2022届高三化学高考备考一轮复习水溶液中的离子平衡专项训练
展开1.室温下,用0.5ml·L-1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加稀醋酸,产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是
A.0.5ml·L-1Na2CO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
B.反应CaSO4+COCaCO3+SO正向进行,需满足>×104
C.过滤后所得清液中一定存在:c(Ca2+)=且c(Ca2+)≤
D.滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
2.下列实验现象与实验操作不相匹配的是
A.AB.BC.CD.D
3.取两份 的溶液,一份滴加的盐酸,另一份滴加溶液,溶液的pH随加入酸(或碱)体积的变化如图。
下列说法不正确的是
A.由a点可知:溶液中的水解程度大于电离程度
B.过程中:逐渐减小
C.过程中:
D.令c点的,e点的,则
4.已知相同温度下,。某温度下,饱和溶液中、、与的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线①代表的沉淀溶解曲线
B.该温度下的值为
C.加适量固体可使溶液由a点变到b点
D.时两溶液中
5.一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水
6.一定温度下,水溶液中和的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由向的变化
B.该温度下,水的离子积常数为
C.该温度下,加入可能引起由向的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由向的变化
7.某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该酸-lgKa ≈4.7
B.NaA的水解平衡常数Kh=
C.当该溶液的pH= 7.0时,c(HA)
8.室温下向10mL溶液中加入的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点所示溶液中
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.时,
D.b点所示溶液中
9.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A.浸出镁的反应为
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
10.某温度下,和的电离常数分别为和。将和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ代表溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中、分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与恰好中和后,溶液中相同
11.NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10−3 ,Ka2=3.9×10−6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2−的导电能力之和大于HA−的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH−)
12.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的物质的量浓度
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
13.固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10−3 ml·L−1(设冰的密度为0.9 g·cm−3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网格结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HClH++Cl−
14.将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是
A.B.
C.D.
15.下图表示溶液中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=Kw
B.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.图中T1<T2
D.XZ线上任意点均有pH=7
二、工业流程题(4大题)
16.以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂,可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为
(1)“除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有___(填化学式)。
(2)“调配比”前,需测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.0150ml·L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-=ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度___(写出计算过程)。
(3)400℃时,将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为___。
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,该反应过程可描述为___。
(4)将硫化后的固体在N2:O2=95:5(体积比)的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400℃范围内,固体质量增加的主要原因是___。
17.废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图:
回答下列问题:
(1)硒(Se)与硫为同族元素,Se的最外层电子数为___;镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族,中Cu的化合价为___。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为____。
(3)25℃时,已知:Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5,Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35,Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33,Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20,“浸出液”中c(Cu2+)=0.01ml·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5ml·L-1时沉淀完全,In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数);若继续加入6.0ml·L-1氨水至过量,观察到的实验现象是先有蓝色沉淀,然后___;为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解,计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=___。
(已知:Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
(4)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣中SO是否洗净的试剂是___;“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和___。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为___。
18.从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题:
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为_______。
(3)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______;在该条件下滤液B中_______(近似为,的近似为)。
(5)“转化”过程中生成的离子方程式为_______。
(6)“提纯”过程中的作用为_______。
19.可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以形式存在,还含有、、、等物质。以独居石为原料制备的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子,该核素的符号为_______;
(2)为提高“水浸”效率,可采取的措施有_______(至少写两条);
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是_______(填化学式);
(4)加入絮凝剂的目的是_______;
(5)“沉铈”过程中,生成的离子方程式为_______,常温下加入的溶液呈_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知:的,的,);
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为,在高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成和,该反应的化学方程式为_______
实验操作
实验现象
A.
将盛有Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,用红色激光笔照射烧杯中的液体
在与光束垂直的方向看到一条光亮的“通路”
B.
向盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中加入适量饱和NH4Cl溶液,振荡
白色沉淀溶解
C.
向盛有3.0mL无水乙醇的试管中加人一小块金属钠
有气泡产生
D.
