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2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用:第八章水溶液中的离子平衡章末综合检测(八)
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章末综合检测(八)[学生用书P296(单独成册)]
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是( )
A.金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂
B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生
解析:选B。A.NH4Cl溶液水解显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,故和盐类水解有关,A错误;B.亚铁离子易被氧化,配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉的目的是防止氧化,与盐类的水解无关,B正确;C.铵根水解显酸性,所以长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,与盐类的水解有关,C错误;D.FeCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,故加入碳酸钙后有气泡产生,和盐类的水解有关,D错误。
2.25 ℃时,某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子。下列说法正确的是( )
A.对于该溶液一定存在:pH≥7
B.在c(OH-)>c(H+)的溶液中不可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.若溶液中c(A-)=c(Na+),则溶液一定呈中性
D.若溶质为NaA,则溶液中一定存在: c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选C。 A.如果溶质是NaOH、NaA,则溶液呈碱性,pH>7;如果溶质是NaA,当NaA为强酸强碱盐,溶液呈中性,pH=7;如果溶质是NaA、HA,且HA为强酸时,则溶液呈酸性,pH<7,故A项错误。B.如果溶质是NaOH、NaA,且NaOH过量较多时,溶液中可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),故B项错误。C.根据溶液呈电中性可知,溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),若c(A-)=c(Na+),则c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故C项正确。D.如果溶质是NaA,且NaA为强酸强碱盐时,溶液中存在c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+),故D项错误。
3.下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
①滴入酚酞试液,NaNO2溶液显红色
②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2的中和碱能力强
④0.1 mol·L-1 HNO2溶液的pH=2
⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体
⑥c(H+)=0.1 mol·L-1的HNO2溶液稀释至1 000倍,pH<4
A.①⑤ B.②⑤
C.③⑥ D.③④
解析:选B。 NO水解,生成弱电解质HNO2和OH-,使酚酞试液显红色,①能证明;HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,只能说明溶液中离子的浓度小,并不能说明HNO2部分电离,②不能证明;等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中,HNO2中和碱能力强,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2,都能说明HNO2部分电离,③、④能证明;HNO2与CaCO3反应放出CO2气体,说明HNO2的酸性比碳酸强,但并不一定是弱电解质,⑤不能证明;HNO2若是强酸,⑥中pH应等于4,⑥能证明。
4.醋酸钡[(CH3COO)2Ba·H2O]是一种媒染剂,下列是有关0.1 mol/L醋酸钡溶液中粒子浓度的比较,其中不正确的是( )
A.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)
D.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
解析:选A。A.CH3COO-离子水解程度较小,水解后溶液呈碱性,由(CH3COO)2Ba可知,则有c(CH3COO-)>c(Ba2+),c(OH-)>c(H+),正确的顺序应为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+),故A错误;B.溶液呈电中性,溶液中阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数,故c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故B正确;C.根据溶液呈电中性可知:c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-)+c(CH3COO-),根据物料守恒可知,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Ba2+),则有c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH),故C、D正确。
5.25 ℃时,将某一元碱MOH和盐酸溶液等体积混合(体积变化忽略不计),测得反应后溶液的pH如下表,则下列判断不正确的是( )
实验
序号
c(盐酸)/
mol·L-1
c(MOH)/
mol·L-1
反应后溶
液的pH
甲
0.20
0.20
5
乙
0.10
a
7
