2023年高考真题变式分类汇编:盐类水解的应用1
2023年高考真题变式分类汇编:盐类水解的应用1
一、选择题
1.(2023·北京)下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和溶液制备胶体
2.(2023·北京)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中代表或中的一种。下列说法正确的是( )
A.、分别是
B.既可以是,也可以是
C.已知为副产物,则通入水蒸气可减少的产生
D.等压条件下,反应、的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热
3.(2023·北京)利用平衡移动原理,分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知:图中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
图中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合注:起始,不同下由图得到。
下列说法不正确的是( )
A.由图,
B.由图,初始状态,无沉淀生成
C.由图,初始状态,平衡后溶液中存在
D.由图和图,初始状态、,发生反应:
4.(2023·浙江1月选考)甲酸是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始关系如图(已知甲酸),下列说法错误的是
A.活性成分在水中存在平衡:
B.的废水中
C.废水初始,随下降,甲酸的电离被抑制,与作用的数目减少
D.废水初始,离子交换树脂活性成分主要以形态存在
5.(2023·黄浦模拟)将去掉氧化膜的铝片放入足量Na2CO3溶液中,铝片表面产生气泡,充分反应后得到无色溶液M。下列分析错误的是( )
A.产生的气体中有H2 B.反应与水解有关
C.Al(OH)3向酸式电离方向移动 D.M中含大量:Na+、Al3+、
6.(2023·江苏模拟)室温下用0.1 mol L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的一种脱硫工艺流程如下图所示。已知H2SO3电离平衡常数分别为Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3电离平衡常数分别为Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11,忽略通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发。
下列说法正确的是
A.0.1 mol L-1 Na2SO3溶液中:
B.NaHSO3溶液中:
C.“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:
D.“沉淀”分离后的滤液中:
7.(2023高三下·抚顺模拟)氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生如下反应:
常温下,的甘氨酸()溶液中各微粒浓度对数值与pH的关系如图所示:
下列说法正确的是( )
A.曲线③为的浓度与pH的关系图
B.,
C.平衡常数的数量级为
D.C点溶液中满足:
8.(2022高三上·金山模拟)室温下,向100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3(aq)中分别加(通)入不同试剂,现象见下表:
试剂 现象
1 酚酞 溶液变红,加水稀释,红色变浅
2 少量SO2 用pH试纸测得溶液pH≈8
3 少量Cl2 无明显现象
下列说法错误的是( )
A.Na2SO3(aq)中存在:c(OH-)=c(H+)+2c(H2SO3)+c(HSO3-)
B.实验1中随着水的不断加入,溶液中的值逐渐增大
C.实验2反应后溶液中存在:c(Na+)>c(HSO3-)+2c(SO32-)
D.实验3反应后溶液中存在:c(H+)=c(Cl-)
9.(2022高二下·赤峰期末)时,下列说法正确的是( )
A.的某酸溶液中一定存在:
B.的氨水溶液稀释10倍后
C.相同的溶液、溶液、溶液,其浓度大小关系:
D.常温下,溶液中,由水电离产生的浓度为
10.(2022·诸暨模拟)下列物质的水溶液呈碱性且属于盐是( )
A.苯甲酸钠 B. C.HCl D.
11.(2022·诸暨模拟)下列“类比”不合理的是( )
A.丙醛能与发生加成反应,丙酮也可以与发生加成反应
B.乙烯中所有原子都在同一平面上,则2,3-二甲基-2-丁烯中所有碳也在同一平面上
C.往NaOH溶液通少量,生成,则往苯酚钠溶液中通入少量,也生成
D.溶液在空气中蒸干得到固体,则溶液在空气中蒸干也得到固体
12.(2022·诸暨模拟)常温下,用0.1000的盐酸滴定20.00mL 溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
已知:
A.
B.的的值为
C.若将完全转变为,仅需用酚酞做指示剂
D.图中c点,
13.(2022·浙江模拟)水溶液呈酸性的盐是( )
A. B. C.NaH D.NaClO
14.(2022·浙江模拟)某二元酸(H2A)在水中的电离方程式为:H2A=H++HA-,HA-H++A2-,下列说法错误的是( )
A.在0.1 mol/L的Na2A溶液中,c(A2-)+c(HA-)+2c(Na+)=0.5 mol/L
B.25℃时,若测得0.1 mol/L的NaHA溶液pOH=a,升高温度,测得同浓度的NaHA溶液pOH=b,则b一定大于a
C.25℃时,将同浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,其pH一定小于7
D.0.1 mol/L的NaHA溶液中离子浓度为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
二、多选题
15.(2023·日照模拟)25℃时,向一定浓度的溶液中逐滴加入HCl,以X表示或。已知,混合溶液pX与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I表示与pH的关系
B.第一步电离常数的数量级为
C.时,
D.时,
16.(2022·淄博模拟)某温度下,改变0.10mol/L溶液的pH时,各种含铬元素粒子及浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.
B.
C.E点溶液中存在:
D.反应的平衡常数
17.(2022·德州模拟)常温下,向NaOH溶液中逐滴滴入亚磷酸(),各含磷微粒的分布分数X(平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与pOH的关系如图所示。已知,反应中只能生成和两种盐。下列说法正确的是( )
A.曲线a代表
B.的电离平衡常数
C.溶液中
D.pOH=7时,
18.(2022·聊城模拟)25℃时,某酸(结构简式为 )溶液中含元素X物种的浓度之和为 ,溶液中各含元素X物种的pX随pOH变化关系如图所示。图中 , ;x、y两点的坐标: ; 、 分别表示 的一级、二级电离常数。下列说法错误的是( )
A. 溶液显碱性,是因为 的水解程度大于电离程度
B. 溶液中,
C.该体系中,
D.z点时,
19.(2021·淄博模拟)25℃时,向2.5L蒸馏水中加入0.05molBaSO4固体粉末,再逐渐加入一定量的Na2CO3固体粉末,边加边搅拌(忽略溶液体积变化)。溶液中部分离子的浓度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.25℃时,Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B.BaSO4在水中的Ksp大于其在BaCl2溶液中的Ksp
C.加入1.3molNa2CO3,即可使BaSO4全部转化为BaCO3
D.当BaSO4恰好全部转化为BaCO3时,c(CO )>c(Ba2+)>c(SO )>c(OH-)
20.(2022高二上·菏泽期末)常温常压下,有关下列各溶液的描述中正确的是
A.等浓度的溶液和溶液,的水解程度一样
B.一定浓度的氨水加水稀释,的比值和的比值均增大
C.浓度均为的、混合溶液中:,且
D.的醋酸钠溶液与盐酸溶液混合后溶液显酸性,溶液中微粒的浓度关系为:
21.(2022高二下·郴州期末)25℃时,向0.10溶液中逐渐加入固体(忽略加入时引起的溶液体积变化),所得溶液中含Y元素的三种微粒的分布系数(浓度分数)随溶液pH变化的关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.曲线上任意一点均存在:
B.时,溶液中的
C.由图可知,为二元弱酸,如果将物质的量浓度均为0.20的和溶液等体积混合,所得溶液的
D.已知25℃时,的。若把少量加入溶液中,发生的离子反应可表示为:
22.(2022高二下·东营期末)某研究小组为了探究溶液的性质,设计了下列实验,并记录实验现象。
实验装置 实验序号 滴管试剂 试管试剂 实验现象
① 溶液 饱和溶液 产生白色沉淀
② 溶液 光照管壁有气泡产生
③ 酸性溶液和溶液 溶液变红
④ 的溶液 产生白色沉淀
以下判断错误的是( )
A.实验①:产生的白色沉淀为
B.实验②:产生的气体为
C.实验③:还原性强弱顺序
D.实验④:与的水解相互促进
23.(2021高二上·济宁期末)时,用溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为)。已知:二元弱酸;时,,的,。下列说法正确的是( )
A.a点消耗溶液体积为
B.b点:
C.时,溶液显酸性
D.d点溶液中离子浓度大小关系为
24.(2021高二上·济南期末)常温下,将NaOH溶液滴加到某二元弱酸溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.NaHX溶液中
B.当时,
C.水的电离程度:上的点大于上的点
D.a点溶液中的数量级为
三、非选择题
25.(2023·全国甲卷)钴配合物溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:。
具体步骤如下:
Ⅰ.称取,用水溶解。
Ⅱ.分批加入后,将溶液温度降至以下,加入活性炭、浓氨水,搅拌下逐滴加入的双氧水。
Ⅲ.加热至反应。冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是 。加快NH4Cl溶解的操作有 。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10℃以下以避免 、 ;可选用 降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处: 。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为 。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是 。
26.(2023·武汉模拟)Mg与水反应时,Mg表面会覆盖致密的导致反应较缓慢。某兴趣小组为了验证部分离子对Mg与水反应的影响,进行了如下实验。
I.验证和对Mg与水反应的促进作用
实验序号 a b c d
0.1 mol·L盐溶液 NaCl
30 min内产生气体的体积/mL 1.5 0.7 <0.1 1.4
气体的主要成分
30 min时镁条表面情况 大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(1)某同学认为根据上表能够说明对Mg与水的反应起促进作用,他的理由是 。
(2)实验b、d镁条表面附着固体中还检验出碱式碳酸镁,写出Mg与溶液反应生成该固体的离子方程式: 。
(3)综合实验a~d可以得出结论:和都能与作用而加快Mg与水的反应, (补充两点)。
(4)II.室温下,探究对Mg与水反应的影响
该小组用Mg与NaCl溶液反应,实验发现当浓度过低或过高时,反应速率没有变化,当浓度为2 mol·L时,Mg与水反应较快,产生大量的气泡,同时生成白色固体,最终溶液pH约为10.98。
经检验该白色固体含有碱式氯化镁。碱式氯化镁受热(>100℃)易分解生成氧化镁和两种气体,写出其分解的化学方程式: 。实验室检验镁条表面生成的白色固体含有碱式氯化镁的操作是 。
(5)常温下,饱和溶液的 ,试从化学平衡角度分析实验得到最终溶液的pH大于该值的原因: (已知,)。
27.(2023·湖南模拟)铜盐主要用于杀毒和驱虫。实验室采用滴定法测定硫酸铜样品中铜的含量。实验步骤如下:
I.铜盐的溶解:准确称取硫酸铜样品0.5g于碘量瓶中,加入1mol/L溶液和30mL使之溶解。
II.滴定:向上述碘量瓶中加入5mL20%KI溶液,立即用0.1mol/L标准溶液滴定至浅黄色。然后加入1mL淀粉溶液,继续滴定溶液呈浅蓝色。再加入5mL10%KSCN溶液,摇匀后溶液蓝色转深,再继续滴定到终点,消耗标准溶液的体积为。回答下列问题:
(1)利用浓硫酸配制250mL1mol/L溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、 。下列关于容量瓶的操作,正确的是 。
A. B.
C. D.
(2)溶解硫酸铜加入硫酸的目的是 ;不能将硫酸换为盐酸的理由是 。
(3)已知滴定过程加入5mL20%KI溶液,有白色沉淀(CuI)生成,发生的离子反应方程式为 。
(4)已知,CuI容易吸附,加入KSCN溶液的目的是将CuI转化为CuSCN沉淀并释放吸附的,如不加KSCN溶液,则测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)滴定终点的现象是 ;已知,则硫酸铜样品中铜的含量为 %。
28.(2022·虹口模拟)硫的化合物在工业中用途广泛。是一种重要的溶剂。工业上可以利用硫黄()与为原料制备,时受热分解成气态,发生反应。
完成下列填空:
(1)和互称为 ;硫原子最外层未成对电子中运动状态不相同的方面是 。
(2)反应所涉及的各物质中,属于极性分子的电子式为 。列举一个能比较硫元素与碳元素非金属性相对强弱的实验事实: 。常温下,用的溶液处理工业尾气中的,吸收过程中的使用率()与溶液的关系如图所示(溶液体积与温度均保持不变)。
(3)a点时,溶液中 。已知到b点时吸收了标准状况下尾气,则尾气中的体积分数为 (尾气中其他成分不反应)。
(4)当的使用率达到时,溶液为4.4,分析原因: 。
(5)用硫酸酸化的,溶液处理气体,会析出铬钾矾晶体。写出相关反应的化学方程式。
29.(2022·虹口模拟)锗、锡、铅均属于ⅣA族元素,它们的单质与化合物广泛应用于生活的各个领域。
(1)Ⅰ.完成下列填空:
锗元素原子核外能量最高的电子有 个,它们运动所形成的电子云形状为 形。
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似,在常温常压下是具有刺激性气味的无色有毒气体。从结构角度比较GeH4与CH4沸点高低并说明理由 。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性,主要是因为GeH4与NH3反应生成了和 (填化学式)两种离子。
(3)Ⅱ.三水锡酸钠(Na2SnO3·3H2O)是一种易溶于水的无色晶体,露置在空气中会逐渐转化成Na2CO3和Sn(OH)4。
常温下,相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液,前者pH (填“大于”“小于”或“等于”)后者。
(4)写出三水锡酸钠露置在空气中发生反应的化学方程式 。
(5)Ⅲ.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、、。当总含铅量一定时,各形态铅的百分比(α)与溶液pH变化的关系如图所示。
Pb(NO3)2溶液中, 2(填“>”“=”或“<”);往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外,还有 (填微粒符号)。
(6)科学家发现一种新型脱铅剂DH,能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+。则脱铅时最合适的pH约为 (选填编号)。
a.4~5 b.6~7 c.8~10 d.12~14
30.(2022·朝阳模拟)某小组验证“”(反应A)存在限度,并探究外加试剂对该平衡的影响。
(1)从正反应方向探究实验。取溶液,加入溶液(),溶液呈棕黄色,不再发生变化。
①通过检测出 ,证实反应A存在限度。
②加入,振荡,平衡向 移动。
③除反应A外,还发生 (写方程式),促进与的反应。
(2)从逆反应方向探究实验:向碘水(含淀粉)中加入酸性溶液,无明显变化。未检出。
①甲同学认为加入溶液可增大与的反应程度。甲同学依据的原理是 。
②验证:加入溶液,产生沉淀a,溶液蓝色褪去。能检出。
(3)乙同学认为碘水中含有,加入溶液也可能产生沉淀。做对照实验:直接向碘水(含淀粉)中加入溶液。产生沉淀,溶液蓝色褪去。
查阅资料:
实验验证:
已知:、(微溶)
①Ⅲ中溶液的作用是 。
②Ⅳ中溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
检验、比较沉淀a、b的成分,可明确的作用。
(4)问题思考:向与碘水的混合液中加入溶液,可能发生如下反应:
i.与在的促进下发生的氧化还原反应
ii.与在促进下发生的反应
iii.与的反应
确认是否发生反应iii,设计实验:将反应后混合物过滤, 。
供选择试剂:稀、溶液、溶液
已知:、溶于溶液;难溶于稀
31.(2022·缙云模拟)铋是一种稀有金属,铋及其化合物在工业生产中用途广泛,如氯氧化铋常用于电子设备、汽车装饰材料、塑料助剂及生产干电池阴极。以下是一种用铋精矿(主要成分是Bi2S3还含有FeS2、 Cu2S、PbO2及不溶性杂质)制备 BiOCl的一种方法,其流程如图:
已知: ① Fe(OH)3开始沉淀的 pH值为2.7,沉淀完全时的 pH值为3.7。
② 对浸出渣的处理,直至得到产品,都在封闭的管道内进行。
③ pH>3,则 BiCl3极易水解生成不溶性的 BiOCl 沉淀。
请回答以下问题:
(1)铋精矿在浸取时会先进行粉碎,目的是 。
(2)加压氧化氨浸过程中,已知 CuS2发生如下反应:,生成,FeS2在此过程中也生成某氧化物,请写出发生反应的化学方程式 。
(3)操作Ⅰ为: 。
(4)根据流程分析,盐酸羟胺在反应中起到什么作用: 。
(5)流程中生成 BiOCl 的离子方程式: 。
(6)滤液 3 中含有的金属阳离子有: 。
32.(2021高三上·嘉定模拟)化学社团小组的同学在测试Na2SO3溶液的pH时,遇到了困惑。为此,决心重新实验,揭开奥秘。请你也参与交流讨论。
a.查阅资料:①常温下0.1mol L-1的H2SO3溶液的pH约为2.1。②通常情况下,H2S为无色,有腐蛋臭味的气体,其水溶液称为氢硫酸。常温下0.1mol L-1的H2S溶液的pH约为4.5。
b.实验操作:
①准确称取纯净的Na2SO3 7H2O晶体31.500g,配成1L水溶液,测得其pH=7.8。
②再次准确称取31.500g上述晶体,继而隔绝空气在600℃以上高温下强热至恒重 (只有硫元素的化合价变化成最高价和最低价),质量为15.750g。
③将②所得的15.750g固体进行元素定性定量分析,组成与Na2SO3无异。将其溶于水得250.00mL溶液,测得pH=10.3。
c.分析猜想:Na2SO3 7H2O在强热下,失去结晶水,进而发生了分解反应(自身氧化还原反应)
d.交流讨论
(1)实验操作①所得溶液的物质的量浓度为 ;实验操作②中除酒精灯、玻璃棒、三角架及隔绝空气的设备外,还需要的仪器有 。
(2)给Na2SO3 7H2O加热时为何要隔绝空气,请以简要的文字给以说明。
(3)猜想Na2SO3在高温强热下发生分解反应的化学方程式是 。
(4)实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,其合理的解释是(简要的文字和离子方程式给以说明) 。
(5)请你设计简单的实验方案,给上述分析猜想及解释加以佐证。并简单叙述实验步骤、现象和结论。 。
33.(2021·海门模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波,广泛应用于照相定影及纺织业等领域等。某化学实验小组用如图1装置制备。
已知:①Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2
②Na2SO4溶解度如图2所示。
(1)若要检验a处混合气体中的CO2,实验方法是:将混合气体 。
(2)三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,其目的 。
(3)设计以下实验测定以上制备的纯度:
步骤1:准确称取8.00g样品,溶于水,加入5mL甲醛,配成100mL溶液。
步骤2:准确称取0.294gK2Cr2O7于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入5mLmol L-1H2SO4和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mLl%淀粉,用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。(已知:)
①写出“步骤2”中反应的离子方程式 。
