+)c平(A2-)解析(1)由题图可知,H2A溶液中含有H2A、HA-、A2-,则H2A是二元弱酸;Na2A溶液中A2-发生水解而使溶液呈碱性:A2-+H2OHA-+OH-。Na2A溶液呈电中性,据电荷守恒可得:c平(Na+)+c平
32、(H+)=c平(OH-)+c平(HA-)+2c平(A2-)。(2)升高温度,溶液的碱性增强,则溶液中c平(OH-)增大,说明升高温度,A2-的水解平衡正向移动,则水解平衡常数增大。(3)H2A分两步发生电离:H2AHA-+H+、HA-A2-+H+,则有Ka1=c平(HA-)c平(H+)c平(H2A),Ka2=c平(A2-)c平(H+)c平(HA-);由题图可知,H2A和HA-的物质的量分数均为0.5时,则c平(HA-)=c平(H2A)时,溶液的pH=6,c平(H+)=110-6molL-1,则有Ka1=c平(H+)=110-6molL-1,-lgKa1=6。HA-和A2-的物质的量分数均为0.
33、5时,溶液pH=10,则c平(HA-)=c平(A2-)时,c平(H+)=110-10molL-1,则有Ka2=c平(H+)=110-10molL-1。0.020molL-1Na2A溶液和0.010molL-1盐酸等体积混合,二者发生反应,得到等浓度Na2A、NaHA和NaCl的混合溶液,溶液中c平(A2-)c平(HA-),由题图可知,溶液的pH约为10。(4)0.010molL-1的NaHA溶液中,存在水解平衡:HA-+H2OH2A+OH-,则水解常数Kh=c平(H2A)c平(OH-)c平(HA-)=KWKa1=110-14110-6molL-1=110-8molL-1。NaHA溶液中存在HA
34、-的电离平衡和水解平衡,由于KhKa2,则HA-的水解程度大于其电离程度,NaHA溶液呈碱性,且HA-的水解程度较小,Na+不发生水解,故溶液中离子浓度大小顺序为c平(Na+)c平(HA-)c平(OH-)c平(H+)c平(A2-)。17.答案(1)将Fe2+氧化为Fe3+不引入其他杂质,对环境无污染(其他合理答案均可)CuO或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等3.2(2)1.010-102.510-42.510-9 mol2L-2MN0.04410-5解析(1)由于KspFe(OH)2、KspCu(OH)2相差不大,则Fe(OH)2和Cu(OH)2的溶解度相差不大,故加入H2
35、O2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,便于形成Fe(OH)3沉淀。调节溶液pH时,为不引入新杂质,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等。当Fe3+沉淀完全时,溶液中c平(Fe3+)110-5molL-1,则有c平(OH-)=3KspFe(OH)3c平(Fe3+)=34.010-38110-5molL-11.610-11molL-1,c平(H+)=KWc平(OH-)=110-141.610-11molL-1=6.2510-4molL-1,故溶液的pH=4-lg6.253.2。(2)由题图可知,c平(CO32-)=0时,c平(Ba2+)=c平(SO42-)=1.010
36、-5molL-1,则有Ksp(BaSO4)=c平(Ba2+)c平(SO42-)=1.010-5molL-11.010-5molL-1=1.010-10mol2L-2。由题图可知,当c平(CO32-)2.510-4molL-1时,开始有BaCO3沉淀生成。图中c平(CO32-)=2.510-4molL-1时,c平(Ba2+)=1.010-5molL-1,则有Ksp(BaCO3)=c平(Ba2+)c平(CO32-)=2.510-4molL-11.010-5molL-1=2.510-9mol2L-2。BaSO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),加入Na
37、2CO3,Ba2+与CO32-生成BaCO3沉淀,促使BaSO4的沉淀溶解平衡正向移动,溶液中c平(SO42-)增大,c平(Ba2+)减小,则MP为c平(SO42-)的变化曲线,MN为c平(Ba2+)的变化曲线。反应BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=c平(SO42-)c平(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1.010-102.510-9=0.04。当溶液中c平(CO32-)=110-3molL-1时,K=c平(SO42-)c平(CO32-)=0.04,则有c平(SO42-)=0.04110-3molL-1=410-5mo
38、lL-1,故溶解BaSO4的物质的量为410-5molL-11L=410-5mol。18.答案(1)加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液产生白色沉淀(2)烧杯容量瓶刻度线蓝色褪去95.0解析(1)先加过量盐酸排除S2O32-干扰:S2O32-+2H+S+SO2+H2O,然后在酸性条件下加BaCl2溶液,通过产生BaSO4沉淀证明SO42-存在。(2)溶液配制应在烧杯中溶解,容量瓶中定容。滴定过程中I2I-,达到滴定终点时无I2,故溶液蓝色褪去,即为终点;根据反应的离子方程式,可得到如下定量关系:Cr2O72-3I26Na2S2O35H2O1mol2486g0.009