A.实验甲所得溶液:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
B.将实验甲中所得溶液加水稀释后,变小
C.a>0.10
D.MOH的电离平衡常数可以表示为K=
解析:选B。A.根据甲中的数据分析,碱(MOH)为弱碱,盐(MCl)为强酸弱碱盐,正确;B.盐溶液中加水,阳离子M+水解程度增大,则溶液中氢离子的物质的量增大,M+的物质的量减小,由于在同一溶液中,则变大,错误;C.MOH为弱碱,当a=0.10时,反应恰好生成了盐,溶液显酸性,若要呈中性,则加入的碱应稍过量,正确;D.对乙溶液应用电荷守恒可知c(M+)=c(Cl-)=0.05 mol·L-1,又根据M元素守恒可知,c(MOH)=0.5a-c(M+)=(0.5a-0.05) mol·L-1,则MOH的电离平衡常数K=c(M+)·c(OH-)/c(MOH)=0.05×10-7/(0.5a-0.05)=10-8/(a-0.10),正确。
6.使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作能够使测定结果偏高的是( )
①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸
②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线
③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴
④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下
A.①③ B.②④
C.②③④ D.①②③④
解析:选A。①量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸,浓盐酸被稀释,滴定NaOH溶液时结果偏高;②俯视容量瓶刻度线,配制的盐酸浓度偏大,滴定NaOH溶液时结果偏低;③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴,读取的盐酸标准液体积偏大,则滴定结果偏高;④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下,不产生误差。
7.常温常压下,将NH3缓慢通入饱和食盐水中至饱和,然后向所得溶液中缓慢通入CO2,整个实验进程中溶液的pH随通入气体体积的变化曲线如图所示(实验中不考虑氨水的挥发)。下列叙述不正确的是( )
A.由a点到b点的过程中,溶液中增大
B.由图可知(NH4)2CO3溶液显碱性,NH4Cl溶液显酸性
C.c点所示溶液中,c(NH)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
D.d点所示溶液中,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
解析:选D。A.a点到b点是向饱和氯化钠溶液中通入氨气达到饱和,溶液中==,生成一水合氨的过程中,溶液中氢氧根离子浓度增大,所以增大,故A正确;B.b到c点是一水合氨和通入的二氧化碳反应得到碳酸铵溶液的过程,c到d点是碳酸铵和二氧化碳反应生成碳酸氢铵的过程,在溶液中依据溶解度大小最后反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液,由图可知(NH4)2CO3溶液显碱性,NH4Cl溶液显酸性,故B正确;C.c点所示溶液是碳酸铵溶液,图像分析可知溶液显碱性,离子浓度大小为c(NH)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),故C正确;D.d点是氯化铵溶液和碳酸氢钠饱和溶液,溶液中存在氮元素守恒、碳元素守恒,析出碳酸氢钠,则溶液中氯离子浓度大于钠离子浓度,c(NH)+c(NH3·H2O)>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),故D错误。
8.某一温度下,体积和pH都相同的盐酸和氯化铵溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.a、c两点溶液的导电能力相同
B.b点溶液中c(H+)+c(NH3·H2O)=c(OH-)
C.用等浓度NaOH溶液和等体积b、c处溶液完全反应,消耗NaOH溶液体积Vb=Vc
D.a、b、c三点溶液中水的电离程度a>b>c
解析:选D。盐酸中的氢离子主要是HCl电离出来的,HCl完全电离,体积和pH都相同的盐酸和氯化铵溶液加水稀释的过程中,HCl不能继续电离,盐酸中氢离子浓度变化大;水解是微弱的,氯化铵溶液中铵根离子可继续水解,溶液中的氢离子浓度变化小,所以含c点的pH变化曲线是盐酸的,含a、b点的pH变化曲线是氯化铵溶液的。a、c两点溶液的离子浓度不一样,所以导电能力不一样,故A错误;b点溶液中,根据质子守恒,得出c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+),故B错误;用等浓度NaOH溶液和等体积b、c处溶液完全反应,消耗NaOH溶液体积Vb>Vc,故C错误;HCl电离出的氢离子抑制了水的电离,所以c点溶液中水的电离程度最小;盐类的水解促进水的电离,由于氯化铵溶液中的氢离子来自铵根离子的水解,氢离子浓度越大,说明铵根离子水解程度越大,水的电离程度越大,a点的pH小于b点的pH,说明a点氢离子浓度大于b点氢离子浓度,所以a、b两点溶液中水的电离程度a>b,综上所述a、b、c三点溶液中水的电离程度a>b>c,故D正确。
9.常温下,向10 mL 0.2 mol·L-1 草酸(用H2T表示)溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液。有关微粒的物质的量与混合溶液的pH有如图关系,下列说法正确的是( )
A.HT-在溶液中水解程度大于电离程度
B.当V(NaOH)=10 mL时,溶液中水的电离程度比纯水大
C.当V(NaOH)=15 mL时,溶液中存在:
c(Na+)>c(HT-)>c(T2-)>c(OH-)>c(H+)
D.当V(NaOH)=20 mL时,溶液中存在:c(OH-)=c(HT-)+2c(H2T)+c(H+)