②试计算的纯度(写出计算过程)
(4)利用甲装置中的残渣(Na2SO4和Na2SO3的混合物)制备晶体,请补充完整实验方案,将固体混合物溶于水配成溶液, ,洗涤、干燥得晶体。(实验中须使用的试剂及仪器有:氧气、pH计)
34.CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):
金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Co2+ 7.6 9.4
Al3+ 3.0 5.0
Zn2+ 5.4 8.0
(1)“酸浸”时通入SO2发生反应的离子方程式是 。
(2)“除铝”时调节溶液pH范围为 ,该过程中主要反应的离子方程式为 。
(3)“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层) ZnX2(有机层)+H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是 。
(4)“沉钴”时为使Co2+沉淀完全,Na2CO3溶液需稍过量且缓慢滴加,能说明Co2+已沉淀完全的实验操作是 。
(5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3,该反应的化学方程式为 。
(6)某工业生产过程中得到溶液的溶质主要是ZnSO4和CuSO4。已知硫酸锌晶体的溶解度随温度变化如图,请设计从该混合液中获取ZnSO4晶体的实验方案:
向溶液中加入稍过量的锌粉,充分反应后, ,得到ZnSO4溶液, ,得到ZnSO4晶体。(实验中须使用的试剂有:Zn粉、稀H2SO4、酒精)。
35.(2021·高州模拟)某卤水锂矿“沉锂”后所得滤饼的主要成分为Li2CO3,同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐,为提高Li2CO3的纯度,需要在“沉锂”后进行“洗矿”,洗矿母液为接近饱和的碳酸锂的高盐废水,废水的pH约为10~12且重金属离子含量超标,需处理后排放,回收处理洗矿母液的工艺流程如图所示。
碳酸锂的溶解度(g/L)如表:
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72
回答下列问题:
(1)“洗矿”通常采用90℃的热水进行,目的是 。
(2)洗矿母液呈碱性的主要原因是 (用离子方程式表示)。
(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3),可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸,同时生成一氧化氮,则该反应的化学方程式为 。
(4)NaCl、KCl、LiCl的溶解度随温度的变化情况如图所示。流程中操作I为“加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤”,操作II为“冷却结晶、过滤”,则晶体b和晶体c的主要成分分别为 、 (填化学式)。
(5)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、洗涤、干燥得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是 ,宜选用 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中,生成Li2CO3反应的离子方程式是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;石油的裂化和裂解;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、,油脂碱性条件下可以水解,A错误;
B、重油转化为小分子烃发生的是裂化、裂解,B正确;
C、蛋白质在酶的作用下水解为氨基酸,C错误;
D、,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,D错误;
故答案为:B
【分析】A、阴离子水解呈碱性,油脂碱性条件下可以水解为高级脂肪酸盐和甘油;
B、石油的裂化、裂解是制取小分子烃的方法;
C、蛋白质水解为氨基酸;
D、加热促进铁离子的水解。
2.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;铵盐;有关反应热的计算
【解析】【解答】b、d代表MgO和Mg(OH)Cl中的一种,根据箭头的起始和终止,可知反应①为NH4Cl作为反应物,提供Cl原子,则生成物应含有Cl,则b为Mg(OH)Cl,d为MgO,则反应①为NH4Cl+MgO=Mg(OH)Cl+NH3↑,a为NH3,结合原子守恒,反应②为Mg(OH)Cl生成MgO,则c应为HCl,则反应②为Mg(OH)Cl=MgO+HCl,c为HCl;
A、根据分析,可知a为NH3,c为HCl,A错误;
B、根据分析,可知d为MgO,b为Mg(OH)Cl,B错误;
C、若MgCl2为副产物,则通入水蒸气可使MgCl2生成Mg(OH)Cl,减少MgCl2产生,C正确;
D、,
根据盖斯定律,可知,即氯化铵直接分解的反应热等于反应①②的反应热之和,D错误;
故答案为:C
【分析】A、B、根据箭头的起始和终止,结合原子守恒,可以确定流程图中物质的化学式;
C、结合盐类的水解原理,可知MgCl2水解生成Mg(OH)Cl和HCl;
D、盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
3.【答案】C
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线;盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、根据图示,pH=10.25时,HCO3-和CO32-两条曲线相交,即两种离子的物质的量分数相等,则c(HCO3-)=c(CO32-),A错误;
B、根据图示,pH=11,lg[c(Mg2+)]=-4时Mg(OH)2为饱和溶液,而pH=11,lg[c(Mg2+)]=-4的点位于曲线下方,即该溶液为达到饱和,无沉淀生成,B错误;
C、pH=9,lg[c(Mg2+)]=-3时MgCO3为饱和溶液,pH=9,lg[c(Mg2+)]=-2的点位于曲线上方,即MgCO3过饱和溶液,MgCO3析出沉淀,则c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)<0.1mol·L-1,C正确;
D、根据图1,可知pH=8时,以HCO3-为主要颗粒,且pH=8时,Mg(OH)2中c(Mg2+)小于MgCO3中c(Mg2+),则加入HCO3-后Mg2+会转化为MgCO3,即,D错误;
故答案为:C
【分析】A、根据曲线的交点,可以判断离子浓度的相对大小;
B、C、纵坐标与离子浓度为正比关系时,若点位于曲线下方,则溶液未饱和,若点位于曲线上方,则过饱和析出沉淀;
D、图1pH=8时,可以看出溶液为NaHCO3溶液,图2根据曲线中c(Mg2+)可以判断沉淀的主要形式。
4.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,故A不符合题意;
B.由电离常数公式可知,溶液中=,当溶液pH为5时,溶液中==18,故B不符合题意;
C.由图可知,溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH小于2.4时,随溶液pH下降,c(H+)越大,甲酸的电离平衡逆向移动,溶液中甲酸根离子浓度减小,与作用的数目减小,故C不符合题意;
D.由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,当废水初始pH大于5时,的平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂后,溶液pH值增大,说明R3N呈碱性;
B.溶液中=;
C.废水中pH值越小,c(H+)越大,甲酸的电离平衡逆向移动;
D.废水初始pH>5时,的平衡逆向移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在。
5.【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;离子共存
【解析】【解答】A.由分析可知,产生的气体中有H2,A不符合题意;
B.由分析可知,与Al反应的OH-来自水解,B不符合题意;
C.Na2CO3溶液呈碱性,Al(OH)3表现出酸性,发生酸式电离,C不符合题意;
D.Al3+、在溶液中能发生双水解反应,不能大量共存,所以M中不可能含大量Al3+、,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.碳酸钠水解显碱性,Al与OH-反应生成氢气;
B.碳酸钠中碳酸根发生水解;
C.Al(OH)3酸式电离的方程式为:,碱式电离的方程式为。
6.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.0.1 mol L-1 Na2SO3溶液中,存在电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=c()+2c()+c(OH-),物料守恒c(Na+)=2c()+2c()+2c(H2SO3),则c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2SO3),A不符合题意;
B.NaHSO3溶液中,Ka2=1.02×10-7,Kh2=≈6.49×10-13,则以的电离为主,溶液呈酸性,所以,B不符合题意;
C.由分析可知,由于Ka2(H2SO3)=1.02×10-7<Ka1(H2CO3)=4.30×10-7,所以NaHSO3与CaCO3反应只能生成NaHCO3和CaSO3,“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:,C符合题意;
D.“沉淀”分离后的滤液,仍是CaSO3的饱和溶液,则,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、结合电荷守恒和物料守恒判断;
B、结合结合电离程度和水解程度判断;
C、碳酸钙和亚硫酸氢根反应生成亚硫酸钙和碳酸氢根;
D、饱和溶液离子浓度积等于溶度积。
7.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由分析可知,曲线③为H2NCH2COO-的浓度与pH的关系图,A不符合题意;
B.由图可知,当溶液的pH=7时,c(H3N+CH2COO-)>c(H2NCH2COO-)>c(H3N+CH2COOH),B不符合题意;
C.反应H3N+CH2COOH H3N+CH2COO-+H+的平衡常数当溶液中c(H3N+CH2COO-)=c(H3N+CH2COO-)时,溶液的pH≈2.5,此时该反应的平衡常数的数量级为10-3,C符合题意;
D.C点溶液中c(H2NCH2COO-)=c(H3N+CH2COO-)时,溶液显碱性,则溶液中加入了其他碱性物质,故还应该含有一种阳离子,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】由氨基酸在水溶液中可通过得到或失去H+发生反应可知,c(H+)增大,H3N+CH2COOH含量最大,c(H+)减小,H2NCH2COO-含量最大。曲线①的pH最小,c(H+)最大,因此曲线①表示c(H3N+CH2COOH)与pH的关系图,曲线②为c(H3N+CH2COO-)与pH的关系图,曲线③为c(H2NCH2COO-)与pH的关系图。据此结合选项分析。
8.【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.Na2SO3为强碱弱酸盐,根据质子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+2c(H2SO3)+c(HSO3-),A不符合题意;
B. ,Na2SO3为强碱弱酸盐,水解反应为SO32-+H2O可逆HSO3-+OH-,加水稀释促进盐类水解,但离子浓度降低,即c(OH-)减小,所以c(H+)增大,
,则溶液中的值逐渐增大,B不符合题意;
C.常温下,实验2反应后溶液pH≈8,即c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)= c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-),所以c(Na+)>c(HSO3-)+2c(SO32-),C不符合题意;
D.氯气具有氧化性,能将Na2SO3氧化为Na2SO4,实验3中加入少量Cl2,所得溶液中c(H+)=c(Cl-),D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据质子守恒进行分析。
B. 加水稀释促进盐类水解,但各离子浓度降低,据此分析。
C. pH≈8,即c(OH-)>c(H+),结合电恒守恒进行分析。
D. 氯气具有氧化性。
9.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.若H2A为强酸,溶液中不存在H2A和HA—,不存在物料守恒关系,故A不符合题意;
B.氨水中存在电离平衡,pH为11的氨水溶液稀释10倍后溶液pH大于10,故B不符合题意;
C.醋酸钠和碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡,酸越弱,酸根离子水解程度越大,则pH相同的醋酸钠、碳酸钠和氢氧化钠溶液的浓度大小关系:,故C符合题意;
D.硫酸氢钠是是强酸的酸式盐,在溶液中完全电离出氢离子,抑制水的电离,则常温下,0.1mol/L硫酸氢钠溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,由水电离产生的氢离子浓度为10-13 mol/L,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、H2A未知是否是强酸;
B、弱碱每稀释10倍,pH变化不到一个单位;
C、酸的酸性越弱,其对应盐的碱性越强;
D、水电离的氢离子等于氢氧根的浓度,可以根据酸电离的氢离子判断。
10.【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;物质的简单分类
【解析】【解答】A.苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,属于盐类,A选;
B.与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,属于金属氧化物,不属于盐类,B不选;
C.HCl电离出氢离子,溶液呈酸性,属于酸类,不属于盐类,C不选;
D.是强酸强碱盐,溶液呈中性,D不选;
故答案为:A。
【分析】水溶液呈碱性属的盐为强碱弱酸盐。
11.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;有机物的结构和性质;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.丙醛含碳碳双键,能与氢气加成,丙酮含羰基,能与氢气加成,A不符合题意;
B.乙烯中氢原子与碳碳双键直接相连,所有原子都在同一平面上,2,3-二甲基-2-丁烯的碳骨架为,所有C原子共平面,B不符合题意;
C.往NaOH溶液通少量 CO2,生成 Na2CO3,苯酚酸性弱于碳酸,则往苯酚钠溶液中通入少量 CO2,生成NaHCO3,C符合题意;
D.Na2SO4溶液在空气中蒸干得到 Na2SO4固体,Fe2(SO4)3为强酸弱碱盐,溶液在空气中蒸干铁离子水解,产生Fe(OH)3和H2SO4,最终仍得到 Fe2(SO4)3固体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.碳碳双键和羰基均能与氢气发生加成反应;
B.乙烯中所有原子都在同一平面上,2,3-二甲基-2-丁烯中,碳原子取代了乙烯中氢原子的位置;
C.根据强酸制弱酸原理分析;
D.Fe2(SO4)3加热时水解生成氢氧化铁和硫酸。
12.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.据图可知e点时恰好完全反应,溶液中溶质为H2A和NaCl,n(Na2A)=0.5n(Na+)=0.5n(Cl-)=0.1mol/L×0.04L×0.5=0.002mol,所以c(Na2A)== 0.1mol/L,A不符合题意;
B.H2A的Ka1=,据图可知当pH=6.38时,即c(H+)=10-6.38mol/L时,c(HA-)=c(H2A),所以Ka1=10-6.38,B符合题意;
C.将完全转变为,滴定终点呈酸性,应选用甲基橙作指示剂,C不符合题意;
D.结合分析和图可知,c点c(HA-)>c(A2-),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、即计算完全反应的点,结合e点判断,可知c(Na2A)=0.1mol/L;
B、一级电离平衡常数可以结合pH进行判断;
C、滴定终点为酸性,不能选择酚酞;
D、结合c点判断,可知此时c(HA-)>c(A2-)。
13.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.HCO水解产生OH-,溶液呈碱性,A不符合题意;
B.NaHSO4完全电离产生H+,溶液呈酸性,B符合题意;
C.NaH与水发生归中反应,生成NaOH溶液呈碱性,C不符合题意;
D.ClO-水解产生OH-,溶液呈碱性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】水溶液呈酸性的盐,要么能直接电离产生氢离子,要么为强酸弱碱盐,水解生成氢离子。
14.【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据电离方程式H2A=H++HA-,HA- H++A2-可知:H2A第一步完全电离,第二步存在电离平衡,所以在0.1 mol/L的Na2A溶液中A2-的存在形式有A2-、HA-,根据元素守恒可知c(Na+)=0.2 mol/L,c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol/L,故c(A2-)+c(HA-)+2c(Na+)=0.5 mol/L,A不符合题意;
B.在室温25℃下水的离子积常数Kw=10-14,pH+pOH=14,该温度下在0.1 mol/L的NaHA溶液pOH=a,溶液中存在HA-的电离平衡:HA-H++A2-,电离产生H+使溶液显酸性;升高温度,HA-的电离平衡正向移动,使其电离产生的c(H+)增大,溶液酸性增强,pH减小。同时由于升高温度,水电离程度也增大,Kw也增大,溶液中pH与pOH的和会减小,所以升高温度后,溶液的pOH可能会与25℃时溶液pOH相同,B符合题意;
C.在NaHA的溶液中存在HA-的电离平衡:HA-H++A2-,Ka= =1.2×10-2,电离产生H+,使溶液显酸性;同时也存在A2-的存在水解:H2O+A2-HA-+OH-,Kh=×10-12=8.3×10-13,水解产生OH-,使溶液显碱性,由于HA-的电离平衡常数Ka大于A2-的水解平衡常数Kh,所以溶液中c(H+)>c(OH-),将同浓度的NaHA溶液和Na2A溶液混合,所得混合溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,因此在室温25℃时混合溶液pH<7,C不符合题意;
D.0.1 mol/L的NaHA溶液中,NaHA发生电离作用:NaHA=Na++HA-,HA-在溶液中存在微弱的电离平衡而消耗,则c(Na+)>c(HA-);HA-电离产生H+、A-,溶液中同时存在水的电离平衡:H2OH++OH-,溶液中的H+还有水电离产生,且HA-电离程度大于H2O的电离,所以c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.0.1 mol/L的Na2A溶液中A2-的存在形式有A2-、HA-,结合元素守恒计算;
C.当c(H+)>c(OH-)时溶液呈酸性,c(H+)
15.【答案】B,D
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.由分析可知,Ⅰ表示与的关系;,A不符合题意。
B.由点(2.23,-1)可知,第一步电离常数为,其数量级为10-2,B符合题意。
C.由图可知,时,>0,则;
,由点(3.19,1)可知, ;,此时,则,得,C不符合题意。
D.由电荷守恒可知,;由物料守恒可知,;两式联立可得:;,时,,则有,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】A、注意p值越小则X越大;
B、直线上任意一点的平衡常数不变,可以结合提供的已知数据计算;
C、根据电离平衡常数进行判断;
D、根据电荷守恒判断。
16.【答案】B,C
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.由A点得到,选项A不符合题意;
B.由B点,,由E点,,,选项B符合题意;
C.E点溶液中,依据电荷守恒可得,E点溶液显酸性,。可判断,选项C符合题意;