向盛有2.0mL甲苯的试管中加人3滴酸性KMnO4,溶液,用力振荡
紫色不变
参考答案
1.C
【详解】
A.0.5ml·L-1Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),A错误;
B.该反应的平衡常数K=====×104,当浓度商<K时,反应正向进行,B错误;
C.上层清液为碳酸钙的保护溶液,所以清液中满足c(Ca2+)=,由于硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀,所以清液为硫酸钙的不饱和溶液,则c(Ca2+)≤,C正确;
D.醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,D错误;
综上所述答案为C。
2.D
【详解】
A.胶体具有丁达尔效应,A项正确;
B.在溶液中存在溶解平衡:,可与结合为,使减小,溶解平衡正向移动,因此白色沉淀溶解,B项正确;
C.向无水乙醇中加入金属钠可发生反应:,有气泡产生,C项正确;
D.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,因此溶液紫色变浅或消失,D项错误。
故选D。
3.C
【分析】
向溶液中滴加盐酸,溶液酸性增强,溶液pH将逐渐减小,向溶液中滴加NaOH溶液,溶液碱性增强,溶液pH将逐渐增大,因此abc曲线为向溶液中滴加NaOH溶液,ade曲线为向溶液中滴加盐酸。
【详解】
A.a点溶质为,此时溶液呈碱性,在溶液中电离使溶液呈酸性,在溶液中水解使溶液呈碱性,由此可知,溶液中的水解程度大于电离程度,故A正确;
B.由电荷守恒可知,过程溶液中,滴加NaOH溶液的过程中保持不变,逐渐减小,因此逐渐减小,故B正确;
C.由物料守恒可知,a点溶液中,向溶液中滴加盐酸过程中有CO2逸出,因此过程中,故C错误;
D.c点溶液中=(0.05+10-11.3)ml/L,e点溶液体积增大1倍,此时溶液中=(0.025+10-4)ml/L,因此x>y,故D正确;
综上所述,说法不正确的是C项,故答案为C。
4.B
【分析】
BaCO3、BaSO4均为难溶物,饱和溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c()]}=-lg[c(Ba2+)×c()]=-lg[Ksp(BaSO4)],同理可知溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c()]}=-lg[Ksp(BaCO3)],因Ksp(BaSO4)< Ksp(BaCO3),则-lg[Ksp(BaCO3)]<-lg[Ksp(BaSO4)],由此可知曲线①为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系,曲线②为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系。
【详解】
A.由题可知,曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系,由上述分析可知,曲线①为BaSO4的沉淀溶解曲线,选项A错误;
B.曲线①为BaSO4溶液中-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系,由图可知,当溶液中-lg[c(Ba2+)]=3时,-lg[c()=7,则-lg[Ksp(BaSO4)]=7+3=10,因此Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,选项B正确;
C.向饱和BaCO3溶液中加入适量BaCl2固体后,溶液中c(Ba2+)增大,根据温度不变则Ksp(BaCO3)不变可知,溶液中c()将减小,因此a点将沿曲线②向左上方移动,选项C错误;
D.由图可知,当溶液中c(Ba2+)=10-5.1时,两溶液中==,选项D错误;
答案选B。
5.D
【分析】
海水经一系列处理得到苦卤水,苦卤水中含Mg2+,苦卤水中加物质X使Mg2+转化为Mg(OH)2,过滤除去滤液,煅烧Mg(OH)2得MgO,MgO和C、Cl2经“氯化”得无水MgCl2。
【详解】
A.物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2,工业上常采用CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A正确;
B.Mg是较活泼金属,工业上常用电解熔融制备金属镁,B正确;
C.由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,生成物之一为MgCl2,C在高温下能将二氧化碳还原为CO,则“气体”为CO,反应方程式为,C正确;
D.“煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,由于MgCl2在溶液中水解为氢氧化镁和HCl,将所得溶液加热蒸发HCl会逸出,MgCl2水解平衡正向移动,得到氢氧化镁,得不到无水MgCl2,D错误;
选D。
6.C
【详解】
A.升高温度Kw增大,温度升高,c(H+)、c(OH-)都增大,溶液升高温度后的点不在图中所示的曲线上,故A错误;
B.根据图中b点的数据,该温度下,水的离子积常数是c(H+)×c(OH-)=,故B错误;
C.水解,促进水电离,溶液呈酸性,该温度下,加入可能引起由向的变化,故C正确;
D.温度不变,Kw不变,该温度下,稀释溶液,可能引起由向b的变化,故D错误;
答案选C。
7.B
【分析】
根据图像可知,c(HA)=c(A-)时,pH=4.7,即c(H+)=10-4.7ml/L。
【详解】