解析:选D。A.根据图像可知,HT-的物质的量最大的点的溶液是NaHT溶液,该溶液显酸性,说明HT-在溶液中电离程度大于水解程度,A项错误;B.当V(NaOH)=10 mL时,两者恰好反应生成NaHT和水,溶液中的溶质是NaHT,该溶液呈酸性,HT-的电离程度大于水解程度,电离出来的H+对水的电离起抑制作用,所以溶液中水的电离程度比纯水小,B项错误;C.当V(NaOH)=15 mL时,H2T与NaOH的物质的量之比为2∶3,溶液中的溶质为等物质的量的Na2T和NaHT,同样根据图像可知溶液显酸性,所以c(Na+)>c(T2-)>c(HT-)>c(H+)>c(OH-),C项错误;D.V(NaOH)=20 mL时,溶液中的溶质是Na2T,根据质子守恒可知,c(OH-)=c(HT-)+2c(H2T)+c(H+),D项正确。
10.一定温度时,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四种金属离子(M2+)形成硫化物沉淀所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示。下列有关判断不正确的是( )
A.该温度下,Ksp(MnS)大于1.0×10-35
B.向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀
C.向c(Fe2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入CuS粉末,有FeS沉淀析出
D.该温度下,溶解度:CuS>MnS>FeS>ZnS
解析:选D。A.一定温度下,MnS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),根据图像,可计算出FeS的Ksp(FeS)=c(Fe2+)·c(S2-)=10-10×10-10=1.0×10-20,CuS的Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.5×10-17.5=1.0×10-35,由题图知MnS的图线在CuS的上方、FeS的下方,所以Ksp(CuS)10-20,所以有FeS沉淀析出,C正确;D.依据题图可知,CuS的Ksp最小,其次是MnS、FeS和ZnS,所以该温度下,溶解度:CuS<MnS<FeS<ZnS,D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(12分)水溶液是中学化学的重点研究对象。
(1)水是极弱的电解质,也是最重要的溶剂。常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9 mol·L-1,则该电解质可能是 (填序号)。
A.CuSO4 B.HCl
C.Na2S D.NaOH
E.K2SO4
(2)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的c(HClO)增大,可以采取的措施有
(回答两条)。
(3)常温下,将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合,结果溶液均呈中性。
①浓度为1.0×10-3 mol·L-1的氨水b L;
②c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1的氨水c L;
③c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1的氢氧化钡溶液d L。
则a、b、c、d之间的关系是 。
(4)强酸制弱酸是水溶液中的重要经验规律。
①已知HA、H2B是两种弱酸,存在以下关系:H2B(少量)+2A-===B2-+2HA,则A-、B2-、HB-三种阴离子结合H+的难易顺序为 。
②某同学将H2S通入CuSO4溶液中发现生成黑色沉淀,查阅资料并在老师的指导下写出了化学方程式:H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4,但这位同学陷入了困惑;这不成了弱酸制取强酸了吗?请你帮助解释:
。
(5)已知:H2A===H++HA-,HA-H++A2-。
常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,则0.1 mol·L-1的H2A溶液中氢离子浓度的大小范围是
解析:(1)根据题意知,该溶液呈碱性,故选C、D。
(2)再通入氯气;加入碳酸盐;加入次氯酸钠等。
(3)氯化氢和氢氧化钡是强电解质,在水溶液里完全电离,盐酸和氢氧化钡的体积相等,氨水是弱电解质,①中氨水浓度最小,所需氨水体积最大,②中氨水浓度最大,所需体积最小,故答案为b>a=d>c。
(4)①根据强酸制取弱酸知,越难电离的酸,酸性越小,结合氢离子越容易,故答案为HB-
②铜离子和硫化氢之所以能生成硫化铜沉淀,是因为硫化铜既难溶于水,也难溶于酸,故能发生反应。
(5)0.1 mol·L-1的H2A第一步电离产生0.1 mol·L-1的H+和0.1 mol·L-1的HA-,而根据0.1 mol·L-1 NaHA溶液的pH=2,说明0.1 mol·L-1的HA-能电离产生0.01 mol·L-1的H+,但是由H2A溶液第一步电离产生的H+将抑制HA-H++A2-,故使c(H+)介于0.1~0.11 mol·L-1之间。NaHA 溶液中有HA-H++A2-和H2OH++OH-两个电离平衡,所以有c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。
答案:(1)CD (2)再通入氯气;加入碳酸盐;加入次氯酸钠(任答两条即可) (3)b>a=d>c (4)①HB-c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
12.(12分)回答下列问题。
(1)如图,某温度(t ℃)时水的电离平衡图像如下,a点离子积Kw= ;该温度下,pH=12的NaOH与pH=2的H2SO4等体积混合,溶液显 性。
(2)体积相等的稀NaOH和CH3COOH溶液混合,若溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”),则混合前c(NaOH) c(CH3COOH)(填“>”“<”或“=”)。
(3)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,要使溶液中的Fe3+沉淀完全[残留在溶液中的c(Fe3+)<10-5 mol·L-1],则溶液的pH应大于 。
(4)用可溶性碳酸盐可以浸取CaSO4固体,浸取过程中会发生反应:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
已知298 K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,则此温度下该反应的平衡常数K为 (计算结果保留三位有效数字)。