D.反应的平衡常数由F点坐标得到,选项D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A、c(OH-)=0.1mol/L时,pH=13,即c(H+)=10-13mol/L,所以;
B、Ka1(H2CrO4)=,Ka2(H2CrO4)=,此类题型的Ka值通常是找特殊点计算,即找c(HCrO4-)和c(H2CrO4)的交点,和c(HCrO4-)和c(CrO42-)的交点,分别为Ka1和Ka2,此时Ka1和Ka2的值分别为其氢离子的浓度;
C、E点的判断可以根据电荷守恒进行判断,同时E点处于HCO4-和CrO42-的交点,此时两者浓度相等;
D、此题同样找特殊点,即找出CrO42-和Cr2O72-的交点,此时浓度相等。
17.【答案】C,D
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.根据分析,曲线a代表X(),A不符合题意;
B.的电离平衡常数,B不符合题意;
C.溶液中的电离常数为,水解常数为: ,故溶液呈酸性, ,C符合题意;
D.pOH=7时,pH=7,根据电荷守恒:,故,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】先分析图象的基本情况,pOH为横坐标,pOH越大,则酸性越强,其次,结合信息“ 反应中只能生成和两种盐 ”,可知H3PO3为二元酸,可以发生两次电离,一级电离为,二级电离为,随着酸性减弱,电离程度减弱,H3PO3浓度减小,H2PO3-浓度增强,一级电离程度减弱,二级电离程度增强,当酸性减弱到一定程度时,一级电离几乎不存在,二级电离为主,此时H2PO3-浓度减小,HPO32-浓度增大,二级电离程度减弱;
A、根据上述分析,曲线a代表HPO32-,曲线b代表H2PO3-,曲线c代表H3PO3;
B、二级电离平衡常数可以根据HPO32-和H2PO3-的交点计算,即曲线a和曲线b的交点,结合二级电离平衡常数,可知在交点处Ka2=c(H+),而横坐标为pOH,需要换算为c(H+);
C、NaH2PO3溶液即溶质为NaH2PO3,此时c(H2PO3-)最大,即b曲线的最高点,此时pOH大于7,溶液为酸性;
D、pOH=7溶液为中性,结合电荷守恒,等量代换可以知道。
18.【答案】A,C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.由分析可知该酸为二元弱酸,则 只能电离不能水解,A符合题意;
B. 溶液中,根据电荷守恒: ,则 ,由分析可知c(HXO )> c(H3XO3)则有 ,B不符合题意;
C.H3XO3的一级电离常数 , , = , ,因为 ,故 , ,C符合题意;
D.z点时c(HXO )= c(H3XO3), = ,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】随着碱性增强,即pOH减小,H3XO3浓度减小, 浓度先增加后减小,图中③表示微粒浓度持续减小,②表示微粒浓度先增大后减小,①表示微粒浓度逐渐增大至不再变化,可知③代表H3XO3,②代表,①代表 ,且 不能发生电离,据此结合电荷守恒、物料守恒解答。
19.【答案】A,C
【知识点】盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.未加入碳酸钠时,BaSO4溶液中c(Ba2+)=c(SO )=1×10-5mol/L,所以Ksp(BaSO4)=1×10-5×1×10-5 =10-10,当c(CO )=2.5×10-4mol/L时,c(Ba2+)=1×10-5mol/L,所以Ksp(BaCO3)=2.5×10-4×1×10-5 =2.5×10-9,所以25℃时,Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),A符合题意;
B.Ksp只与温度有关,和所处的环境无关,B不符合题意;
C.若BaSO4全部转化为BaCO3,则溶液中c(SO )= =0.02mol,此时c(Ba2+)= =5×10-9mol/L,根据Ksp(BaCO3)=2.5×10-9可知溶液中的c(CO )=0.5mol/L,则n(CO )=0.5mol/L×2.5L=1.25mol,此外还生成0.05molBaCO3,所以所需碳酸钠的物质的量为1.25mol+0.05mol=1.3mol,C符合题意;
D.根据C选项计算可知可知当BaSO4恰好全部转化为BaCO3时,c(SO )>c(Ba2+),c(Ba2+)=5×10-9mol/L,而此时溶液中有大量碳酸根,呈碱性,c(OH-)>1×10-7mol/L,所以c(OH-)也大于c(Ba2+),D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】根据图象可知,当加入的Na2CO3固体使溶液中c(CO )=2.5×10-4mol/L时,c(Ba2+)和c(SO )开始发生变化,说明此时BaSO4沉淀开始转化为BaCO3沉淀,c(SO )增大,c(Ba2+)减小。
20.【答案】C,D
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.等浓度的(NH4)2SO4溶液和NH4Cl溶液,后者铵根离子浓度小,水解程度大,的水解程度不一样,故A不符合题意;
B.一定浓度的氨水加水稀释的过程中, =,温度不变,Kb不变,氢氧根离子浓度减小,的比值增大,铵根离子浓度减小的幅度比氢氧根离子大,的比值变小,故B不符合题意;
C. 浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中:碳酸根离子的水解程度比碳酸氢根离子大,,又根据物料守恒,2c(Na+)=3[+c(HCO+c(H2CO3)],故C符合题意;
D.0.2 moI·L-1的醋酸钠溶液10mL与0.2 moI·L-1盐酸溶液5mL混合后溶液显酸性,溶液相当于等物质的量的醋酸钠、醋酸、氯化钠的混合溶液,醋酸的电离大于醋酸钠的水解,氯离子不水解,c (CH3COO-) >c (Cl-)>c (CH3COOH),则溶液中有关微粒的浓度关系为:c (CH3COO-) >c (Cl-)>c (CH3COOH)>c (H+),故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.铵根离子浓度越大,水解程度越小;
B.加水促进一水合氨电离;
C.根据物料守恒分析;
D.混合后溶液的溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa和NaCl。
21.【答案】B,D
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据溶液中存在的电荷守恒,对于曲线上任意一点,都有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(Y2-)+c(HY-),故A不符合题意;
B.当溶液中c(Na+)=0.10mol/L时,反应恰好生成NaHY,根据溶液中的电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(Y2-)+c(HY-),根据物料守恒,c(Na+)=c(H2Y)+c(HY-)+c(Y2-),综合考虑,则有c(H+)+c(H2Y)═c(OH-)+c(Y2-),这就是质子守恒表达式,故B符合题意;
C.H2Y为二元弱酸,如果将物质的量浓度均为0.20mol/L的NaHY和Na2Y溶液等体积混合,这是起始浓度混合,图像上反应的是平衡时各组分的浓度,平衡时候,二者浓度并不相等,因此所得混合溶液pH不为4.2,故C不符合题意;
D.把少量H2Y加入HCOONa溶液中,根据图像,H2Y的二级解离常数约为10-4.2,HCOOH的Ka=1×10-4,因此K2(H2Y)<Ka(HCOOH),可见酸性HY-<HCOOH,所以反应不能进行至生成Y2-,根据强酸制弱酸的原理,发生的离子反应可表示为:,故D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.根据电荷守恒分析;
B.溶液中c(Na+)=0.10mol/L时,反应恰好生成NaHY,结合电荷守恒和物料守恒分析;
C. H2Y为二元弱酸,如果将物质的量浓度均为0.20mol/L的NaHY和Na2Y溶液等体积混合,这是起始浓度混合,图象上反应的是平衡时各组分的浓度;
D.H2Y的二级解离常数约为10-4.2,HCOOH的Ka=1×10-4,酸性:HY-<HCOOH。
22.【答案】A,B
【知识点】盐类水解的应用;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.根据水解原理可知NaClO溶液与饱和Ag2SO4溶液反应:2Ag++2ClO-+H2O=Ag2O↓+2HClO,A符合题意;
B.醋酸酸性大于次氯酸,所以NaClO溶液与CH3COOH溶液反应生成次氯酸,次氯酸光照分解成氧气,B符合题意;
C.ClO-具有氧化性,Fe2+具有还原性,被氧化为Fe3+,遇KSCN溶液,溶液变红,所以还原性Fe2+>Cl-,C不符合题意;
D.NaClO溶液水解显碱性,AlCl3溶液水解显酸性,二者混合相互促进水解,D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】A.实验①中发生反应2Ag++2ClO-+H2O=Ag2O↓+2HClO;
B.根据强酸制弱酸可知,发生反应生成次氯酸,次氯酸分解生成氧气;
C.根据还原剂的还原性大于还原产物分析;
D.ClO-和Al3+在同一溶液中易发生双水解反应。
23.【答案】B,C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.a点pH=1.34,由第一步电离: +H+, ,则a点c( )=c( ),当V(NaOH)=10mL时溶质为等量的 和NaHSeO3, c( )>c( ),要使c( )=c( ),加入NaOH溶液体积大于10mL,故A不符合题意;
B.b点两者恰好反应,反应后溶质为NaHSeO3,存在质子守恒:
,故B符合题意;
C.
时,
溶液存在水解平衡和电离平衡,由
水解常数
,水解程度小于于电离程度,溶液显酸性,故C符合题意;
D.d点溶液溶质为Na2SeO3,
部分发生水解反应
+H2O
+OH-,和水的电离平衡:H2O
H++OH-,离子浓度大小关系为
,故D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A.根据第一步电离常数,结合pH即可判断出体积
B.b点是产生NaHSeO3恰好反应,结合质子守恒即可判断
C.结合电离平衡即可判断
D.d点是40mL,恰好完全反应得到的是Na2SeO3即可判断离子浓度
24.【答案】A,D
【知识点】盐类水解的应用;中和滴定
【解析】【解答】A.由Ka1=10—3可知,NaHX的水解常数Kh2====10—11<Ka2=10-4.34,则HX—的电离程度大于水解程度,NaHX溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH-),故A符合题意;
B.由溶液中电荷守恒关系c(H+)+ c(Na+)= c(HX-)+2 c(X2-)+ c(OH-)可知,当溶液中c(Na+)- c(HX-)-c(X2-)=0时,溶液中c(H+)=c(X2-)+ c(OH-),则溶液中c(H+)>c(OH-),溶液pH<7,故B不符合题意;
C.若溶液的pH相等时,L2点上水的电离程度一定大于L1点上水的电离程度,若溶液的pH不相等时,溶液中溶质的成分无法确定,无法判断L2点上水的电离程度和L1点上水的电离程度的相对大小,故C不符合题意;
D.a点溶液中=×= c2(H+)Ka1 Ka2,由图可知,a点溶液pH=0,溶液中c(H+)=1mol/L,则c2(H+)Ka1 Ka2=(1mol/L)2×10-3×10-4.34=10-7.34,则溶液中的数量级为,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】A.根据给出的图像找出水解和电离的程度大小
B.根据电荷守恒即可判断
C.水的电离程度与溶液pH的大小有关
D.根据a点的计算氢离子浓度结合公式即可计算
25.【答案】(1)锥形瓶;升温,搅拌等
(2)浓氨水分解和挥发;双氧水分解;冰水浴
(3)玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁
(4)活性炭
(5)利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率
【知识点】盐类水解的应用;常用仪器及其使用;过滤
【解析】【解答】(1)仪器a为锥形瓶,加速溶解的方法有:加热、搅拌等操作;
(2)步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水,他们高温下易挥发,易分解,所以控制在10℃以下;要控制温度在10℃以下,通常采用冰水浴降温;
(3)玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,可能戳破滤纸,造成过滤效果不佳。还有漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁,可能导致液滴飞溅;
(4)步骤中使用了活性炭,为难溶物,所以过滤的不溶物为活性炭;
(5)根据反应方程可知,由于钴配合物为[Co(NH3)6]Cl3中含有氯离子,加入4mL浓盐酸,可利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出;
【分析】称取2.0g氯化铵,用5mL水溶解后,分批加入3.0g CoCl2·6H2O后,降温,在加入1g活性炭,7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL 6%的双氧水,加热反应20min,反应完成后,冷却,过滤,钴配合物在冷水中会析出固体,过滤所得固体为钴配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,趁热过滤,除去活性炭,将滤液转入烧杯中,加入浓盐酸,可促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3析出,解答即可。
26.【答案】(1)30 min内实验a产生气体的体积远大于实验c(或30 min内实验d产生气体的体积远大于实验b)
(2)
(3)相同浓度时,对Mg与水反应的促进作用大于;和共同存在且浓度相同时,二者对Mg与水反应的促进作用并未叠加
(4);取适量白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁
(5)10.48;反应过程中存在平衡,促使该平衡正向移动,溶液中浓度增大,pH增大
【知识点】盐类水解的应用;性质实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)实验a中所用盐溶液为溶液,实验c中所用盐溶液为NaCl溶液,实验a、c所用盐溶液中的阴离子相同,30 min内,实验a产生气体的体积远大于实验c,可说明对Mg与水的反应起促进作用。
(2)Mg与溶液反应生成碱式碳酸镁,反应中镁元素化合价升高,则氢元素化合价降低生成氢气,根据质量守恒可知,还会生成碳酸根离子,离子方程式为
;
(3)对比实验a、c和实验b、c,30 min内,实验a中产生气体的体积较大,说明相同浓度时,对Mg与水反应的促进作用大于;对比实验a、d,30 min内,实验d中产生气体的体积略小于实验a,说明和共同存在且浓度相同时,二者对Mg与水反应的促进作用并未叠加;
(4)碱式氯化镁受热易分解生成氧化镁和两种气体,根据质量守恒可知生成气体为水和HCl,化学方程式为。实验中镁条表面生成的白色固体为氢氧化镁和碱式氯化镁的混合物,可以通过检验的存在检验碱式氯化镁:取适量上述白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁;
(5)设饱和溶液中 mol·L,则 mol·L,,可得 mol·L,则。反应过程中存在平衡,促使该平衡正向移动,溶液中浓度增大,pH增大。
【分析】(1)依据盐类水解规律分析;
(2)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
(3)依据影响化学平衡的因素分析;
(4)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒分析;
(5)利用Ksp计算。
27.【答案】(1)量筒、胶头滴管;C
(2)抑制水解;易与形成,影响实验结果
(3)
(4)偏小
(5)当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变成无色,且半分钟无变化;1.28V
【知识点】盐类水解的应用;配制一定物质的量浓度的溶液;离子方程式的书写;离子方程式的有关计算
【解析】【解答】(1)由浓硫酸配制稀硫酸需要量取浓硫酸的体积,需要量筒,“定容”需要胶头滴管;
A.该操作为振荡,要轻轻晃动容量瓶,不能用手捂住容量瓶口上下振荡,A不正确;
B.定容视线与液凹面最低处相平,B不正确;
C.移液需要用玻璃棒引流,C正确;
D.该操作为摇匀,要盖好瓶塞,上下反复颠倒,摇匀,D不正确;
故答案为:C。
(2)铜离子易水解,故加入硫酸可抑制铜离子的水解;易与形成,影响实验结果。
(3)根据电子守恒和元素守恒即可配平方程式为。
(4)不加入KSCN溶液,CuI就会吸附,造成溶液中的浓度偏小,消耗硫代硫酸钠溶液的体积也降低,使测量结果偏小。
(5)滴点终点的现象为当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不恢复原来的颜色;根据方程式有关系式,,,。
【分析】(1)由液体配制一定浓度的溶液所需玻璃仪器有: 烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管 、一定规格的容量瓶。根据容量瓶的使用进行分析。
(2)硫酸铜属于强酸弱碱盐,能发生水解。易与形成。
(3)根据电子守恒和原子守恒进行分析。
(4)不加入KSCN溶液,CuI就会吸附,造成溶液中的浓度偏小。
(5)当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不恢复原来的颜色。根据关系式进行分析。
28.【答案】(1)同素异形体;轨道(或电子云的伸展方向)
(2);测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的,硫酸的小于碳酸等
(3)0.2;0.375
(4)此时溶液中主要溶质为电离程度大于水解程度
(5)
【知识点】盐类水解的应用;同素异形体
【解析】【解答】(1)S2和S8的组成元素相同,且都是单质,故这两种物质互为同素异形体。硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,3p轨道有两个未成对电子,所在轨道分布在x、y、z中的两个方向上,即轨道(电子云伸展方向不同)故该题答案为轨道(电子云伸展方向);
(2)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的、不对称的,这样的分子为极性分子。所给物质中H2S的空间结构是V型,故分子中正负电荷中心不重合,是极性分子,其电子式为,根据元素周期律,非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的pH,硫酸的pH小于碳酸,故可以通过测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的,硫酸的小于碳酸;
(3)a点时pH=7,则有,此时溶液中有电荷守恒:,则有:;由图可知b点的利用率为50%,即消耗的亚硫酸钠的物质的量为,二氧化硫和亚硫酸钠反应的化学计量数之比为:,则吸收的二氧化硫的物质的量为1500mol,尾气的物质的量为,则尾气中的体积分数为;
(4)当亚硫酸钠的利用率为100%时,亚硫酸钠全部转化为亚硫酸氢钠,亚硫酸氢根电离大于水解,故水溶液为弱酸性;
(5)二氧化硫具有还原性,化合价升高生成硫酸根,有氧化性化合价降低,故其化学方程式为 ;
【分析】(1)同素异形体指的是同一种元素的不同单质;
(2)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合;非金属性的比较可以根据最高价氧化物对应水化物的酸性判断,结合强酸制弱酸的原理判断;
(3)pH=7可以从电荷守恒的角度判断,再结合硫酸钠浓度求出钠离子的浓度;
(4)判断弱酸酸式盐的酸碱性时,可以根据其电离程度和水解程度的相对大小进行判断;
(5)氧化还原反应中,氧化剂化合价降低,还原剂化合价升高,根据化合价升降总数相等配平。
29.【答案】(1)2;纺锤
(2)GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高;
(3)大于
(4)Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O
(5)>;Pb2+、Pb(OH)+、H+
(6)a
【知识点】原子核外电子的运动状态;晶体熔沸点的比较;盐类水解的应用
【解析】【解答】(1)锗为第4周期第ⅣA族元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,能量最高的电子为4p电子,共有2个,它们运动所形成的电子云形状为纺锤形。答案为:2;纺锤;