39、50molL-10.02Lm(Na2S2O35H2O)m(Na2S2O35H2O)=0.28272g则样品纯度为0.28272g24.80mL100mL1.2g100%=95.0%。19.答案(1)避免除铁时消耗过多的CaCO3(2)将Fe2+氧化,搅拌溶液,加快反应速率(3)提高Co、Zn的回收率(4)SO32-+2Co(OH)3+4H+2Co2+SO42-+5H2O(5)将Na2CO3饱和溶液缓慢滴加到CoSO4饱和溶液中,并不断搅拌(6)向其中加入过量的Zn粉后过滤,向所得滤液中滴加1.0 molL-1 NaOH,控制pH约为10(8.911)使Zn2+完全沉淀,所得沉淀洗净后用1.0
40、molL-1 H2SO4完全溶解,将所得溶液蒸发浓缩至有晶膜出现,冷却至0 (39 以下)结晶解析钴渣中加稀硫酸将可溶于酸的物质转变成硫酸盐,难溶于硫酸的进入滤渣1,得到溶液中主要含CoSO4、ZnSO4,另含少量FeSO4、NiSO4,滤液中通入氧气将亚铁离子氧化成三价铁离子,加碳酸钙中和硫酸调节pH将铁沉淀除去,过滤后滤液中加Na2S2O8,氧化沉淀钴,过滤得钴的沉淀物加亚硫酸钠和稀硫酸还原得到硫酸钴,滤液中主要是硫酸锌,除去杂质后经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到ZnSO47H2O晶体。(1)“酸浸”时所加稀硫酸不宜过量太多,因后续步骤中要加碳酸钙调节溶液pH,硫酸过多会增加碳酸钙的用量。
41、(2)因为原溶液中的铁是二价铁,二价铁直接沉淀时需要调控的pH较大且会使其他金属阳离子沉淀,因此以溶解度更小的氢氧化铁形式除铁更合理,需通入空气将亚铁离子氧化,同时持续鼓入空气可以起到搅拌溶液,加快反应速率的作用。(3)流程中需将滤渣、滤渣的洗涤液与“除铁”后所得滤液合并,可以减少钴和锌的损失,提高两者的回收率。(4)“还原”过程中Na2SO3、稀硫酸与Co(OH)3的反应产物为硫酸钴和硫酸钠,可得离子方程式为SO32-+2Co(OH)3+4H+2Co2+SO42-+5H2O。(5)实验所得CoSO4溶液可用于制备CoCO3,制备时CoSO4饱和溶液与Na2CO3饱和溶液的混合方式为将Na2C
42、O3饱和溶液缓慢滴加到CoSO4饱和溶液中,并不断搅拌。(6)“氧化沉钴”后的滤液(含ZnSO4、Na2SO4、NiSO4等)中有杂质,直接结晶得不到纯净的晶体,因此要先加足量的锌粉置换出镍,之后加氢氧化钠调节溶液pH将锌转变成沉淀后过滤得到氢氧化锌固体,再将固体溶于硫酸,蒸发浓缩再冷却至39以下结晶。20.答案(1)升高酸浸温度和粉碎原料(2)使VO2+转化为VO2+(VO2)2SO4+2FeSO4+2H2SO42VOSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(3)Fe(OH)3、Al(OH)3蒸发结晶(4)3H2O+ClO3-+6VO2+6VO2+Cl-+6H+(5)0.4 molL-1(6)1
43、02bcm182bcm样品中含有NH4VO3解析从废钒催化剂中回收V2O5,由题干可知,“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V2O4转成VO2+。氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有SiO2不溶,则过滤得到的“滤渣1”为SiO2,然后加氧化剂H2O2,将VO2+变为VO2+,再加KOH时,Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,同时中和硫酸,过滤得到的“滤渣2”为Fe(OH)3、Al(OH)3,萃取后水相1流出液中主要为硫酸钾,“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,“煅烧”时分解生成V2O5。(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,为了提高“酸浸”效率可采取的措施为升高
44、酸浸温度和粉碎原料。(2)Fe2+具有还原性,“酸浸”时加入FeSO4的目的是使VO2+转化为VO2+,FeSO4参与反应的化学方程式为(VO2)2SO4+2FeSO4+2H2SO42VOSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。(3)由以上分析可知,“滤渣2”的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;硫酸钾受热稳定,“操作1”的名称为蒸发结晶。(4)在“氧化”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为16,根据氧化还原反应原理,氧化剂为氯化钾,还原剂为VO2+,反应的离子方程式为3H2O+ClO3-+6VO2+6VO2+Cl-+6H+。(5)t时,“氧化”后溶液中c平(VO2+)=0.1molL-1,假
45、设“沉钒”步骤中VO2+全部转化成VO3-,化合价不变,c平(VO3-)=0.1molL-1,为使沉钒效率达到95%,则溶液中此时c平(VO3-)0.005molL-1,即c平(NH4+)Ksp(NH4VO3)c平(VO3-)molL-1=2.010-30.005molL-1=0.4molL-1。(6)取“煅烧”后的V2O5样品mg进行测定,加入足量稀硫酸充分反应后,V2O5+2H+2VO2+H2O,配成250mL溶液,取该溶液25.00mL用bmolL-1草酸溶液进行滴定,消耗草酸溶液cmL,滴定过程中涉及的反应为2VO2+H2C2O4+2H+2VO2+2CO2+2H2O,则滴定过程消耗的c平(VO2+)=2bc10-3molL-1,即V2O5的物质的量为bc10-3mol,V2O5样品中钒的质量分数=2n(V2O5)Mm100%=2bc10-3mol51gmol-1250mL25mLmg100%=102bcm%,样品的纯度为n(V2O5)Mm100%=bc10-3mol182gmol-1250mL25mLmg100%=182bcm%,样品的纯度小于该数值可能的原因是样品中含有NH4VO3。