解析:(1)根据图像知,a、b点水的离子积常数相等,b点c(H+)=10-6mol·L-1,c(OH-)=10-6 mol·L-1,由离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=1.0×10-12。pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=12的NaOH中c(OH-)=1.0×10-12/10-12=1.0(mol·L-1),等体积混合时碱过量,溶液呈碱性。
(2)溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)=c(CH3COO-),则c(OH-)=c(H+),故溶液呈中性;醋酸钠溶液呈碱性,要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,因为二者的体积相等,所以醋酸的浓度大于氢氧化钠。
(3)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,若溶液中的Fe3+恰好沉淀完全,残留在溶液中的c(Fe3+)=10-5 mol·L-1。Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-5×c3(OH-)=1×10-38,解得c(OH-)=10-11 mol·L-1,c(H+)=10-14/10-11=10-3 (mol·L-1),溶液的pH=3。
(4)浸取过程中会发生:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq),CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq),CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO(aq)。依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,转化关系中钙离子浓度相同,则所求反应的平衡常数K====1.75×104。
答案:(1)1.0×10-12 碱
(2)中性 < (3)3 (4)1.75×104
13.(13分)Ⅰ.常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示:
实验
编号
HA的物质的
量浓度(mol/L)
NaOH的物质的
量浓度(mol/L)
混合后
溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.12
0.1
pH=7
丙
0.2
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是 。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果:c(Na+)-c(A-)= mol/L(只需写出计算式)。
Ⅱ.某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式为H2B===H++HB-,HB-H++B2-。
(5)在0.1 mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol/L
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol/L
C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
解析:(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应,酸性强弱决定完全中和后盐溶液的pH,a=7时为强酸,a>7 时为弱酸。
(2)据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。
(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,根据电荷守恒且pH>7知,溶液中离子浓度大小关系为 c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),推导c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10) mol/L。
(5)注意题干中的电离方程式,一级电离为完全电离。判断A项为B元素的物料守恒,C项为溶液中的质子守恒。
答案:(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸 (2)C
(3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)(10-4-10-10) (5)AC
14.(13分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取1.500 g样品。
步骤Ⅱ:将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ:移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入20%的中性甲醛溶液反应完全,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空。
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察 。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由 色变成 色。
(2)滴定结果如下表所示。
滴定
次数
待测溶液
的体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.20
20.20
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为 。
解析:(1)①碱式滴定管未用标准液润洗,会使其消耗量增加,测定结果偏高;②锥形瓶内残余少量水,不影响标准液的消耗量,对结果无影响;③滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化;④溶液由无色变粉红(或浅红)色时为滴定终点。