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似,都形成分子晶体,沸点与相对分子质量成正比,所以从结构角度比较GeH4与CH4,可得出GeH4沸点高。理由是:GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性,则应发生反应生成离子,从而得出主要是因为GeH4与NH3反应生成了和两种离子。答案为:GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高;;
(3)Sn与C是同主族元素,从上到下,非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,则常温下,相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液,前者pH大于后者。答案为:大于;
(4)由上面分析可知,Sn(OH)4的酸性比H2CO3弱,所以三水锡酸钠露置在空气中,会与CO2、水发生反应,化学方程式:Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O。答案为:Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O;
(5)从图中可以看出,pH=8时,铅以Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2的形式存在,则往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外,还有Pb2+、Pb(OH)+、H+。答案为:>;Pb2+、Pb(OH)+、H+;
(6)从图中可以看出,pH<6时,铅元素全部以Pb2+的形式存在,此时溶液中加入DH,发生反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+,铅的脱除率最高,所以脱铅时最合适的pH约为4~5 ,
故答案为:a。答案为:a。
【分析】(1)锗为32号元素,能量最高的电子为4p能级的电子,p能级电子云形状为纺锤形;
(2)无氢键的分子晶体的熔沸点随相对分子质量的增大而增大;GeH4与NH3反应生成和;
(3)同主族从上到下,元素的非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱;
(4)三水锡酸钠露置在空气中,会与CO2、水发生反应;
(5)pH=8时,铅以Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2的形式存在;
(6)铅的脱除率最高时的pH最合适。
30.【答案】(1);正反应方向;
(2)生成AgI沉淀,降低,逆向进行(生成AgI沉淀,提高了I2的氧化能力)
(3)还原;
(4)方法一:取滤渣,加入足量Na2S2O3溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立方法二:取滤渣,加入足量KI溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立
【知识点】化学平衡的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用;盐类水解的应用
【解析】【解答】(1)①溶液中检测出,说明未完全转化为,证明该反应存在限度;
②加入,振荡,反应生成的碘被萃取,使得平衡向正反应方向移动;
③KI中的碘离子能与反应A生成的单质碘发生反应,消耗生成的碘,从而使平衡向正反应方向移动;
(2)加入溶液,碘离子与银离子结合生成AgI沉淀,碘离子的浓度减小,平衡逆向移动,可增大与的反应程度,同时生成的AgI沉淀,提高了I2的氧化能力,被氧化成的反应程度增大;
(3)①由图可知,步骤Ⅲ中加入KI溶液后,淀粉溶液变蓝,根据说明KI将滤液中的还原成了;
②已知,则沉淀b为和,,加入KI可将转化成,反应的离子方程式为。
(4)若与发生反应,会有单质银生成,确认是否发生反应iii,只需检验是否有单质银生成,因此取滤渣,加入足量Na2S2O3溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立;或者取滤渣,加入足量KI溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立。
【分析】(1)①铁离子是黄色,给出的物质碘离子过量,检验是否存在铁离子即可
②加入四氯化碳,将碘单质溶解,导致平衡右移
③碘离子和碘单质可以反应即可写出方程式
(2)①银离紫和碘离子形成沉淀,导致碘离子减少
(3)①加入硫酸银促进了碘单质与水的反应,产生碘酸与碘离子反应得到的是碘单质
②加入碘离子主要是将碘酸银变为碘化银
(4)根据判断发生iii,产物中有银单质,检验银单质即可
31.【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)4FeS2+16NH3·H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(4)将 Fe3+还原成 Fe2+,以免在生成 BiOCl 的同时生成 Fe(OH)3 沉淀
(5)
(6)Fe2+、Na+
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)粉碎铋精矿可以增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)根据 CuS2中S元素的变化,可知FeS2在此过程中也会被氧化得到硫酸根,Fe元素转化为Fe2O3,根据电子守恒可知FeS2和O2的系数比为4:15,再结合元素守恒可得化学方程式为4FeS2+16NH3·H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O;
(3)操作1可以从硫酸铜溶液中得到五水硫酸铜,所以为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)Fe(OH)3在pH值为2.7时开始沉淀,而后续流程为了得到BiOCl,需要将pH调制约为3,若Fe元素为+3价,则该过程中会产生Fe(OH)3沉淀,而稀盐酸、稀硫酸都不能还原Fe3+,所以盐酸羟胺在反应中的作用为将 Fe3+还原成 Fe2+,以免在生成 BiOCl 的同时生成 Fe(OH)3沉淀;
(5)加入碳酸钠调节pH约为3,得到BiOCl,根据元素守恒可得离子方程式为;
(6)根据分析可知滤液3中含有的金属阳离子为Fe2+、Na+。
【分析】铋精矿(主要成分是Bi2S3还含有FeS2、 Cu2S、PbO2及不溶性杂质),加入氨水、氧气加压浸取,根据题目所给信息可知,过滤后Cu、S元素进入浸出液,浸出渣主要含有Bi2O3、Fe2O3、PbO2及不溶性杂质;浸出液经系列操作得到CuSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到五水硫酸铜;浸出渣加入稀盐酸、盐酸羟胺,Bi元素转化为BiCl3进入滤液1,Pb、Fe元素分别被还原成PbCl2、FeCl2进入滤液1,滤液中加入稀硫酸得到硫酸铅沉淀,此时滤液2中含有BiCl3、FeCl2,加入碳酸钠调节pH约为3,得到BiOCl,滤液3中此时还有FeCl2,以及加入碳酸钠后得到的NaCl。
32.【答案】(1)0.125 molL-1;坩埚、坩埚钳、泥三角、电子天平等
(2)避免Na2SO3被空气中氧气氧化,(2Na2SO3+O2=2Na2SO4)
(3)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4
(4)(由a①知H2SO3 强于H2S)实验③的溶液中可能有Na2S,相同条件下,S2-水解程度大于SO,溶液的碱性强; S2-+H2OHS-+OH-
(5)取③溶液适量于试管中,向其中加稀H2SO4,如有腐蛋气味气体生成,则证明有S2-;另取③中溶液适量于试管中,加入HCl酸化的BaCl2,如有白色沉淀生成,证明有SO。(稀硫酸可以换成盐酸)
【知识点】氧化还原反应;盐类水解的应用;常用仪器及其使用;物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)31.500g Na2SO3 7H2O晶体的物质的量,物质的量浓度为;实验操作②需要加热固体和称量,仪器除酒精灯、三角架及隔绝空气的设备外,还需要的仪器有坩埚、坩埚钳、泥三角、电子天平等;
(2)亚硫酸钠具有强的还原性,Na2SO3 7H2O加热时要隔绝空气,防止亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠,即2Na2SO3+O2=2Na2SO4;
(3)Na2SO3在高温强热下发生分解反应是一个自身氧化还原反应,会生成-2价硫和+6价的硫,反应为:4Na2SO3Na2S+3Na2SO4;
(4)硫离子和亚硫酸根离子均能发生水解使得溶液显碱性,实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,是因为二者的水解程度不一样而导致碱性强弱不一样,实验③中溶液的pH=10.3的原理是S2-+H2OHS-+OH-;
(5)硫离子能和酸反应生成硫化氢,硫离子的检验方法:取③溶液适量于试管中,向其中加稀H2SO4,如有腐蛋气味气体生成,则证明有S2-,硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡,硫酸根离子的检验方法:另取③中溶液适量于试管中,加入HCl酸化的BaCl2,如有白色沉淀生成,证明有SO。
【分析】(1)根据和计算;
(2) Na2SO3易被氧化;
(3)Na2SO3在高温强热下反应生成 Na2S、3Na2SO4;
(4)硫离子和亚硫酸根离子均能发生水解使得溶液显碱性,实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,是因为二者的水解程度不一样;
(5)硫离子能和酸反应生成硫化氢,硫离子的检验方法:取③溶液适量于试管中,向其中加稀H2SO4,如有腐蛋气味气体生成,则证明有S2-,硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡。
33.【答案】(1)先通入高锰酸钾溶液中,然后再通入品红溶液中,若品红溶液不褪色,再将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则其中含有二氧化碳
(2)利用碳酸钠水解使溶液呈碱性抑制了硫化钠的水解,防止硫化钠水解产生有毒气体硫化氢而污染空气
(3);93.0%
(4)向其中缓慢通入氧气,用pH计测定溶液的pH,当pH=7.0时停止通氧气;将溶液置于40℃水浴加热减压蒸发浓缩到溶液中产生少量晶体时,停止加热,用冰水冷却降温结晶,过滤
【知识点】盐类水解的应用;含硫物质的性质及综合应用;中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)a处混合气体中可能含有二氧化碳和二氧化硫,若要检验a处混合气体中的CO2,要先除去二氧化硫后将混合气体通入澄清石灰水中,可以用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,用品红溶液检验是否除尽。故答案为:先通入高锰酸钾溶液中,然后再通入品红溶液中,若品红溶液不褪色,再将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则其中含有二氧化碳;
(2)因为硫化钠水解显碱性,且其水解程度较大,其水解产物为有毒气体硫化氢,碳酸钠溶液碱性较强,所以先溶解碳酸钠可以抑制硫化钠水解,防止生成有毒气体污染空气;
(3)①“步骤2” 中准确称取0.294gK2Cr2O7于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入5mLmol L-1H2SO4和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,碘离子转化为碘单质,所以离子方程式为:,故答案为:;
②根据化学方程式和,可推出关系式为:,m()=,样品中的纯度为,故答案为:93.0%;
(4)利用甲装置中的残渣(Na2SO4和Na2SO3的混合物)制备晶体,首先要用氧气将Na2SO3氧化为Na2SO4。Na2SO3水解使溶液显碱性,而Na2SO4溶液显中性,故可通过测定溶液的pH来进行控制。由硫酸钠的溶解度曲线图可知,的溶解度受温度影响较大,在40℃溶解度最大,而且降到0℃时溶解度最小,故采用40℃减压蒸发浓缩,冰水冷却降温结晶的方法加以分离,然后过滤,冰水洗涤。故答案为:向其中缓慢通入氧气,用pH计测定溶液的pH,当pH=7.0时停止通氧气;将溶液置于40℃水浴加热减压蒸发浓缩到溶液中产生少量晶体时,停止加热,用冰水冷却降温结晶,过滤。
【分析】(1)CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以在检验CO2之前,应确保把SO2除尽;
(2)碳酸钠溶液可以抑制硫化钠水解;
(3)样品中的纯度为;
(4)利用图像,控制温度,采用冷却结晶的方法制备。
34.【答案】(1)Co2O3+SO2+2H+=2Co2++ +H2O或2Co3++SO2+2H2O=2Co2++ +4H+
(2)5.0~5.4(1分);2Al3++3 +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡,静置,分液
(4)静置,向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明Co2+已经沉淀完全
(5)2CoCO3 Co2O3+CO↑+CO2↑
(6)过滤,向所得固体中加入稍过量稀硫酸,充分反应,过滤,把两次过滤的滤液合并;保持60℃左右蒸发浓缩,冷却至室温结晶,过滤,用酒精洗涤,干燥
【知识点】盐类水解的应用;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)“酸浸”时Co2O3与酸发生反应产生Co3+,Co3+与SO2发生氧化还原反应,产生Co2+、 ,则通入SO2发生反应的离子方程式是Co2O3+SO2+2H+=2Co2++ +H2O或2Co3++SO2+2H2O=2Co2++ +4H+;
(2)“除铝” 时调节pH的目的是沉淀Al3+,而不沉淀Co2+、Zn2+,根据表可知pH范围为5.0~ 5.4;反应为加入的Na2CO3电离产生的 与Al3+发生双水解反应产生Al(OH)3沉淀和CO2气体,该反应的离子方程式为:2Al3++3 +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)ZnSO4在有机层中,由于该盐是强酸弱碱盐,水解显酸性,为抑制盐的水解,从有机层中获得ZnSO4溶液的方法是向有机层中加入适量的硫酸溶液,充分振荡,静置,然后分液,就得到ZnSO4溶液;
(4)“沉钴”时为使Co2+沉淀完全,Na2CO3溶液需稍过量且缓慢滴加,Co2+已沉淀完全,则向溶液中再加入Na2CO3溶液,就不会形成CoCO3沉淀,故相应的实验操作是:静置,向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明Co2+已经沉淀完全;
(5)CoCO3不稳定,隔绝空气灼烧发生氧化还原反应生成Co2O3,同时产生CO2、CO,该反应的化学方程式为:2CoCO3 Co2O3+CO↑+CO2↑;
(6)工业生产过程中得到溶液的溶质主要是ZnSO4和CuSO4,向其中加入足量的Zn,发生置换反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,然后过滤,所得固体中含有Cu及过量的Zn,向所得固体中加入稍过量的稀硫酸,其中的Zn会发生反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,充分反应,过滤,把两次过滤的滤液合并,就得到ZnSO4溶液。由图可知ZnSO4的溶解度随温度升高而增大,当温度在60℃后,其溶解度随温度的升高而降低。因此从溶液中获得晶体的操作是:保持60℃左右蒸发浓缩,然后冷却至室温结晶,过滤,再用酒精洗涤,干燥,就得到ZnSO4晶体。
【分析】(1)由流程可知,Co2O3具有氧化性,而SO2具有还原性,二者可发生氧化还原反应,据此写出反应的离子方程式。
(2)除铝的过程中要形成Al(OH)3沉淀,而Zn2+、Co2+不形成沉淀,结合表格中沉淀的pH值分析。
(3)有机层和水溶液不互溶,可采用分液操作分离。
(4)若Co2+完全沉淀,则继续加入Na2CO3溶液,没有沉淀形成。
(5)CoCO3转化为Co2O3的过程中,Co被氧化,则应有C被还原,生成CO,据此书写反应的化学方程式。
(6)结合温度对溶解度的影响分析。
35.【答案】(1)减少碳酸锂的溶解
(2)CO +H2O=HCO +OH-
(3)3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑
(4)NaCl;KCl
(5)2Cl--2e-=Cl2;阳;2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;盐类水解的应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)“洗矿”通常采用90℃的热水进行,目的是减少碳酸锂的溶解;
(2)洗矿母液含有碳酸根离子,呈碱性的主要原因是 ;
(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3),可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸,同时生成一氧化氮,根据氧化还原反应原理中的转移电子守恒配平得: 3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑;
(4)有分析可知,晶体b和晶体c的主要成分分别为NaCl、KCl;
(5) ①碳酸锂溶于盐酸后作电解槽的阳极液,阳极溶液中氯离子失去电子,发生氧化反应,则阳极的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2,锂离子进入阴极,则选用阳离子交换膜隔开;
②氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂、氨气和水,离子方程式是2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑。
【分析】选矿主体主要成分为Li2CO3,同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐,加入盐酸调节pH值,反应后得到氯化锂溶液,加入硫化钠将重金属沉淀,过滤除去,滤液I中溶质主要为氯化锂、氯化钾和氯化钠;操作I是加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤,先析出晶体b是的主要成分是氯化钠,操作II是冷却结晶、过滤,析出晶体c的主要成分是氯化钾;剩余溶液为高富集的氯化锂溶液,向溶液III中加入碳酸钠,反应生成碳酸锂沉淀,过滤得到碳酸锂粗品,滤液IV溶质为氯化钠,加入到滤液I中循环处理,据此回答问题。
2023年高考真题变式分类汇编:盐类水解的应用1
一、选择题
1.(2023·北京)下列过程与水解反应无关的是( )
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和溶液制备胶体
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;石油的裂化和裂解;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、,油脂碱性条件下可以水解,A错误;
B、重油转化为小分子烃发生的是裂化、裂解,B正确;
C、蛋白质在酶的作用下水解为氨基酸,C错误;
D、,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,D错误;
故答案为:B
【分析】A、阴离子水解呈碱性,油脂碱性条件下可以水解为高级脂肪酸盐和甘油;
B、石油的裂化、裂解是制取小分子烃的方法;
C、蛋白质水解为氨基酸;
D、加热促进铁离子的水解。
2.(2023·北京)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中代表或中的一种。下列说法正确的是( )
A.、分别是
B.既可以是,也可以是
C.已知为副产物,则通入水蒸气可减少的产生
D.等压条件下,反应、的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;铵盐;有关反应热的计算
【解析】【解答】b、d代表MgO和Mg(OH)Cl中的一种,根据箭头的起始和终止,可知反应①为NH4Cl作为反应物,提供Cl原子,则生成物应含有Cl,则b为Mg(OH)Cl,d为MgO,则反应①为NH4Cl+MgO=Mg(OH)Cl+NH3↑,a为NH3,结合原子守恒,反应②为Mg(OH)Cl生成MgO,则c应为HCl,则反应②为Mg(OH)Cl=MgO+HCl,c为HCl;
A、根据分析,可知a为NH3,c为HCl,A错误;
B、根据分析,可知d为MgO,b为Mg(OH)Cl,B错误;
C、若MgCl2为副产物,则通入水蒸气可使MgCl2生成Mg(OH)Cl,减少MgCl2产生,C正确;