A.分析可知,c(HA)=c(A-)时,pH=4.7,该酸K==c(H+)=10-4.7ml/L,故-lgKa ≈4.7,A说法正确;
B.NaA的水解平衡常数Kh==,B说法错误;
C.根据图像可知,当该溶液的pH=7.0时,c(HA)<c(A- ),C说法正确;
D.根据图像可知,c(HA)为0.8,c(A-)为0.2时,pH约为4,故某c(HA):c(A- )=4:1的缓冲溶液,pH≈4,D说法正确;
答案为B。
8.D
【详解】
A.(加入10mL一元酸HA溶液时,HA与NaOH恰好完全反应,但溶液的pH为8.7,说明HA为弱酸,a点表示NaA溶液,该溶液中存在、,由电荷守恒可得,
由物料守恒可得,联立两式得,
故溶液中有,A项错误;
B.a点所示溶液中水的电离受到促进,b点表示NaA与HA物质的量之比为1∶1的混合溶液,溶液呈酸性的原因是HA的电离程度大于的水解程度,B项错误;
C.,则,又溶液中存在电荷守恒:,故,C项错误。
D.b点表示NaA与HA物质的量之比为1∶1的混合溶液,溶液呈酸性的原因是HA的电离程度大于的水解程度,故,D项正确
溶液中水的电离受到抑制,
故选:D。
9.B
【分析】
菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂。
【详解】
A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故A正确;
B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,故B错误;
C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确;
故答案为B。
10.C
【分析】
电离常数HNO2大于CH3COOH,酸性HNO2大于CH3COOH;
A、由图可知,稀释相同的倍数,Ⅱ的变化大,则Ⅱ的酸性比I的酸性强,溶液中氢离子浓度越大,酸性越强;
B、酸抑制水电离,b点pH小,酸性强,对水电离抑制程度大;
C、kw为水的离子积常数,k(HNO2)为HNO2的电离常数,只与温度有关,温度不变,则不变;
D、体积和pH均相同的HNO2和CH3COOH溶液,c(CH3COOH)>c(HNO2)。
【详解】
A、由图可知,稀释相同的倍数,Ⅱ的变化大,则Ⅱ的酸性比I的酸性强,Ⅱ代表HNO2,I代表CH3COOH,故A错误;
B、酸抑制水电离,b点pH小,酸性强,对水电离抑制程度大,故B错误;
C、Ⅱ代表HNO2,c(HNO2)c(OH-)/c(NO2-)=c(H+)·c(HNO2)c(OH-)/[c(H+)·c(NO2-)]=kw/k(HNO2),kw为水的离子积常数,k(HNO2)为HNO2的电离常数,这些常数只与温度有关,温度不变,则不变,故C正确;
D、体积和pH均相同的HNO2和CH3COOH溶液,c(CH3COOH)>c(HNO2),分别滴加同浓度的NaOH溶液至恰好中和,CH3COOH消耗的氢氧化钠溶液体积多,HNO2消耗的NaOH少,故D错误;
故选C。
【点睛】
本题考查酸的稀释及图像,明确强酸在稀释时pH变化程度大及酸的浓度与氢离子的浓度的关系是解答本题的关键,难点C,要将已知的c(HNO2)c(OH-)/c(NO2-)分子和分值母同乘以c(H+),变成与kw为水的离子积常数和k(HNO2)为HNO2的电离常数相关的量,再判断。
11.C
【分析】
邻苯二甲酸氢钾为二元弱酸酸式盐,溶液呈酸性,向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中离子浓度增大,导电性增强,邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠为强碱弱酸盐,邻苯二甲酸根在溶液中水解使溶液呈碱性。
【详解】
A项、向邻苯二甲酸氢钾溶液中加入氢氧化钠溶液,两者反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中Na+和A2—的浓度增大。由图像可知,溶液导电性增强,说明导电能力与离子浓度和种类有关,故A正确;
B项、a点和b点K+的物质的量相同,K+的物质的量浓度变化不明显,HA—转化为A2—,b点导电性强于a点,说明Na+和A2—的导电能力强于HA—,故B正确;
C项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,邻苯二甲酸钾为强碱弱酸盐,A2—在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液pH>7,故C错误;
D项、b点邻苯二甲酸氢钾溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的邻苯二甲酸钾和邻苯二甲酸钠,溶液中c(Na+)和c(K+)相等,c点是继续加入氢氧化钠溶液后,得到邻苯二甲酸钾、邻苯二甲酸钠、氢氧化钠的混合溶液,则溶液中c(Na+)>c(K+),由图可知,a点到b点加入氢氧化钠溶液的体积大于b点到c点加入氢氧化钠溶液的体积,则溶液中c(K+)>c(OH—),溶液中三者大小顺序为c(Na+)>c(K+)>c(OH—),故D正确。
故选C。
【点睛】
本题考查水溶液中的离子平衡,试题侧重考查分析、理解问题的能力,注意正确分析图像曲线变化,明确酸式盐与碱反应溶液浓度和成分的变化与导电性变化的关系是解答关键。
12.B
【详解】
A. CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)= c(S2-),结合图象可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的物质的量浓度,A项正确;
B. CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响,m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度,则其溶度积相同,B项错误;
C. m点达到沉淀溶解平衡,向其中加入硫化钠后,平衡向逆反应方向移动,c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,溶液组成由m沿mnp向p方向移动,C项正确;
D. 从图象中可以看出,随着温度的升高,离子浓度增大,说明CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应,则温度降低时,q点对应饱和溶液的溶解度下降,溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小,会沿qp线向p点方向移动,D项正确;
答案选B。
13.D
【分析】
由示意图可知,在冰的表面第一层主要为氯化氢的吸附,第二层中氯化氢溶于水中并发生部分电离,第三层主要是冰,与氯化氢的吸附和溶解无关。
【详解】
A项、由图可知,冰的表面第一层主要为氯化氢的吸附,氯化氢以分子形式存在,故A正确;
B项、由题给数据可知,冰的表面第二层中氯离子和水的个数比为10—4:1,第二层中溶解的氯化氢分子应少于第一层吸附的氯化氢分子数,与水的质量相比,可忽略其中溶解的氯化氢的质量。设水的物质的量为1ml,则所得溶液质量为18g/ml×1ml=18g,则溶液的体积为×10—3L/ml=2.0×10—2L,由第二层氯离子和水个数比可知,溶液中氢离子物质的量等于氯离子物质的量,为10—4ml,则氢离子浓度为=5×10—3ml/L,故B正确;
C项、由图可知,第三层主要是冰,与氯化氢的吸附和溶解无关,冰的氢键网络结构保持不变,故C正确;
D项、由图可知,只有第二层存在氯化氢的电离平衡HClH++Cl—,而第一层和第三层均不存在,故D错误。
故选D。
【点睛】
本题考查氯化氢气体在冰表面的吸附和溶解。侧重考查接受、吸收、整合化学信息的能力及分析和解决化学问题的能力,注意能够明确图像表达的化学意义,正确计算物质的量浓度为解答关键。
14.D
【详解】
A项,氢氧化钠和醋酸发生中和反应,反应放热,当酸反应完成后,再加碱,相当于往热水中加入冷水,温度降低,A项正确;
B项,醋酸中滴加氢氧化钠酸性减弱,pH增大,完全反应时pH发生突变,B项正确;
C项,醋酸属于弱酸,部分电离,醋酸中滴加氢氧化钠,发生中和反应生成强电解质CH3COONa,溶液中离子浓度增大,导电能力增强,恰好完全反应后,过量的NaOH也完全电离,导电能力继续增强,C项正确;
D项,醋酸中滴加氢氧化钠,氢氧化钠和醋酸发生中和反应,开始一段时间醋酸浓度减小,氢氧化钠被消耗,浓度为0,D项错误;
答案选D。
15.D
【详解】
A、由图像知,两曲线上的任意点均是平衡点,且温度一定,所以其水的离子积是一个常数,A正确;
B、XZ连线的斜率是1,存在c(H+)=c(OH-),在X、Z连线的上方,c(H+)<c(OH-),在X、Z连线的下方,c(H+)>c(OH-),B正确;
C、水的电离是吸热反应,升温促进水电离,c(H+)、c(OH-)及Kw都增大,所以T1<T2,C正确;
D、X曲线在25℃时c(H+)=10-7ml/L,pH=7,而Z曲线温度高于25℃,其pH<7,D错误。
答案选D。
【点睛】
本题以水的电离平衡为背景,结合图像综合考查c(H+)与c(OH-)的关系,其解题的关键是Kw是个常数,它只与温度有关,明确图中纵横坐标、曲线的含义等,考题在情境和问题设置上贴近考生的思维习惯,不偏、不怪,难度适中。注意水的电离平衡特点。
16.
(1)Fe3+、H+
(2)0.7500ml·L-1
(3) ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O ZnS+CO2=ZnO+COS;ZnO+H2S=ZnS+H2O
(4)ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐
【分析】
锌灰含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2,加入稀硫酸浸取,SiO2和硫酸不反应,过滤出SiO2,所得溶液中含有硫酸锌、硫酸铅、硫酸铜、硫酸铁、硫酸,加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,加H2O2氧化,再加入硫酸铁调节锌、铁的配比,加入碳酸氢钠沉锌铁,制得脱硫剂ZnFe2O4。
(1)
“除杂”加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有Fe3+、H+。
(2)
根据Zn2++Y4-=ZnY2-,可知20.00mL稀释后的溶液中含ZnSO4的物质的量为0.025L×0.015ml·L-1=3.75×10-4ml;ZnSO4溶液的物质的量浓度为;
(3)
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,铁元素化合价由+3降低为+2、氢气中H元素化合价由0升高为+1,根据得失电子守恒,其化学方程式为ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O;
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,ZnS为催化剂,该反应过程可描述为ZnS+CO2=ZnO+COS;ZnO+H2S=ZnS+H2O;
(4)
在280~400℃范围内,ZnS和FeS吸收氧气,ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐,固体质量增加。
17.