(2)NaOH溶液的平均消耗量为20.00 mL,其物质的量为0.101 0 mol·L-1×0.02 L=0.002 02 mol
4NH~3H++(CH2)6N4H+~4OH-
4 4
n 0.002 02 mol×
n=0.020 2 mol,
则样品中氮的质量分数为×100%≈18.85%。
答案:(1)①偏高 ②无影响 ③B ④无 粉红(浅红)
(2)18.85%
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是( )
A.金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂
B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化
D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生
解析:选B。A.NH4Cl溶液水解显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,故和盐类水解有关,A错误;B.亚铁离子易被氧化,配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉的目的是防止氧化,与盐类的水解无关,B正确;C.铵根水解显酸性,所以长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,与盐类的水解有关,C错误;D.FeCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,故加入碳酸钙后有气泡产生,和盐类的水解有关,D错误。
2.25 ℃时,某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子。下列说法正确的是( )
A.对于该溶液一定存在:pH≥7
B.在c(OH-)>c(H+)的溶液中不可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
C.若溶液中c(A-)=c(Na+),则溶液一定呈中性
D.若溶质为NaA,则溶液中一定存在: c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选C。 A.如果溶质是NaOH、NaA,则溶液呈碱性,pH>7;如果溶质是NaA,当NaA为强酸强碱盐,溶液呈中性,pH=7;如果溶质是NaA、HA,且HA为强酸时,则溶液呈酸性,pH<7,故A项错误。B.如果溶质是NaOH、NaA,且NaOH过量较多时,溶液中可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),故B项错误。C.根据溶液呈电中性可知,溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),若c(A-)=c(Na+),则c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故C项正确。D.如果溶质是NaA,且NaA为强酸强碱盐时,溶液中存在c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+),故D项错误。
3.下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )
①滴入酚酞试液,NaNO2溶液显红色
②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2的中和碱能力强
④0.1 mol·L-1 HNO2溶液的pH=2
⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体
⑥c(H+)=0.1 mol·L-1的HNO2溶液稀释至1 000倍,pH<4
A.①⑤ B.②⑤
C.③⑥ D.③④
解析:选B。 NO水解,生成弱电解质HNO2和OH-,使酚酞试液显红色,①能证明;HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,只能说明溶液中离子的浓度小,并不能说明HNO2部分电离,②不能证明;等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中,HNO2中和碱能力强,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2,都能说明HNO2部分电离,③、④能证明;HNO2与CaCO3反应放出CO2气体,说明HNO2的酸性比碳酸强,但并不一定是弱电解质,⑤不能证明;HNO2若是强酸,⑥中pH应等于4,⑥能证明。
4.醋酸钡[(CH3COO)2Ba·H2O]是一种媒染剂,下列是有关0.1 mol/L醋酸钡溶液中粒子浓度的比较,其中不正确的是( )
A.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)
D.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
解析:选A。A.CH3COO-离子水解程度较小,水解后溶液呈碱性,由(CH3COO)2Ba可知,则有c(CH3COO-)>c(Ba2+),c(OH-)>c(H+),正确的顺序应为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+),故A错误;B.溶液呈电中性,溶液中阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数,故c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故B正确;C.根据溶液呈电中性可知:c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-)+c(CH3COO-),根据物料守恒可知,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Ba2+),则有c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH),故C、D正确。
5.25 ℃时,将某一元碱MOH和盐酸溶液等体积混合(体积变化忽略不计),测得反应后溶液的pH如下表,则下列判断不正确的是( )
实验
序号
c(盐酸)/
mol·L-1
c(MOH)/
mol·L-1
反应后溶
液的pH
甲
0.20
0.20
5
乙
0.10
a
7