D、,
根据盖斯定律,可知,即氯化铵直接分解的反应热等于反应①②的反应热之和,D错误;
故答案为:C
【分析】A、B、根据箭头的起始和终止,结合原子守恒,可以确定流程图中物质的化学式;
C、结合盐类的水解原理,可知MgCl2水解生成Mg(OH)Cl和HCl;
D、盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
3.(2023·北京)利用平衡移动原理,分析一定温度下在不同的体系中的可能产物。
已知:图中曲线表示体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系。
图中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合注:起始,不同下由图得到。
下列说法不正确的是( )
A.由图,
B.由图,初始状态,无沉淀生成
C.由图,初始状态,平衡后溶液中存在
D.由图和图,初始状态、,发生反应:
【答案】C
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线;盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、根据图示,pH=10.25时,HCO3-和CO32-两条曲线相交,即两种离子的物质的量分数相等,则c(HCO3-)=c(CO32-),A错误;
B、根据图示,pH=11,lg[c(Mg2+)]=-4时Mg(OH)2为饱和溶液,而pH=11,lg[c(Mg2+)]=-4的点位于曲线下方,即该溶液为达到饱和,无沉淀生成,B错误;
C、pH=9,lg[c(Mg2+)]=-3时MgCO3为饱和溶液,pH=9,lg[c(Mg2+)]=-2的点位于曲线上方,即MgCO3过饱和溶液,MgCO3析出沉淀,则c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)<0.1mol·L-1,C正确;
D、根据图1,可知pH=8时,以HCO3-为主要颗粒,且pH=8时,Mg(OH)2中c(Mg2+)小于MgCO3中c(Mg2+),则加入HCO3-后Mg2+会转化为MgCO3,即,D错误;
故答案为:C
【分析】A、根据曲线的交点,可以判断离子浓度的相对大小;
B、C、纵坐标与离子浓度为正比关系时,若点位于曲线下方,则溶液未饱和,若点位于曲线上方,则过饱和析出沉淀;
D、图1pH=8时,可以看出溶液为NaHCO3溶液,图2根据曲线中c(Mg2+)可以判断沉淀的主要形式。
4.(2023·浙江1月选考)甲酸是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始关系如图(已知甲酸),下列说法错误的是
A.活性成分在水中存在平衡:
B.的废水中
C.废水初始,随下降,甲酸的电离被抑制,与作用的数目减少
D.废水初始,离子交换树脂活性成分主要以形态存在
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,故A不符合题意;
B.由电离常数公式可知,溶液中=,当溶液pH为5时,溶液中==18,故B不符合题意;
C.由图可知,溶液pH为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH小于2.4时,随溶液pH下降,c(H+)越大,甲酸的电离平衡逆向移动,溶液中甲酸根离子浓度减小,与作用的数目减小,故C不符合题意;
D.由图可知,溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡,当废水初始pH大于5时,的平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂后,溶液pH值增大,说明R3N呈碱性;
B.溶液中=;
C.废水中pH值越小,c(H+)越大,甲酸的电离平衡逆向移动;
D.废水初始pH>5时,的平衡逆向移动,离子交换树脂活性成分主要以R3N形态存在。
5.(2023·黄浦模拟)将去掉氧化膜的铝片放入足量Na2CO3溶液中,铝片表面产生气泡,充分反应后得到无色溶液M。下列分析错误的是( )
A.产生的气体中有H2 B.反应与水解有关
C.Al(OH)3向酸式电离方向移动 D.M中含大量:Na+、Al3+、
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;离子共存
【解析】【解答】A.由分析可知,产生的气体中有H2,A不符合题意;
B.由分析可知,与Al反应的OH-来自水解,B不符合题意;
C.Na2CO3溶液呈碱性,Al(OH)3表现出酸性,发生酸式电离,C不符合题意;
D.Al3+、在溶液中能发生双水解反应,不能大量共存,所以M中不可能含大量Al3+、,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.碳酸钠水解显碱性,Al与OH-反应生成氢气;
B.碳酸钠中碳酸根发生水解;
C.Al(OH)3酸式电离的方程式为:,碱式电离的方程式为。
6.(2023·江苏模拟)室温下用0.1 mol L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的一种脱硫工艺流程如下图所示。已知H2SO3电离平衡常数分别为Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7,H2CO3电离平衡常数分别为Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11,忽略通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发。
下列说法正确的是
A.0.1 mol L-1 Na2SO3溶液中:
B.NaHSO3溶液中:
C.“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:
D.“沉淀”分离后的滤液中:
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.0.1 mol L-1 Na2SO3溶液中,存在电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=c()+2c()+c(OH-),物料守恒c(Na+)=2c()+2c()+2c(H2SO3),则c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2SO3),A不符合题意;
B.NaHSO3溶液中,Ka2=1.02×10-7,Kh2=≈6.49×10-13,则以的电离为主,溶液呈酸性,所以,B不符合题意;
C.由分析可知,由于Ka2(H2SO3)=1.02×10-7<Ka1(H2CO3)=4.30×10-7,所以NaHSO3与CaCO3反应只能生成NaHCO3和CaSO3,“沉淀”时发生主要反应的离子方程式:,C符合题意;
D.“沉淀”分离后的滤液,仍是CaSO3的饱和溶液,则,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、结合电荷守恒和物料守恒判断;
B、结合结合电离程度和水解程度判断;
C、碳酸钙和亚硫酸氢根反应生成亚硫酸钙和碳酸氢根;
D、饱和溶液离子浓度积等于溶度积。
7.(2023高三下·抚顺模拟)氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生如下反应:
常温下,的甘氨酸()溶液中各微粒浓度对数值与pH的关系如图所示:
下列说法正确的是( )
A.曲线③为的浓度与pH的关系图
B.,
C.平衡常数的数量级为
D.C点溶液中满足:
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.由分析可知,曲线③为H2NCH2COO-的浓度与pH的关系图,A不符合题意;
B.由图可知,当溶液的pH=7时,c(H3N+CH2COO-)>c(H2NCH2COO-)>c(H3N+CH2COOH),B不符合题意;
C.反应H3N+CH2COOH H3N+CH2COO-+H+的平衡常数当溶液中c(H3N+CH2COO-)=c(H3N+CH2COO-)时,溶液的pH≈2.5,此时该反应的平衡常数的数量级为10-3,C符合题意;
D.C点溶液中c(H2NCH2COO-)=c(H3N+CH2COO-)时,溶液显碱性,则溶液中加入了其他碱性物质,故还应该含有一种阳离子,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】由氨基酸在水溶液中可通过得到或失去H+发生反应可知,c(H+)增大,H3N+CH2COOH含量最大,c(H+)减小,H2NCH2COO-含量最大。曲线①的pH最小,c(H+)最大,因此曲线①表示c(H3N+CH2COOH)与pH的关系图,曲线②为c(H3N+CH2COO-)与pH的关系图,曲线③为c(H2NCH2COO-)与pH的关系图。据此结合选项分析。
8.(2022高三上·金山模拟)室温下,向100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3(aq)中分别加(通)入不同试剂,现象见下表:
试剂 现象
1 酚酞 溶液变红,加水稀释,红色变浅
2 少量SO2 用pH试纸测得溶液pH≈8
3 少量Cl2 无明显现象
下列说法错误的是( )
A.Na2SO3(aq)中存在:c(OH-)=c(H+)+2c(H2SO3)+c(HSO3-)
B.实验1中随着水的不断加入,溶液中的值逐渐增大
C.实验2反应后溶液中存在:c(Na+)>c(HSO3-)+2c(SO32-)
D.实验3反应后溶液中存在:c(H+)=c(Cl-)
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.Na2SO3为强碱弱酸盐,根据质子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+2c(H2SO3)+c(HSO3-),A不符合题意;
B. ,Na2SO3为强碱弱酸盐,水解反应为SO32-+H2O可逆HSO3-+OH-,加水稀释促进盐类水解,但离子浓度降低,即c(OH-)减小,所以c(H+)增大,
,则溶液中的值逐渐增大,B不符合题意;
C.常温下,实验2反应后溶液pH≈8,即c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)= c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-),所以c(Na+)>c(HSO3-)+2c(SO32-),C不符合题意;
D.氯气具有氧化性,能将Na2SO3氧化为Na2SO4,实验3中加入少量Cl2,所得溶液中c(H+)=c(Cl-),D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据质子守恒进行分析。
B. 加水稀释促进盐类水解,但各离子浓度降低,据此分析。
C. pH≈8,即c(OH-)>c(H+),结合电恒守恒进行分析。
D. 氯气具有氧化性。
9.(2022高二下·赤峰期末)时,下列说法正确的是( )
A.的某酸溶液中一定存在:
B.的氨水溶液稀释10倍后
C.相同的溶液、溶液、溶液,其浓度大小关系:
D.常温下,溶液中,由水电离产生的浓度为
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.若H2A为强酸,溶液中不存在H2A和HA—,不存在物料守恒关系,故A不符合题意;
B.氨水中存在电离平衡,pH为11的氨水溶液稀释10倍后溶液pH大于10,故B不符合题意;
C.醋酸钠和碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡,酸越弱,酸根离子水解程度越大,则pH相同的醋酸钠、碳酸钠和氢氧化钠溶液的浓度大小关系:,故C符合题意;
D.硫酸氢钠是是强酸的酸式盐,在溶液中完全电离出氢离子,抑制水的电离,则常温下,0.1mol/L硫酸氢钠溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,由水电离产生的氢离子浓度为10-13 mol/L,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、H2A未知是否是强酸;
B、弱碱每稀释10倍,pH变化不到一个单位;
C、酸的酸性越弱,其对应盐的碱性越强;
D、水电离的氢离子等于氢氧根的浓度,可以根据酸电离的氢离子判断。
10.(2022·诸暨模拟)下列物质的水溶液呈碱性且属于盐是( )
A.苯甲酸钠 B. C.HCl D.
【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;物质的简单分类
【解析】【解答】A.苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,属于盐类,A选;
B.与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,属于金属氧化物,不属于盐类,B不选;
C.HCl电离出氢离子,溶液呈酸性,属于酸类,不属于盐类,C不选;
D.是强酸强碱盐,溶液呈中性,D不选;
故答案为:A。
【分析】水溶液呈碱性属的盐为强碱弱酸盐。
11.(2022·诸暨模拟)下列“类比”不合理的是( )
A.丙醛能与发生加成反应,丙酮也可以与发生加成反应
B.乙烯中所有原子都在同一平面上,则2,3-二甲基-2-丁烯中所有碳也在同一平面上
C.往NaOH溶液通少量,生成,则往苯酚钠溶液中通入少量,也生成
D.溶液在空气中蒸干得到固体,则溶液在空气中蒸干也得到固体
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;有机物的结构和性质;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.丙醛含碳碳双键,能与氢气加成,丙酮含羰基,能与氢气加成,A不符合题意;
B.乙烯中氢原子与碳碳双键直接相连,所有原子都在同一平面上,2,3-二甲基-2-丁烯的碳骨架为,所有C原子共平面,B不符合题意;
C.往NaOH溶液通少量 CO2,生成 Na2CO3,苯酚酸性弱于碳酸,则往苯酚钠溶液中通入少量 CO2,生成NaHCO3,C符合题意;
D.Na2SO4溶液在空气中蒸干得到 Na2SO4固体,Fe2(SO4)3为强酸弱碱盐,溶液在空气中蒸干铁离子水解,产生Fe(OH)3和H2SO4,最终仍得到 Fe2(SO4)3固体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.碳碳双键和羰基均能与氢气发生加成反应;
B.乙烯中所有原子都在同一平面上,2,3-二甲基-2-丁烯中,碳原子取代了乙烯中氢原子的位置;
C.根据强酸制弱酸原理分析;
D.Fe2(SO4)3加热时水解生成氢氧化铁和硫酸。
12.(2022·诸暨模拟)常温下,用0.1000的盐酸滴定20.00mL 溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
已知:
A.
B.的的值为
C.若将完全转变为,仅需用酚酞做指示剂
D.图中c点,
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.据图可知e点时恰好完全反应,溶液中溶质为H2A和NaCl,n(Na2A)=0.5n(Na+)=0.5n(Cl-)=0.1mol/L×0.04L×0.5=0.002mol,所以c(Na2A)== 0.1mol/L,A不符合题意;
B.H2A的Ka1=,据图可知当pH=6.38时,即c(H+)=10-6.38mol/L时,c(HA-)=c(H2A),所以Ka1=10-6.38,B符合题意;
C.将完全转变为,滴定终点呈酸性,应选用甲基橙作指示剂,C不符合题意;
D.结合分析和图可知,c点c(HA-)>c(A2-),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、即计算完全反应的点,结合e点判断,可知c(Na2A)=0.1mol/L;
B、一级电离平衡常数可以结合pH进行判断;
C、滴定终点为酸性,不能选择酚酞;
D、结合c点判断,可知此时c(HA-)>c(A2-)。
13.(2022·浙江模拟)水溶液呈酸性的盐是( )
A. B. C.NaH D.NaClO
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.HCO水解产生OH-,溶液呈碱性,A不符合题意;
B.NaHSO4完全电离产生H+,溶液呈酸性,B符合题意;
C.NaH与水发生归中反应,生成NaOH溶液呈碱性,C不符合题意;
D.ClO-水解产生OH-,溶液呈碱性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】水溶液呈酸性的盐,要么能直接电离产生氢离子,要么为强酸弱碱盐,水解生成氢离子。
14.(2022·浙江模拟)某二元酸(H2A)在水中的电离方程式为:H2A=H++HA-,HA-H++A2-,下列说法错误的是( )
A.在0.1 mol/L的Na2A溶液中,c(A2-)+c(HA-)+2c(Na+)=0.5 mol/L
B.25℃时,若测得0.1 mol/L的NaHA溶液pOH=a,升高温度,测得同浓度的NaHA溶液pOH=b,则b一定大于a
C.25℃时,将同浓度的NaHA和Na2A溶液等体积混合,其pH一定小于7
D.0.1 mol/L的NaHA溶液中离子浓度为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
【答案】B
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据电离方程式H2A=H++HA-,HA- H++A2-可知:H2A第一步完全电离,第二步存在电离平衡,所以在0.1 mol/L的Na2A溶液中A2-的存在形式有A2-、HA-,根据元素守恒可知c(Na+)=0.2 mol/L,c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol/L,故c(A2-)+c(HA-)+2c(Na+)=0.5 mol/L,A不符合题意;
B.在室温25℃下水的离子积常数Kw=10-14,pH+pOH=14,该温度下在0.1 mol/L的NaHA溶液pOH=a,溶液中存在HA-的电离平衡:HA-H++A2-,电离产生H+使溶液显酸性;升高温度,HA-的电离平衡正向移动,使其电离产生的c(H+)增大,溶液酸性增强,pH减小。同时由于升高温度,水电离程度也增大,Kw也增大,溶液中pH与pOH的和会减小,所以升高温度后,溶液的pOH可能会与25℃时溶液pOH相同,B符合题意;
C.在NaHA的溶液中存在HA-的电离平衡:HA-H++A2-,Ka= =1.2×10-2,电离产生H+,使溶液显酸性;同时也存在A2-的存在水解:H2O+A2-HA-+OH-,Kh=×10-12=8.3×10-13,水解产生OH-,使溶液显碱性,由于HA-的电离平衡常数Ka大于A2-的水解平衡常数Kh,所以溶液中c(H+)>c(OH-),将同浓度的NaHA溶液和Na2A溶液混合,所得混合溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,因此在室温25℃时混合溶液pH<7,C不符合题意;
D.0.1 mol/L的NaHA溶液中,NaHA发生电离作用:NaHA=Na++HA-,HA-在溶液中存在微弱的电离平衡而消耗,则c(Na+)>c(HA-);HA-电离产生H+、A-,溶液中同时存在水的电离平衡:H2OH++OH-,溶液中的H+还有水电离产生,且HA-电离程度大于H2O的电离,所以c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.0.1 mol/L的Na2A溶液中A2-的存在形式有A2-、HA-,结合元素守恒计算;
C.当c(H+)>c(OH-)时溶液呈酸性,c(H+)
二、多选题
15.(2023·日照模拟)25℃时,向一定浓度的溶液中逐滴加入HCl,以X表示或。已知,混合溶液pX与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线I表示与pH的关系
B.第一步电离常数的数量级为
C.时,
D.时,
【答案】B,D
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.由分析可知,Ⅰ表示与的关系;,A不符合题意。
B.由点(2.23,-1)可知,第一步电离常数为,其数量级为10-2,B符合题意。
C.由图可知,时,>0,则;
,由点(3.19,1)可知, ;,此时,则,得,C不符合题意。
D.由电荷守恒可知,;由物料守恒可知,;两式联立可得:;,时,,则有,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】A、注意p值越小则X越大;
B、直线上任意一点的平衡常数不变,可以结合提供的已知数据计算;
C、根据电离平衡常数进行判断;
D、根据电荷守恒判断。
16.(2022·淄博模拟)某温度下,改变0.10mol/L溶液的pH时,各种含铬元素粒子及浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.