(1) 6 +1
(2)Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O
(3) 4.7 蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色 2.0×10-6
(4) HCl溶液、BaCl2溶液 作溶剂
(5)GaCl3+NH3GaN+3HCl
【分析】
废旧CIGS首先焙烧生成金属氧化物,之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜氧化为+2价,再加氨水分离氢氧化铜,过滤,氨水过量氢氧化铜再溶解,用SOCl2溶解,以此解题。
(1)
硫为第VIA族元素,硒(Se)与硫为同族元素,故Se的最外层电子数为6,镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族,则根据正负化合价为零则可以知道中Cu的化合价为+1;
(2)
“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应,其方程式为:Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O;
(3)
In3+恰好完全沉淀时,,故答案是PH=4.7;蓝色沉淀是氢氧化铜,继续滴加氨水会生成四氨合铜离子,这时氢氧化铜会溶解,故答案是蓝色沉淀溶解,溶液变成深蓝色;由反应方程式可知,由K′=≈1.0×1034,得即,代入数据可知K=2.0×10-6;
(4)
检验滤渣中SO是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐,故试剂是HCl溶液、BaCl2溶液;通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液,故SOCl2的另一个作用是作溶剂;
(5)
高温气相沉积”过程中是氨气和GaCl3反应,其方程式为:GaCl3+NH3GaN+3HCl。
18.
(1) 4 VIB
(2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(3)
(4) 6.0 1×10-6
(5)Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O
(6)防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯
【分析】
分析本工艺流程图可知,“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质,滤液中主要含有Mn2+和Cr3+,加热NaOH“沉铬”后,Cr3+转化为固体A为Cr(OH)3沉淀,滤液B中主要含有MnSO4,加入Na2S2O3主要时防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3,“转化”步骤中的反应离子方程式为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,据此分析解题。
(1)
Cr是24号元素,价层电子对排布式为:3d54s1,根据最高能层数等于周期序数,价电子数等于族序数,故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族,故答案为:4;VIB;
(2)
用溶液制备胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,故答案为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;
(3)
常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中,=-2,从图中可知, “沉钒”过程控制,=-2时,与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为,故答案为:;
(4)
某温度下,、的沉淀率与pH关系如图2,由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0;则此时溶液中OH-的浓度为:c(OH-)=10-8ml/L,在该条件下滤液B中==1×10-6,故答案为:6.0;1×10-6;
(5)
由分析可知,“转化”过程中生成的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O,故答案为:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O;
(6)
由分析可知,“提纯”过程中的作用为防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯,故答案为:防止pH较大时,二价锰[]被空气中氧气氧化,转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面,使产物不纯。
19. 适当升高温度,将独居石粉碎等 Al(OH)3 促使铝离子沉淀 ↑ 碱性 3++6=6+9CO↑+6H2O
【分析】
焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸,转化为Ce2(SO4)3和H3PO4,与硫酸不反应,转化为Al2(SO4)3,转化为Fe2(SO4)3,转化为CaSO4和HF,酸性废气含HF;后过滤,滤渣Ⅰ为和磷酸钙、FePO4,滤液主要含H3PO4,Ce2(SO4)3,Al2(SO4)3,Fe2(SO4)3,加氯化铁溶液除磷,滤渣Ⅱ为FePO4;聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝,还含氢氧化铁;加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。
【详解】
(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子,则质量数为58+80=138,该核素的符号为;
(2)为提高“水浸”效率,可采取的措施有适当升高温度,将独居石粉碎等;
(3)结合流程可知,滤渣Ⅲ的主要成分是Al(OH)3;
(4)加入絮凝剂的目的是促使铝离子沉淀;
(5)用碳酸氢铵“沉铈”,则结合原子守恒、电荷守恒可知生成的离子方程式为↑;铵根离子的水解常数Kh()=≈5.7×10-10,碳酸氢根的水解常数Kh()==≈2.3×10-8,则Kh()
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