A.实验甲所得溶液:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
B.将实验甲中所得溶液加水稀释后,变小
C.a>0.10
D.MOH的电离平衡常数可以表示为K=
解析:选B。A.根据甲中的数据分析,碱(MOH)为弱碱,盐(MCl)为强酸弱碱盐,正确;B.盐溶液中加水,阳离子M+水解程度增大,则溶液中氢离子的物质的量增大,M+的物质的量减小,由于在同一溶液中,则变大,错误;C.MOH为弱碱,当a=0.10时,反应恰好生成了盐,溶液显酸性,若要呈中性,则加入的碱应稍过量,正确;D.对乙溶液应用电荷守恒可知c(M+)=c(Cl-)=0.05 mol·L-1,又根据M元素守恒可知,c(MOH)=0.5a-c(M+)=(0.5a-0.05) mol·L-1,则MOH的电离平衡常数K=c(M+)·c(OH-)/c(MOH)=0.05×10-7/(0.5a-0.05)=10-8/(a-0.10),正确。
6.使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作能够使测定结果偏高的是( )
①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸
②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线
③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴
④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下
A.①③ B.②④
C.②③④ D.①②③④
解析:选A。①量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸,浓盐酸被稀释,滴定NaOH溶液时结果偏高;②俯视容量瓶刻度线,配制的盐酸浓度偏大,滴定NaOH溶液时结果偏低;③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴,读取的盐酸标准液体积偏大,则滴定结果偏高;④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下,不产生误差。
7.常温常压下,将NH3缓慢通入饱和食盐水中至饱和,然后向所得溶液中缓慢通入CO2,整个实验进程中溶液的pH随通入气体体积的变化曲线如图所示(实验中不考虑氨水的挥发)。下列叙述不正确的是( )
A.由a点到b点的过程中,溶液中增大
B.由图可知(NH4)2CO3溶液显碱性,NH4Cl溶液显酸性
C.c点所示溶液中,c(NH)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
D.d点所示溶液中,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
解析:选D。A.a点到b点是向饱和氯化钠溶液中通入氨气达到饱和,溶液中==,生成一水合氨的过程中,溶液中氢氧根离子浓度增大,所以增大,故A正确;B.b到c点是一水合氨和通入的二氧化碳反应得到碳酸铵溶液的过程,c到d点是碳酸铵和二氧化碳反应生成碳酸氢铵的过程,在溶液中依据溶解度大小最后反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液,由图可知(NH4)2CO3溶液显碱性,NH4Cl溶液显酸性,故B正确;C.c点所示溶液是碳酸铵溶液,图像分析可知溶液显碱性,离子浓度大小为c(NH)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),故C正确;D.d点是氯化铵溶液和碳酸氢钠饱和溶液,溶液中存在氮元素守恒、碳元素守恒,析出碳酸氢钠,则溶液中氯离子浓度大于钠离子浓度,c(NH)+c(NH3·H2O)>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),故D错误。
8.某一温度下,体积和pH都相同的盐酸和氯化铵溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.a、c两点溶液的导电能力相同
B.b点溶液中c(H+)+c(NH3·H2O)=c(OH-)
C.用等浓度NaOH溶液和等体积b、c处溶液完全反应,消耗NaOH溶液体积Vb=Vc
D.a、b、c三点溶液中水的电离程度a>b>c
解析:选D。盐酸中的氢离子主要是HCl电离出来的,HCl完全电离,体积和pH都相同的盐酸和氯化铵溶液加水稀释的过程中,HCl不能继续电离,盐酸中氢离子浓度变化大;水解是微弱的,氯化铵溶液中铵根离子可继续水解,溶液中的氢离子浓度变化小,所以含c点的pH变化曲线是盐酸的,含a、b点的pH变化曲线是氯化铵溶液的。a、c两点溶液的离子浓度不一样,所以导电能力不一样,故A错误;b点溶液中,根据质子守恒,得出c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+),故B错误;用等浓度NaOH溶液和等体积b、c处溶液完全反应,消耗NaOH溶液体积Vb>Vc,故C错误;HCl电离出的氢离子抑制了水的电离,所以c点溶液中水的电离程度最小;盐类的水解促进水的电离,由于氯化铵溶液中的氢离子来自铵根离子的水解,氢离子浓度越大,说明铵根离子水解程度越大,水的电离程度越大,a点的pH小于b点的pH,说明a点氢离子浓度大于b点氢离子浓度,所以a、b两点溶液中水的电离程度a>b,综上所述a、b、c三点溶液中水的电离程度a>b>c,故D正确。
9.常温下,向10 mL 0.2 mol·L-1 草酸(用H2T表示)溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液。有关微粒的物质的量与混合溶液的pH有如图关系,下列说法正确的是( )
A.HT-在溶液中水解程度大于电离程度
B.当V(NaOH)=10 mL时,溶液中水的电离程度比纯水大
C.当V(NaOH)=15 mL时,溶液中存在:
c(Na+)>c(HT-)>c(T2-)>c(OH-)>c(H+)
D.当V(NaOH)=20 mL时,溶液中存在:c(OH-)=c(HT-)+2c(H2T)+c(H+)