B.
C.E点溶液中存在:
D.反应的平衡常数
【答案】B,C
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.由A点得到,选项A不符合题意;
B.由B点,,由E点,,,选项B符合题意;
C.E点溶液中,依据电荷守恒可得,E点溶液显酸性,。可判断,选项C符合题意;
D.反应的平衡常数由F点坐标得到,选项D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A、c(OH-)=0.1mol/L时,pH=13,即c(H+)=10-13mol/L,所以;
B、Ka1(H2CrO4)=,Ka2(H2CrO4)=,此类题型的Ka值通常是找特殊点计算,即找c(HCrO4-)和c(H2CrO4)的交点,和c(HCrO4-)和c(CrO42-)的交点,分别为Ka1和Ka2,此时Ka1和Ka2的值分别为其氢离子的浓度;
C、E点的判断可以根据电荷守恒进行判断,同时E点处于HCO4-和CrO42-的交点,此时两者浓度相等;
D、此题同样找特殊点,即找出CrO42-和Cr2O72-的交点,此时浓度相等。
17.(2022·德州模拟)常温下,向NaOH溶液中逐滴滴入亚磷酸(),各含磷微粒的分布分数X(平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数)与pOH的关系如图所示。已知,反应中只能生成和两种盐。下列说法正确的是( )
A.曲线a代表
B.的电离平衡常数
C.溶液中
D.pOH=7时,
【答案】C,D
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】A.根据分析,曲线a代表X(),A不符合题意;
B.的电离平衡常数,B不符合题意;
C.溶液中的电离常数为,水解常数为: ,故溶液呈酸性, ,C符合题意;
D.pOH=7时,pH=7,根据电荷守恒:,故,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】先分析图象的基本情况,pOH为横坐标,pOH越大,则酸性越强,其次,结合信息“ 反应中只能生成和两种盐 ”,可知H3PO3为二元酸,可以发生两次电离,一级电离为,二级电离为,随着酸性减弱,电离程度减弱,H3PO3浓度减小,H2PO3-浓度增强,一级电离程度减弱,二级电离程度增强,当酸性减弱到一定程度时,一级电离几乎不存在,二级电离为主,此时H2PO3-浓度减小,HPO32-浓度增大,二级电离程度减弱;
A、根据上述分析,曲线a代表HPO32-,曲线b代表H2PO3-,曲线c代表H3PO3;
B、二级电离平衡常数可以根据HPO32-和H2PO3-的交点计算,即曲线a和曲线b的交点,结合二级电离平衡常数,可知在交点处Ka2=c(H+),而横坐标为pOH,需要换算为c(H+);
C、NaH2PO3溶液即溶质为NaH2PO3,此时c(H2PO3-)最大,即b曲线的最高点,此时pOH大于7,溶液为酸性;
D、pOH=7溶液为中性,结合电荷守恒,等量代换可以知道。
18.(2022·聊城模拟)25℃时,某酸(结构简式为 )溶液中含元素X物种的浓度之和为 ,溶液中各含元素X物种的pX随pOH变化关系如图所示。图中 , ;x、y两点的坐标: ; 、 分别表示 的一级、二级电离常数。下列说法错误的是( )
A. 溶液显碱性,是因为 的水解程度大于电离程度
B. 溶液中,
C.该体系中,
D.z点时,
【答案】A,C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.由分析可知该酸为二元弱酸,则 只能电离不能水解,A符合题意;
B. 溶液中,根据电荷守恒: ,则 ,由分析可知c(HXO )> c(H3XO3)则有 ,B不符合题意;
C.H3XO3的一级电离常数 , , = , ,因为 ,故 , ,C符合题意;
D.z点时c(HXO )= c(H3XO3), = ,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】随着碱性增强,即pOH减小,H3XO3浓度减小, 浓度先增加后减小,图中③表示微粒浓度持续减小,②表示微粒浓度先增大后减小,①表示微粒浓度逐渐增大至不再变化,可知③代表H3XO3,②代表,①代表 ,且 不能发生电离,据此结合电荷守恒、物料守恒解答。
19.(2021·淄博模拟)25℃时,向2.5L蒸馏水中加入0.05molBaSO4固体粉末,再逐渐加入一定量的Na2CO3固体粉末,边加边搅拌(忽略溶液体积变化)。溶液中部分离子的浓度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.25℃时,Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B.BaSO4在水中的Ksp大于其在BaCl2溶液中的Ksp
C.加入1.3molNa2CO3,即可使BaSO4全部转化为BaCO3
D.当BaSO4恰好全部转化为BaCO3时,c(CO )>c(Ba2+)>c(SO )>c(OH-)
【答案】A,C
【知识点】盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.未加入碳酸钠时,BaSO4溶液中c(Ba2+)=c(SO )=1×10-5mol/L,所以Ksp(BaSO4)=1×10-5×1×10-5 =10-10,当c(CO )=2.5×10-4mol/L时,c(Ba2+)=1×10-5mol/L,所以Ksp(BaCO3)=2.5×10-4×1×10-5 =2.5×10-9,所以25℃时,Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),A符合题意;
B.Ksp只与温度有关,和所处的环境无关,B不符合题意;
C.若BaSO4全部转化为BaCO3,则溶液中c(SO )= =0.02mol,此时c(Ba2+)= =5×10-9mol/L,根据Ksp(BaCO3)=2.5×10-9可知溶液中的c(CO )=0.5mol/L,则n(CO )=0.5mol/L×2.5L=1.25mol,此外还生成0.05molBaCO3,所以所需碳酸钠的物质的量为1.25mol+0.05mol=1.3mol,C符合题意;
D.根据C选项计算可知可知当BaSO4恰好全部转化为BaCO3时,c(SO )>c(Ba2+),c(Ba2+)=5×10-9mol/L,而此时溶液中有大量碳酸根,呈碱性,c(OH-)>1×10-7mol/L,所以c(OH-)也大于c(Ba2+),D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】根据图象可知,当加入的Na2CO3固体使溶液中c(CO )=2.5×10-4mol/L时,c(Ba2+)和c(SO )开始发生变化,说明此时BaSO4沉淀开始转化为BaCO3沉淀,c(SO )增大,c(Ba2+)减小。
20.(2022高二上·菏泽期末)常温常压下,有关下列各溶液的描述中正确的是
A.等浓度的溶液和溶液,的水解程度一样
B.一定浓度的氨水加水稀释,的比值和的比值均增大
C.浓度均为的、混合溶液中:,且
D.的醋酸钠溶液与盐酸溶液混合后溶液显酸性,溶液中微粒的浓度关系为:
【答案】C,D
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.等浓度的(NH4)2SO4溶液和NH4Cl溶液,后者铵根离子浓度小,水解程度大,的水解程度不一样,故A不符合题意;
B.一定浓度的氨水加水稀释的过程中, =,温度不变,Kb不变,氢氧根离子浓度减小,的比值增大,铵根离子浓度减小的幅度比氢氧根离子大,的比值变小,故B不符合题意;
C. 浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中:碳酸根离子的水解程度比碳酸氢根离子大,,又根据物料守恒,2c(Na+)=3[+c(HCO+c(H2CO3)],故C符合题意;
D.0.2 moI·L-1的醋酸钠溶液10mL与0.2 moI·L-1盐酸溶液5mL混合后溶液显酸性,溶液相当于等物质的量的醋酸钠、醋酸、氯化钠的混合溶液,醋酸的电离大于醋酸钠的水解,氯离子不水解,c (CH3COO-) >c (Cl-)>c (CH3COOH),则溶液中有关微粒的浓度关系为:c (CH3COO-) >c (Cl-)>c (CH3COOH)>c (H+),故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.铵根离子浓度越大,水解程度越小;
B.加水促进一水合氨电离;
C.根据物料守恒分析;
D.混合后溶液的溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa和NaCl。
21.(2022高二下·郴州期末)25℃时,向0.10溶液中逐渐加入固体(忽略加入时引起的溶液体积变化),所得溶液中含Y元素的三种微粒的分布系数(浓度分数)随溶液pH变化的关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.曲线上任意一点均存在:
B.时,溶液中的
C.由图可知,为二元弱酸,如果将物质的量浓度均为0.20的和溶液等体积混合,所得溶液的
D.已知25℃时,的。若把少量加入溶液中,发生的离子反应可表示为:
【答案】B,D
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.根据溶液中存在的电荷守恒,对于曲线上任意一点,都有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(Y2-)+c(HY-),故A不符合题意;
B.当溶液中c(Na+)=0.10mol/L时,反应恰好生成NaHY,根据溶液中的电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(Y2-)+c(HY-),根据物料守恒,c(Na+)=c(H2Y)+c(HY-)+c(Y2-),综合考虑,则有c(H+)+c(H2Y)═c(OH-)+c(Y2-),这就是质子守恒表达式,故B符合题意;
C.H2Y为二元弱酸,如果将物质的量浓度均为0.20mol/L的NaHY和Na2Y溶液等体积混合,这是起始浓度混合,图像上反应的是平衡时各组分的浓度,平衡时候,二者浓度并不相等,因此所得混合溶液pH不为4.2,故C不符合题意;
D.把少量H2Y加入HCOONa溶液中,根据图像,H2Y的二级解离常数约为10-4.2,HCOOH的Ka=1×10-4,因此K2(H2Y)<Ka(HCOOH),可见酸性HY-<HCOOH,所以反应不能进行至生成Y2-,根据强酸制弱酸的原理,发生的离子反应可表示为:,故D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.根据电荷守恒分析;
B.溶液中c(Na+)=0.10mol/L时,反应恰好生成NaHY,结合电荷守恒和物料守恒分析;
C. H2Y为二元弱酸,如果将物质的量浓度均为0.20mol/L的NaHY和Na2Y溶液等体积混合,这是起始浓度混合,图象上反应的是平衡时各组分的浓度;
D.H2Y的二级解离常数约为10-4.2,HCOOH的Ka=1×10-4,酸性:HY-<HCOOH。
22.(2022高二下·东营期末)某研究小组为了探究溶液的性质,设计了下列实验,并记录实验现象。
实验装置 实验序号 滴管试剂 试管试剂 实验现象
① 溶液 饱和溶液 产生白色沉淀
② 溶液 光照管壁有气泡产生
③ 酸性溶液和溶液 溶液变红
④ 的溶液 产生白色沉淀
以下判断错误的是( )
A.实验①:产生的白色沉淀为
B.实验②:产生的气体为
C.实验③:还原性强弱顺序
D.实验④:与的水解相互促进
【答案】A,B
【知识点】盐类水解的应用;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.根据水解原理可知NaClO溶液与饱和Ag2SO4溶液反应:2Ag++2ClO-+H2O=Ag2O↓+2HClO,A符合题意;
B.醋酸酸性大于次氯酸,所以NaClO溶液与CH3COOH溶液反应生成次氯酸,次氯酸光照分解成氧气,B符合题意;
C.ClO-具有氧化性,Fe2+具有还原性,被氧化为Fe3+,遇KSCN溶液,溶液变红,所以还原性Fe2+>Cl-,C不符合题意;
D.NaClO溶液水解显碱性,AlCl3溶液水解显酸性,二者混合相互促进水解,D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】A.实验①中发生反应2Ag++2ClO-+H2O=Ag2O↓+2HClO;
B.根据强酸制弱酸可知,发生反应生成次氯酸,次氯酸分解生成氧气;
C.根据还原剂的还原性大于还原产物分析;
D.ClO-和Al3+在同一溶液中易发生双水解反应。
23.(2021高二上·济宁期末)时,用溶液滴定溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为)。已知:二元弱酸;时,,的,。下列说法正确的是( )
A.a点消耗溶液体积为
B.b点:
C.时,溶液显酸性
D.d点溶液中离子浓度大小关系为
【答案】B,C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.a点pH=1.34,由第一步电离: +H+, ,则a点c( )=c( ),当V(NaOH)=10mL时溶质为等量的 和NaHSeO3, c( )>c( ),要使c( )=c( ),加入NaOH溶液体积大于10mL,故A不符合题意;
B.b点两者恰好反应,反应后溶质为NaHSeO3,存在质子守恒:
,故B符合题意;
C.
时,
溶液存在水解平衡和电离平衡,由
水解常数
,水解程度小于于电离程度,溶液显酸性,故C符合题意;
D.d点溶液溶质为Na2SeO3,
部分发生水解反应
+H2O
+OH-,和水的电离平衡:H2O
H++OH-,离子浓度大小关系为
,故D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A.根据第一步电离常数,结合pH即可判断出体积
B.b点是产生NaHSeO3恰好反应,结合质子守恒即可判断
C.结合电离平衡即可判断
D.d点是40mL,恰好完全反应得到的是Na2SeO3即可判断离子浓度
24.(2021高二上·济南期末)常温下,将NaOH溶液滴加到某二元弱酸溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.NaHX溶液中
B.当时,
C.水的电离程度:上的点大于上的点
D.a点溶液中的数量级为
【答案】A,D
【知识点】盐类水解的应用;中和滴定
【解析】【解答】A.由Ka1=10—3可知,NaHX的水解常数Kh2====10—11<Ka2=10-4.34,则HX—的电离程度大于水解程度,NaHX溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH-),故A符合题意;
B.由溶液中电荷守恒关系c(H+)+ c(Na+)= c(HX-)+2 c(X2-)+ c(OH-)可知,当溶液中c(Na+)- c(HX-)-c(X2-)=0时,溶液中c(H+)=c(X2-)+ c(OH-),则溶液中c(H+)>c(OH-),溶液pH<7,故B不符合题意;
C.若溶液的pH相等时,L2点上水的电离程度一定大于L1点上水的电离程度,若溶液的pH不相等时,溶液中溶质的成分无法确定,无法判断L2点上水的电离程度和L1点上水的电离程度的相对大小,故C不符合题意;
D.a点溶液中=×= c2(H+)Ka1 Ka2,由图可知,a点溶液pH=0,溶液中c(H+)=1mol/L,则c2(H+)Ka1 Ka2=(1mol/L)2×10-3×10-4.34=10-7.34,则溶液中的数量级为,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】A.根据给出的图像找出水解和电离的程度大小
B.根据电荷守恒即可判断
C.水的电离程度与溶液pH的大小有关
D.根据a点的计算氢离子浓度结合公式即可计算
三、非选择题
25.(2023·全国甲卷)钴配合物溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:。
具体步骤如下:
Ⅰ.称取,用水溶解。
Ⅱ.分批加入后,将溶液温度降至以下,加入活性炭、浓氨水,搅拌下逐滴加入的双氧水。
Ⅲ.加热至反应。冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是 。加快NH4Cl溶解的操作有 。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10℃以下以避免 、 ;可选用 降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处: 。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为 。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是 。
【答案】(1)锥形瓶;升温,搅拌等
(2)浓氨水分解和挥发;双氧水分解;冰水浴
(3)玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁
(4)活性炭
(5)利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率
【知识点】盐类水解的应用;常用仪器及其使用;过滤
【解析】【解答】(1)仪器a为锥形瓶,加速溶解的方法有:加热、搅拌等操作;
(2)步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水,他们高温下易挥发,易分解,所以控制在10℃以下;要控制温度在10℃以下,通常采用冰水浴降温;
(3)玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,可能戳破滤纸,造成过滤效果不佳。还有漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁,可能导致液滴飞溅;
(4)步骤中使用了活性炭,为难溶物,所以过滤的不溶物为活性炭;
(5)根据反应方程可知,由于钴配合物为[Co(NH3)6]Cl3中含有氯离子,加入4mL浓盐酸,可利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出;
【分析】称取2.0g氯化铵,用5mL水溶解后,分批加入3.0g CoCl2·6H2O后,降温,在加入1g活性炭,7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL 6%的双氧水,加热反应20min,反应完成后,冷却,过滤,钴配合物在冷水中会析出固体,过滤所得固体为钴配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,趁热过滤,除去活性炭,将滤液转入烧杯中,加入浓盐酸,可促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3析出,解答即可。
26.(2023·武汉模拟)Mg与水反应时,Mg表面会覆盖致密的导致反应较缓慢。某兴趣小组为了验证部分离子对Mg与水反应的影响,进行了如下实验。
I.验证和对Mg与水反应的促进作用
实验序号 a b c d
0.1 mol·L盐溶液 NaCl
30 min内产生气体的体积/mL 1.5 0.7 <0.1 1.4
气体的主要成分
30 min时镁条表面情况 大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(1)某同学认为根据上表能够说明对Mg与水的反应起促进作用,他的理由是 。
(2)实验b、d镁条表面附着固体中还检验出碱式碳酸镁,写出Mg与溶液反应生成该固体的离子方程式: 。
(3)综合实验a~d可以得出结论:和都能与作用而加快Mg与水的反应, (补充两点)。
(4)II.室温下,探究对Mg与水反应的影响
该小组用Mg与NaCl溶液反应,实验发现当浓度过低或过高时,反应速率没有变化,当浓度为2 mol·L时,Mg与水反应较快,产生大量的气泡,同时生成白色固体,最终溶液pH约为10.98。
经检验该白色固体含有碱式氯化镁。碱式氯化镁受热(>100℃)易分解生成氧化镁和两种气体,写出其分解的化学方程式: 。实验室检验镁条表面生成的白色固体含有碱式氯化镁的操作是 。
(5)常温下,饱和溶液的 ,试从化学平衡角度分析实验得到最终溶液的pH大于该值的原因: (已知,)。
【答案】(1)30 min内实验a产生气体的体积远大于实验c(或30 min内实验d产生气体的体积远大于实验b)
(2)
(3)相同浓度时,对Mg与水反应的促进作用大于;和共同存在且浓度相同时,二者对Mg与水反应的促进作用并未叠加
(4);取适量白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁
(5)10.48;反应过程中存在平衡,促使该平衡正向移动,溶液中浓度增大,pH增大
【知识点】盐类水解的应用;性质实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)实验a中所用盐溶液为溶液,实验c中所用盐溶液为NaCl溶液,实验a、c所用盐溶液中的阴离子相同,30 min内,实验a产生气体的体积远大于实验c,可说明对Mg与水的反应起促进作用。
(2)Mg与溶液反应生成碱式碳酸镁,反应中镁元素化合价升高,则氢元素化合价降低生成氢气,根据质量守恒可知,还会生成碳酸根离子,离子方程式为
;
(3)对比实验a、c和实验b、c,30 min内,实验a中产生气体的体积较大,说明相同浓度时,对Mg与水反应的促进作用大于;对比实验a、d,30 min内,实验d中产生气体的体积略小于实验a,说明和共同存在且浓度相同时,二者对Mg与水反应的促进作用并未叠加;
(4)碱式氯化镁受热易分解生成氧化镁和两种气体,根据质量守恒可知生成气体为水和HCl,化学方程式为。实验中镁条表面生成的白色固体为氢氧化镁和碱式氯化镁的混合物,可以通过检验的存在检验碱式氯化镁:取适量上述白色固体,灼烧,若产生的气体可以使玻璃棒表面蘸有的溶液变浑浊,则证明白色固体含有碱式氯化镁;
(5)设饱和溶液中 mol·L,则 mol·L,,可得 mol·L,则。反应过程中存在平衡,促使该平衡正向移动,溶液中浓度增大,pH增大。
【分析】(1)依据盐类水解规律分析;
(2)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
(3)依据影响化学平衡的因素分析;
(4)根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒分析;
(5)利用Ksp计算。
27.(2023·湖南模拟)铜盐主要用于杀毒和驱虫。实验室采用滴定法测定硫酸铜样品中铜的含量。实验步骤如下:
I.铜盐的溶解:准确称取硫酸铜样品0.5g于碘量瓶中,加入1mol/L溶液和30mL使之溶解。
II.滴定:向上述碘量瓶中加入5mL20%KI溶液,立即用0.1mol/L标准溶液滴定至浅黄色。然后加入1mL淀粉溶液,继续滴定溶液呈浅蓝色。再加入5mL10%KSCN溶液,摇匀后溶液蓝色转深,再继续滴定到终点,消耗标准溶液的体积为。回答下列问题:
(1)利用浓硫酸配制250mL1mol/L溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、 。下列关于容量瓶的操作,正确的是 。
A. B.
C. D.
(2)溶解硫酸铜加入硫酸的目的是 ;不能将硫酸换为盐酸的理由是 。
(3)已知滴定过程加入5mL20%KI溶液,有白色沉淀(CuI)生成,发生的离子反应方程式为 。
(4)已知,CuI容易吸附,加入KSCN溶液的目的是将CuI转化为CuSCN沉淀并释放吸附的,如不加KSCN溶液,则测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)滴定终点的现象是 ;已知,则硫酸铜样品中铜的含量为 %。
【答案】(1)量筒、胶头滴管;C
(2)抑制水解;易与形成,影响实验结果
(3)
(4)偏小
(5)当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变成无色,且半分钟无变化;1.28V
【知识点】盐类水解的应用;配制一定物质的量浓度的溶液;离子方程式的书写;离子方程式的有关计算
【解析】【解答】(1)由浓硫酸配制稀硫酸需要量取浓硫酸的体积,需要量筒,“定容”需要胶头滴管;
A.该操作为振荡,要轻轻晃动容量瓶,不能用手捂住容量瓶口上下振荡,A不正确;
B.定容视线与液凹面最低处相平,B不正确;
C.移液需要用玻璃棒引流,C正确;
D.该操作为摇匀,要盖好瓶塞,上下反复颠倒,摇匀,D不正确;
故答案为:C。
(2)铜离子易水解,故加入硫酸可抑制铜离子的水解;易与形成,影响实验结果。
(3)根据电子守恒和元素守恒即可配平方程式为。
(4)不加入KSCN溶液,CuI就会吸附,造成溶液中的浓度偏小,消耗硫代硫酸钠溶液的体积也降低,使测量结果偏小。
(5)滴点终点的现象为当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不恢复原来的颜色;根据方程式有关系式,,,。
【分析】(1)由液体配制一定浓度的溶液所需玻璃仪器有: 烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管 、一定规格的容量瓶。根据容量瓶的使用进行分析。
(2)硫酸铜属于强酸弱碱盐,能发生水解。易与形成。
(3)根据电子守恒和原子守恒进行分析。
(4)不加入KSCN溶液,CuI就会吸附,造成溶液中的浓度偏小。
(5)当滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不恢复原来的颜色。根据关系式进行分析。
28.(2022·虹口模拟)硫的化合物在工业中用途广泛。是一种重要的溶剂。工业上可以利用硫黄()与为原料制备,时受热分解成气态,发生反应。
完成下列填空:
(1)和互称为 ;硫原子最外层未成对电子中运动状态不相同的方面是 。
(2)反应所涉及的各物质中,属于极性分子的电子式为 。列举一个能比较硫元素与碳元素非金属性相对强弱的实验事实: 。常温下,用的溶液处理工业尾气中的,吸收过程中的使用率()与溶液的关系如图所示(溶液体积与温度均保持不变)。
(3)a点时,溶液中 。已知到b点时吸收了标准状况下尾气,则尾气中的体积分数为 (尾气中其他成分不反应)。
(4)当的使用率达到时,溶液为4.4,分析原因: 。
(5)用硫酸酸化的,溶液处理气体,会析出铬钾矾晶体。写出相关反应的化学方程式。
【答案】(1)同素异形体;轨道(或电子云的伸展方向)
(2);测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的,硫酸的小于碳酸等
(3)0.2;0.375
(4)此时溶液中主要溶质为电离程度大于水解程度
(5)
【知识点】盐类水解的应用;同素异形体
【解析】【解答】(1)S2和S8的组成元素相同,且都是单质,故这两种物质互为同素异形体。硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,3p轨道有两个未成对电子,所在轨道分布在x、y、z中的两个方向上,即轨道(电子云伸展方向不同)故该题答案为轨道(电子云伸展方向);
(2)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的、不对称的,这样的分子为极性分子。所给物质中H2S的空间结构是V型,故分子中正负电荷中心不重合,是极性分子,其电子式为,根据元素周期律,非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的pH,硫酸的pH小于碳酸,故可以通过测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的,硫酸的小于碳酸;
(3)a点时pH=7,则有,此时溶液中有电荷守恒:,则有:;由图可知b点的利用率为50%,即消耗的亚硫酸钠的物质的量为,二氧化硫和亚硫酸钠反应的化学计量数之比为:,则吸收的二氧化硫的物质的量为1500mol,尾气的物质的量为,则尾气中的体积分数为;
(4)当亚硫酸钠的利用率为100%时,亚硫酸钠全部转化为亚硫酸氢钠,亚硫酸氢根电离大于水解,故水溶液为弱酸性;
(5)二氧化硫具有还原性,化合价升高生成硫酸根,有氧化性化合价降低,故其化学方程式为 ;
【分析】(1)同素异形体指的是同一种元素的不同单质;
(2)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合;非金属性的比较可以根据最高价氧化物对应水化物的酸性判断,结合强酸制弱酸的原理判断;
(3)pH=7可以从电荷守恒的角度判断,再结合硫酸钠浓度求出钠离子的浓度;
(4)判断弱酸酸式盐的酸碱性时,可以根据其电离程度和水解程度的相对大小进行判断;
(5)氧化还原反应中,氧化剂化合价降低,还原剂化合价升高,根据化合价升降总数相等配平。
29.(2022·虹口模拟)锗、锡、铅均属于ⅣA族元素,它们的单质与化合物广泛应用于生活的各个领域。
(1)Ⅰ.完成下列填空:
锗元素原子核外能量最高的电子有 个,它们运动所形成的电子云形状为 形。
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似,在常温常压下是具有刺激性气味的无色有毒气体。从结构角度比较GeH4与CH4沸点高低并说明理由 。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性,主要是因为GeH4与NH3反应生成了和 (填化学式)两种离子。
(3)Ⅱ.三水锡酸钠(Na2SnO3·3H2O)是一种易溶于水的无色晶体,露置在空气中会逐渐转化成Na2CO3和Sn(OH)4。
常温下,相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液,前者pH (填“大于”“小于”或“等于”)后者。
(4)写出三水锡酸钠露置在空气中发生反应的化学方程式 。
(5)Ⅲ.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、、。当总含铅量一定时,各形态铅的百分比(α)与溶液pH变化的关系如图所示。
Pb(NO3)2溶液中, 2(填“>”“=”或“<”);往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外,还有 (填微粒符号)。
(6)科学家发现一种新型脱铅剂DH,能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+。则脱铅时最合适的pH约为 (选填编号)。
a.4~5 b.6~7 c.8~10 d.12~14
【答案】(1)2;纺锤
(2)GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高;
(3)大于
(4)Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O
(5)>;Pb2+、Pb(OH)+、H+
(6)a
【知识点】原子核外电子的运动状态;晶体熔沸点的比较;盐类水解的应用
【解析】【解答】(1)锗为第4周期第ⅣA族元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,能量最高的电子为4p电子,共有2个,它们运动所形成的电子云形状为纺锤形。答案为:2;纺锤;
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似,都形成分子晶体,沸点与相对分子质量成正比,所以从结构角度比较GeH4与CH4,可得出GeH4沸点高。理由是:GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性,则应发生反应生成离子,从而得出主要是因为GeH4与NH3反应生成了和两种离子。答案为:GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高;;
(3)Sn与C是同主族元素,从上到下,非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,则常温下,相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液,前者pH大于后者。答案为:大于;
(4)由上面分析可知,Sn(OH)4的酸性比H2CO3弱,所以三水锡酸钠露置在空气中,会与CO2、水发生反应,化学方程式:Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O。答案为:Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O;
(5)从图中可以看出,pH=8时,铅以Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2的形式存在,则往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外,还有Pb2+、Pb(OH)+、H+。答案为:>;Pb2+、Pb(OH)+、H+;
(6)从图中可以看出,pH<6时,铅元素全部以Pb2+的形式存在,此时溶液中加入DH,发生反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+,铅的脱除率最高,所以脱铅时最合适的pH约为4~5 ,
故答案为:a。答案为:a。
【分析】(1)锗为32号元素,能量最高的电子为4p能级的电子,p能级电子云形状为纺锤形;
(2)无氢键的分子晶体的熔沸点随相对分子质量的增大而增大;GeH4与NH3反应生成和;
(3)同主族从上到下,元素的非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱;
(4)三水锡酸钠露置在空气中,会与CO2、水发生反应;
(5)pH=8时,铅以Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2的形式存在;
(6)铅的脱除率最高时的pH最合适。
30.(2022·朝阳模拟)某小组验证“”(反应A)存在限度,并探究外加试剂对该平衡的影响。
(1)从正反应方向探究实验。取溶液,加入溶液(),溶液呈棕黄色,不再发生变化。
①通过检测出 ,证实反应A存在限度。
②加入,振荡,平衡向 移动。
③除反应A外,还发生 (写方程式),促进与的反应。
(2)从逆反应方向探究实验:向碘水(含淀粉)中加入酸性溶液,无明显变化。未检出。
①甲同学认为加入溶液可增大与的反应程度。甲同学依据的原理是 。
②验证:加入溶液,产生沉淀a,溶液蓝色褪去。能检出。
(3)乙同学认为碘水中含有,加入溶液也可能产生沉淀。做对照实验:直接向碘水(含淀粉)中加入溶液。产生沉淀,溶液蓝色褪去。
查阅资料:
实验验证:
已知:、(微溶)
①Ⅲ中溶液的作用是 。
②Ⅳ中溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
检验、比较沉淀a、b的成分,可明确的作用。
(4)问题思考:向与碘水的混合液中加入溶液,可能发生如下反应:
i.与在的促进下发生的氧化还原反应
ii.与在促进下发生的反应
iii.与的反应
确认是否发生反应iii,设计实验:将反应后混合物过滤, 。
供选择试剂:稀、溶液、溶液
已知:、溶于溶液;难溶于稀
【答案】(1);正反应方向;
(2)生成AgI沉淀,降低,逆向进行(生成AgI沉淀,提高了I2的氧化能力)
(3)还原;
(4)方法一:取滤渣,加入足量Na2S2O3溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立方法二:取滤渣,加入足量KI溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立
【知识点】化学平衡的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用;盐类水解的应用
【解析】【解答】(1)①溶液中检测出,说明未完全转化为,证明该反应存在限度;
②加入,振荡,反应生成的碘被萃取,使得平衡向正反应方向移动;
③KI中的碘离子能与反应A生成的单质碘发生反应,消耗生成的碘,从而使平衡向正反应方向移动;