解析:选D。A.根据图像可知,HT-的物质的量最大的点的溶液是NaHT溶液,该溶液显酸性,说明HT-在溶液中电离程度大于水解程度,A项错误;B.当V(NaOH)=10 mL时,两者恰好反应生成NaHT和水,溶液中的溶质是NaHT,该溶液呈酸性,HT-的电离程度大于水解程度,电离出来的H+对水的电离起抑制作用,所以溶液中水的电离程度比纯水小,B项错误;C.当V(NaOH)=15 mL时,H2T与NaOH的物质的量之比为2∶3,溶液中的溶质为等物质的量的Na2T和NaHT,同样根据图像可知溶液显酸性,所以c(Na+)>c(T2-)>c(HT-)>c(H+)>c(OH-),C项错误;D.V(NaOH)=20 mL时,溶液中的溶质是Na2T,根据质子守恒可知,c(OH-)=c(HT-)+2c(H2T)+c(H+),D项正确。
10.一定温度时,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四种金属离子(M2+)形成硫化物沉淀所需S2-最低浓度的对数值lg c(S2-)与lg c(M2+)的关系如图所示。下列有关判断不正确的是( )
A.该温度下,Ksp(MnS)大于1.0×10-35
B.向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀
C.向c(Fe2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入CuS粉末,有FeS沉淀析出
D.该温度下,溶解度:CuS>MnS>FeS>ZnS
解析:选D。A.一定温度下,MnS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-),根据图像,可计算出FeS的Ksp(FeS)=c(Fe2+)·c(S2-)=10-10×10-10=1.0×10-20,CuS的Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=10-17.5×10-17.5=1.0×10-35,由题图知MnS的图线在CuS的上方、FeS的下方,所以Ksp(CuS)
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(12分)水溶液是中学化学的重点研究对象。
(1)水是极弱的电解质,也是最重要的溶剂。常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9 mol·L-1,则该电解质可能是 (填序号)。
A.CuSO4 B.HCl
C.Na2S D.NaOH
E.K2SO4
(2)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的c(HClO)增大,可以采取的措施有
(回答两条)。
(3)常温下,将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合,结果溶液均呈中性。
①浓度为1.0×10-3 mol·L-1的氨水b L;
②c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1的氨水c L;
③c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1的氢氧化钡溶液d L。
则a、b、c、d之间的关系是 。
(4)强酸制弱酸是水溶液中的重要经验规律。
①已知HA、H2B是两种弱酸,存在以下关系:H2B(少量)+2A-===B2-+2HA,则A-、B2-、HB-三种阴离子结合H+的难易顺序为 。
②某同学将H2S通入CuSO4溶液中发现生成黑色沉淀,查阅资料并在老师的指导下写出了化学方程式:H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4,但这位同学陷入了困惑;这不成了弱酸制取强酸了吗?请你帮助解释:
。
(5)已知:H2A===H++HA-,HA-H++A2-。
常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,则0.1 mol·L-1的H2A溶液中氢离子浓度的大小范围是
(2)再通入氯气;加入碳酸盐;加入次氯酸钠等。
(3)氯化氢和氢氧化钡是强电解质,在水溶液里完全电离,盐酸和氢氧化钡的体积相等,氨水是弱电解质,①中氨水浓度最小,所需氨水体积最大,②中氨水浓度最大,所需体积最小,故答案为b>a=d>c。
(4)①根据强酸制取弱酸知,越难电离的酸,酸性越小,结合氢离子越容易,故答案为HB-
(5)0.1 mol·L-1的H2A第一步电离产生0.1 mol·L-1的H+和0.1 mol·L-1的HA-,而根据0.1 mol·L-1 NaHA溶液的pH=2,说明0.1 mol·L-1的HA-能电离产生0.01 mol·L-1的H+,但是由H2A溶液第一步电离产生的H+将抑制HA-H++A2-,故使c(H+)介于0.1~0.11 mol·L-1之间。NaHA 溶液中有HA-H++A2-和H2OH++OH-两个电离平衡,所以有c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。
答案:(1)CD (2)再通入氯气;加入碳酸盐;加入次氯酸钠(任答两条即可) (3)b>a=d>c (4)①HB-
12.(12分)回答下列问题。
(1)如图,某温度(t ℃)时水的电离平衡图像如下,a点离子积Kw= ;该温度下,pH=12的NaOH与pH=2的H2SO4等体积混合,溶液显 性。
(2)体积相等的稀NaOH和CH3COOH溶液混合,若溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”),则混合前c(NaOH) c(CH3COOH)(填“>”“<”或“=”)。
(3)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,要使溶液中的Fe3+沉淀完全[残留在溶液中的c(Fe3+)<10-5 mol·L-1],则溶液的pH应大于 。
(4)用可溶性碳酸盐可以浸取CaSO4固体,浸取过程中会发生反应:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。
已知298 K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,则此温度下该反应的平衡常数K为 (计算结果保留三位有效数字)。
解析:(1)根据图像知,a、b点水的离子积常数相等,b点c(H+)=10-6mol·L-1,c(OH-)=10-6 mol·L-1,由离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=1.0×10-12。pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=12的NaOH中c(OH-)=1.0×10-12/10-12=1.0(mol·L-1),等体积混合时碱过量,溶液呈碱性。