(2)加入溶液,碘离子与银离子结合生成AgI沉淀,碘离子的浓度减小,平衡逆向移动,可增大与的反应程度,同时生成的AgI沉淀,提高了I2的氧化能力,被氧化成的反应程度增大;
(3)①由图可知,步骤Ⅲ中加入KI溶液后,淀粉溶液变蓝,根据说明KI将滤液中的还原成了;
②已知,则沉淀b为和,,加入KI可将转化成,反应的离子方程式为。
(4)若与发生反应,会有单质银生成,确认是否发生反应iii,只需检验是否有单质银生成,因此取滤渣,加入足量Na2S2O3溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立;或者取滤渣,加入足量KI溶液,过滤,若有固体剩余,加入稀HNO3,产生的气体遇空气变红棕色,说明滤渣中含银,iii成立。
【分析】(1)①铁离子是黄色,给出的物质碘离子过量,检验是否存在铁离子即可
②加入四氯化碳,将碘单质溶解,导致平衡右移
③碘离子和碘单质可以反应即可写出方程式
(2)①银离紫和碘离子形成沉淀,导致碘离子减少
(3)①加入硫酸银促进了碘单质与水的反应,产生碘酸与碘离子反应得到的是碘单质
②加入碘离子主要是将碘酸银变为碘化银
(4)根据判断发生iii,产物中有银单质,检验银单质即可
31.(2022·缙云模拟)铋是一种稀有金属,铋及其化合物在工业生产中用途广泛,如氯氧化铋常用于电子设备、汽车装饰材料、塑料助剂及生产干电池阴极。以下是一种用铋精矿(主要成分是Bi2S3还含有FeS2、 Cu2S、PbO2及不溶性杂质)制备 BiOCl的一种方法,其流程如图:
已知: ① Fe(OH)3开始沉淀的 pH值为2.7,沉淀完全时的 pH值为3.7。
② 对浸出渣的处理,直至得到产品,都在封闭的管道内进行。
③ pH>3,则 BiCl3极易水解生成不溶性的 BiOCl 沉淀。
请回答以下问题:
(1)铋精矿在浸取时会先进行粉碎,目的是 。
(2)加压氧化氨浸过程中,已知 CuS2发生如下反应:,生成,FeS2在此过程中也生成某氧化物,请写出发生反应的化学方程式 。
(3)操作Ⅰ为: 。
(4)根据流程分析,盐酸羟胺在反应中起到什么作用: 。
(5)流程中生成 BiOCl 的离子方程式: 。
(6)滤液 3 中含有的金属阳离子有: 。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)4FeS2+16NH3·H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(4)将 Fe3+还原成 Fe2+,以免在生成 BiOCl 的同时生成 Fe(OH)3 沉淀
(5)
(6)Fe2+、Na+
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)粉碎铋精矿可以增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)根据 CuS2中S元素的变化,可知FeS2在此过程中也会被氧化得到硫酸根,Fe元素转化为Fe2O3,根据电子守恒可知FeS2和O2的系数比为4:15,再结合元素守恒可得化学方程式为4FeS2+16NH3·H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O;
(3)操作1可以从硫酸铜溶液中得到五水硫酸铜,所以为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)Fe(OH)3在pH值为2.7时开始沉淀,而后续流程为了得到BiOCl,需要将pH调制约为3,若Fe元素为+3价,则该过程中会产生Fe(OH)3沉淀,而稀盐酸、稀硫酸都不能还原Fe3+,所以盐酸羟胺在反应中的作用为将 Fe3+还原成 Fe2+,以免在生成 BiOCl 的同时生成 Fe(OH)3沉淀;
(5)加入碳酸钠调节pH约为3,得到BiOCl,根据元素守恒可得离子方程式为;
(6)根据分析可知滤液3中含有的金属阳离子为Fe2+、Na+。
【分析】铋精矿(主要成分是Bi2S3还含有FeS2、 Cu2S、PbO2及不溶性杂质),加入氨水、氧气加压浸取,根据题目所给信息可知,过滤后Cu、S元素进入浸出液,浸出渣主要含有Bi2O3、Fe2O3、PbO2及不溶性杂质;浸出液经系列操作得到CuSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到五水硫酸铜;浸出渣加入稀盐酸、盐酸羟胺,Bi元素转化为BiCl3进入滤液1,Pb、Fe元素分别被还原成PbCl2、FeCl2进入滤液1,滤液中加入稀硫酸得到硫酸铅沉淀,此时滤液2中含有BiCl3、FeCl2,加入碳酸钠调节pH约为3,得到BiOCl,滤液3中此时还有FeCl2,以及加入碳酸钠后得到的NaCl。
32.(2021高三上·嘉定模拟)化学社团小组的同学在测试Na2SO3溶液的pH时,遇到了困惑。为此,决心重新实验,揭开奥秘。请你也参与交流讨论。
a.查阅资料:①常温下0.1mol L-1的H2SO3溶液的pH约为2.1。②通常情况下,H2S为无色,有腐蛋臭味的气体,其水溶液称为氢硫酸。常温下0.1mol L-1的H2S溶液的pH约为4.5。
b.实验操作:
①准确称取纯净的Na2SO3 7H2O晶体31.500g,配成1L水溶液,测得其pH=7.8。
②再次准确称取31.500g上述晶体,继而隔绝空气在600℃以上高温下强热至恒重 (只有硫元素的化合价变化成最高价和最低价),质量为15.750g。
③将②所得的15.750g固体进行元素定性定量分析,组成与Na2SO3无异。将其溶于水得250.00mL溶液,测得pH=10.3。
c.分析猜想:Na2SO3 7H2O在强热下,失去结晶水,进而发生了分解反应(自身氧化还原反应)
d.交流讨论
(1)实验操作①所得溶液的物质的量浓度为 ;实验操作②中除酒精灯、玻璃棒、三角架及隔绝空气的设备外,还需要的仪器有 。
(2)给Na2SO3 7H2O加热时为何要隔绝空气,请以简要的文字给以说明。
(3)猜想Na2SO3在高温强热下发生分解反应的化学方程式是 。
(4)实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,其合理的解释是(简要的文字和离子方程式给以说明) 。
(5)请你设计简单的实验方案,给上述分析猜想及解释加以佐证。并简单叙述实验步骤、现象和结论。 。
【答案】(1)0.125 molL-1;坩埚、坩埚钳、泥三角、电子天平等
(2)避免Na2SO3被空气中氧气氧化,(2Na2SO3+O2=2Na2SO4)
(3)4Na2SO3Na2S+3Na2SO4
(4)(由a①知H2SO3 强于H2S)实验③的溶液中可能有Na2S,相同条件下,S2-水解程度大于SO,溶液的碱性强; S2-+H2OHS-+OH-
(5)取③溶液适量于试管中,向其中加稀H2SO4,如有腐蛋气味气体生成,则证明有S2-;另取③中溶液适量于试管中,加入HCl酸化的BaCl2,如有白色沉淀生成,证明有SO。(稀硫酸可以换成盐酸)
【知识点】氧化还原反应;盐类水解的应用;常用仪器及其使用;物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)31.500g Na2SO3 7H2O晶体的物质的量,物质的量浓度为;实验操作②需要加热固体和称量,仪器除酒精灯、三角架及隔绝空气的设备外,还需要的仪器有坩埚、坩埚钳、泥三角、电子天平等;
(2)亚硫酸钠具有强的还原性,Na2SO3 7H2O加热时要隔绝空气,防止亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠,即2Na2SO3+O2=2Na2SO4;
(3)Na2SO3在高温强热下发生分解反应是一个自身氧化还原反应,会生成-2价硫和+6价的硫,反应为:4Na2SO3Na2S+3Na2SO4;
(4)硫离子和亚硫酸根离子均能发生水解使得溶液显碱性,实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,是因为二者的水解程度不一样而导致碱性强弱不一样,实验③中溶液的pH=10.3的原理是S2-+H2OHS-+OH-;
(5)硫离子能和酸反应生成硫化氢,硫离子的检验方法:取③溶液适量于试管中,向其中加稀H2SO4,如有腐蛋气味气体生成,则证明有S2-,硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡,硫酸根离子的检验方法:另取③中溶液适量于试管中,加入HCl酸化的BaCl2,如有白色沉淀生成,证明有SO。
【分析】(1)根据和计算;
(2) Na2SO3易被氧化;
(3)Na2SO3在高温强热下反应生成 Na2S、3Na2SO4;
(4)硫离子和亚硫酸根离子均能发生水解使得溶液显碱性,实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,是因为二者的水解程度不一样;
(5)硫离子能和酸反应生成硫化氢,硫离子的检验方法:取③溶液适量于试管中,向其中加稀H2SO4,如有腐蛋气味气体生成,则证明有S2-,硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡。
33.(2021·海门模拟)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波,广泛应用于照相定影及纺织业等领域等。某化学实验小组用如图1装置制备。
已知:①Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2
②Na2SO4溶解度如图2所示。
(1)若要检验a处混合气体中的CO2,实验方法是:将混合气体 。
(2)三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,其目的 。
(3)设计以下实验测定以上制备的纯度:
步骤1:准确称取8.00g样品,溶于水,加入5mL甲醛,配成100mL溶液。
步骤2:准确称取0.294gK2Cr2O7于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入5mLmol L-1H2SO4和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mLl%淀粉,用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。(已知:)
①写出“步骤2”中反应的离子方程式 。
②试计算的纯度(写出计算过程)
(4)利用甲装置中的残渣(Na2SO4和Na2SO3的混合物)制备晶体,请补充完整实验方案,将固体混合物溶于水配成溶液, ,洗涤、干燥得晶体。(实验中须使用的试剂及仪器有:氧气、pH计)
【答案】(1)先通入高锰酸钾溶液中,然后再通入品红溶液中,若品红溶液不褪色,再将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则其中含有二氧化碳
(2)利用碳酸钠水解使溶液呈碱性抑制了硫化钠的水解,防止硫化钠水解产生有毒气体硫化氢而污染空气
(3);93.0%
(4)向其中缓慢通入氧气,用pH计测定溶液的pH,当pH=7.0时停止通氧气;将溶液置于40℃水浴加热减压蒸发浓缩到溶液中产生少量晶体时,停止加热,用冰水冷却降温结晶,过滤
【知识点】盐类水解的应用;含硫物质的性质及综合应用;中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)a处混合气体中可能含有二氧化碳和二氧化硫,若要检验a处混合气体中的CO2,要先除去二氧化硫后将混合气体通入澄清石灰水中,可以用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,用品红溶液检验是否除尽。故答案为:先通入高锰酸钾溶液中,然后再通入品红溶液中,若品红溶液不褪色,再将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则其中含有二氧化碳;
(2)因为硫化钠水解显碱性,且其水解程度较大,其水解产物为有毒气体硫化氢,碳酸钠溶液碱性较强,所以先溶解碳酸钠可以抑制硫化钠水解,防止生成有毒气体污染空气;
(3)①“步骤2” 中准确称取0.294gK2Cr2O7于碘量瓶中,加入20mL蒸馏水溶解,再加入5mLmol L-1H2SO4和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,碘离子转化为碘单质,所以离子方程式为:,故答案为:;
②根据化学方程式和,可推出关系式为:,m()=,样品中的纯度为,故答案为:93.0%;
(4)利用甲装置中的残渣(Na2SO4和Na2SO3的混合物)制备晶体,首先要用氧气将Na2SO3氧化为Na2SO4。Na2SO3水解使溶液显碱性,而Na2SO4溶液显中性,故可通过测定溶液的pH来进行控制。由硫酸钠的溶解度曲线图可知,的溶解度受温度影响较大,在40℃溶解度最大,而且降到0℃时溶解度最小,故采用40℃减压蒸发浓缩,冰水冷却降温结晶的方法加以分离,然后过滤,冰水洗涤。故答案为:向其中缓慢通入氧气,用pH计测定溶液的pH,当pH=7.0时停止通氧气;将溶液置于40℃水浴加热减压蒸发浓缩到溶液中产生少量晶体时,停止加热,用冰水冷却降温结晶,过滤。
【分析】(1)CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以在检验CO2之前,应确保把SO2除尽;
(2)碳酸钠溶液可以抑制硫化钠水解;
(3)样品中的纯度为;
(4)利用图像,控制温度,采用冷却结晶的方法制备。
34.CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):
金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Co2+ 7.6 9.4
Al3+ 3.0 5.0
Zn2+ 5.4 8.0
(1)“酸浸”时通入SO2发生反应的离子方程式是 。
(2)“除铝”时调节溶液pH范围为 ,该过程中主要反应的离子方程式为 。
(3)“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层) ZnX2(有机层)+H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是 。
(4)“沉钴”时为使Co2+沉淀完全,Na2CO3溶液需稍过量且缓慢滴加,能说明Co2+已沉淀完全的实验操作是 。
(5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3,该反应的化学方程式为 。
(6)某工业生产过程中得到溶液的溶质主要是ZnSO4和CuSO4。已知硫酸锌晶体的溶解度随温度变化如图,请设计从该混合液中获取ZnSO4晶体的实验方案:
向溶液中加入稍过量的锌粉,充分反应后, ,得到ZnSO4溶液, ,得到ZnSO4晶体。(实验中须使用的试剂有:Zn粉、稀H2SO4、酒精)。
【答案】(1)Co2O3+SO2+2H+=2Co2++ +H2O或2Co3++SO2+2H2O=2Co2++ +4H+
(2)5.0~5.4(1分);2Al3++3 +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡,静置,分液
(4)静置,向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明Co2+已经沉淀完全
(5)2CoCO3 Co2O3+CO↑+CO2↑
(6)过滤,向所得固体中加入稍过量稀硫酸,充分反应,过滤,把两次过滤的滤液合并;保持60℃左右蒸发浓缩,冷却至室温结晶,过滤,用酒精洗涤,干燥
【知识点】盐类水解的应用;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)“酸浸”时Co2O3与酸发生反应产生Co3+,Co3+与SO2发生氧化还原反应,产生Co2+、 ,则通入SO2发生反应的离子方程式是Co2O3+SO2+2H+=2Co2++ +H2O或2Co3++SO2+2H2O=2Co2++ +4H+;
(2)“除铝” 时调节pH的目的是沉淀Al3+,而不沉淀Co2+、Zn2+,根据表可知pH范围为5.0~ 5.4;反应为加入的Na2CO3电离产生的 与Al3+发生双水解反应产生Al(OH)3沉淀和CO2气体,该反应的离子方程式为:2Al3++3 +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)ZnSO4在有机层中,由于该盐是强酸弱碱盐,水解显酸性,为抑制盐的水解,从有机层中获得ZnSO4溶液的方法是向有机层中加入适量的硫酸溶液,充分振荡,静置,然后分液,就得到ZnSO4溶液;
(4)“沉钴”时为使Co2+沉淀完全,Na2CO3溶液需稍过量且缓慢滴加,Co2+已沉淀完全,则向溶液中再加入Na2CO3溶液,就不会形成CoCO3沉淀,故相应的实验操作是:静置,向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明Co2+已经沉淀完全;
(5)CoCO3不稳定,隔绝空气灼烧发生氧化还原反应生成Co2O3,同时产生CO2、CO,该反应的化学方程式为:2CoCO3 Co2O3+CO↑+CO2↑;
(6)工业生产过程中得到溶液的溶质主要是ZnSO4和CuSO4,向其中加入足量的Zn,发生置换反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,然后过滤,所得固体中含有Cu及过量的Zn,向所得固体中加入稍过量的稀硫酸,其中的Zn会发生反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,充分反应,过滤,把两次过滤的滤液合并,就得到ZnSO4溶液。由图可知ZnSO4的溶解度随温度升高而增大,当温度在60℃后,其溶解度随温度的升高而降低。因此从溶液中获得晶体的操作是:保持60℃左右蒸发浓缩,然后冷却至室温结晶,过滤,再用酒精洗涤,干燥,就得到ZnSO4晶体。
【分析】(1)由流程可知,Co2O3具有氧化性,而SO2具有还原性,二者可发生氧化还原反应,据此写出反应的离子方程式。
(2)除铝的过程中要形成Al(OH)3沉淀,而Zn2+、Co2+不形成沉淀,结合表格中沉淀的pH值分析。
(3)有机层和水溶液不互溶,可采用分液操作分离。
(4)若Co2+完全沉淀,则继续加入Na2CO3溶液,没有沉淀形成。
(5)CoCO3转化为Co2O3的过程中,Co被氧化,则应有C被还原,生成CO,据此书写反应的化学方程式。
(6)结合温度对溶解度的影响分析。
35.(2021·高州模拟)某卤水锂矿“沉锂”后所得滤饼的主要成分为Li2CO3,同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐,为提高Li2CO3的纯度,需要在“沉锂”后进行“洗矿”,洗矿母液为接近饱和的碳酸锂的高盐废水,废水的pH约为10~12且重金属离子含量超标,需处理后排放,回收处理洗矿母液的工艺流程如图所示。
碳酸锂的溶解度(g/L)如表:
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100
Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72
回答下列问题:
(1)“洗矿”通常采用90℃的热水进行,目的是 。
(2)洗矿母液呈碱性的主要原因是 (用离子方程式表示)。
(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3),可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸,同时生成一氧化氮,则该反应的化学方程式为 。
(4)NaCl、KCl、LiCl的溶解度随温度的变化情况如图所示。流程中操作I为“加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤”,操作II为“冷却结晶、过滤”,则晶体b和晶体c的主要成分分别为 、 (填化学式)。
(5)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、洗涤、干燥得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是 ,宜选用 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中,生成Li2CO3反应的离子方程式是 。
【答案】(1)减少碳酸锂的溶解
(2)CO +H2O=HCO +OH-
(3)3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑
(4)NaCl;KCl
(5)2Cl--2e-=Cl2;阳;2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;盐类水解的应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)“洗矿”通常采用90℃的热水进行,目的是减少碳酸锂的溶解;
(2)洗矿母液含有碳酸根离子,呈碱性的主要原因是 ;
(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3),可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸,同时生成一氧化氮,根据氧化还原反应原理中的转移电子守恒配平得: 3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4 +9H2SO4+28NO↑;
(4)有分析可知,晶体b和晶体c的主要成分分别为NaCl、KCl;
(5) ①碳酸锂溶于盐酸后作电解槽的阳极液,阳极溶液中氯离子失去电子,发生氧化反应,则阳极的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2,锂离子进入阴极,则选用阳离子交换膜隔开;
②氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂、氨气和水,离子方程式是2Li++2OH-+NH +HCO Li2CO3+2H2O+NH3↑。
【分析】选矿主体主要成分为Li2CO3,同时含有共生盐——氯化钠、氯化钾及少量重金属盐,加入盐酸调节pH值,反应后得到氯化锂溶液,加入硫化钠将重金属沉淀,过滤除去,滤液I中溶质主要为氯化锂、氯化钾和氯化钠;操作I是加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤,先析出晶体b是的主要成分是氯化钠,操作II是冷却结晶、过滤,析出晶体c的主要成分是氯化钾;剩余溶液为高富集的氯化锂溶液,向溶液III中加入碳酸钠,反应生成碳酸锂沉淀,过滤得到碳酸锂粗品,滤液IV溶质为氯化钠,加入到滤液I中循环处理,据此回答问题。
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