(2)溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)=c(CH3COO-),则c(OH-)=c(H+),故溶液呈中性;醋酸钠溶液呈碱性,要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,因为二者的体积相等,所以醋酸的浓度大于氢氧化钠。
(3)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,若溶液中的Fe3+恰好沉淀完全,残留在溶液中的c(Fe3+)=10-5 mol·L-1。Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-5×c3(OH-)=1×10-38,解得c(OH-)=10-11 mol·L-1,c(H+)=10-14/10-11=10-3 (mol·L-1),溶液的pH=3。
(4)浸取过程中会发生:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq),CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq),CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO(aq)。依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,转化关系中钙离子浓度相同,则所求反应的平衡常数K====1.75×104。
答案:(1)1.0×10-12 碱
(2)中性 < (3)3 (4)1.75×104
13.(13分)Ⅰ.常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示:
实验
编号
HA的物质的
量浓度(mol/L)
NaOH的物质的
量浓度(mol/L)
混合后
溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.12
0.1
pH=7
丙
0.2
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=10
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是 。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果:c(Na+)-c(A-)= mol/L(只需写出计算式)。
Ⅱ.某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式为H2B===H++HB-,HB-H++B2-。
(5)在0.1 mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol/L
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol/L
C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
解析:(1)一元酸HA与NaOH等物质的量反应,酸性强弱决定完全中和后盐溶液的pH,a=7时为强酸,a>7 时为弱酸。
(2)据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-)。
(3)丙为等浓度的HA与NaA的混合溶液,根据电荷守恒且pH>7知,溶液中离子浓度大小关系为 c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),推导c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10) mol/L。
(5)注意题干中的电离方程式,一级电离为完全电离。判断A项为B元素的物料守恒,C项为溶液中的质子守恒。
答案:(1)a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸 (2)C
(3)c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)(10-4-10-10) (5)AC
14.(13分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取1.500 g样品。
步骤Ⅱ:将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ:移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入20%的中性甲醛溶液反应完全,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空。
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察 。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由 色变成 色。
(2)滴定结果如下表所示。
滴定
次数
待测溶液
的体积/mL
标准溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.20
20.20
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为 。
解析:(1)①碱式滴定管未用标准液润洗,会使其消耗量增加,测定结果偏高;②锥形瓶内残余少量水,不影响标准液的消耗量,对结果无影响;③滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化;④溶液由无色变粉红(或浅红)色时为滴定终点。
(2)NaOH溶液的平均消耗量为20.00 mL,其物质的量为0.101 0 mol·L-1×0.02 L=0.002 02 mol
4NH~3H++(CH2)6N4H+~4OH-
4 4
n 0.002 02 mol×
n=0.020 2 mol,
则样品中氮的质量分数为×100%≈18.85%。
答案:(1)①偏高 ②无影响 ③B ④无 粉红(浅红)
(2)18.85%
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