2021届高三高考化学一轮复习 专题九 盐类水解和难溶电解质的溶解平衡(分考点练习)
展开专题九 盐类水解和难溶电解质的溶解平衡
考点一 盐类水解原理及其应用
1.已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸的化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1.8×10-5
4.9×10-10
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
则下列有关说法不正确的是( )
A.浓度相同时,各溶液pH关系为pH(Na2CO3)>pH(NaCN)>pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa)
B.a mol·L-1HCN溶液与b mol·L-1NaOH溶液等体积混合,所得溶液中c(Na+)=c(CN-),则a一定大于b
C.NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
D.向NaCN溶液中通入少量CO2:2NaCN+H2O+CO2 2HCN+Na2CO3
答案 D
2.20 ℃时,在H2C2O4、NaOH混合溶液中,c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.100 mol/L。含碳元素微粒的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.①表示H2C2O4的分布曲线,③表示C2O42-的分布曲线
B.Q点对应的溶液中lgc(H+)
D.0.100 mol/L的NaHC2O4溶液中:c(OH-)=c(H+)-c(C2O42-)+c(H2C2O4)
答案 D
3.下列说法不正确的是( )
A.0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
B.叠氮酸(HN3)与醋酸酸性相似,NaN3水溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+)
C.常温下,向氨水中逐滴滴入盐酸至溶液的pH=7,则混合液中c(NH4+)=c(Cl-)
D.常温下pH=13的NaOH溶液与pH=1的醋酸溶液等体积混合后溶液pH>7
答案 D
4.室温下,下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,加水稀释,c(HCO3-)c(CO32-)的值减小
B.pH=7的氨水与氯化铵的混合溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)
C.0.1 mol·L-1的硫酸铝溶液中:c(SO42-)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
D.pH=2的醋酸溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
答案 C
5.下列盐类水解的应用不正确的是( )
A.实验室配制氯化铁溶液时,滴入少量稀硫酸抑制水解
B.为使纯碱溶液的去油污效果更好,可以使用热的纯碱溶液
C.明矾可用于净水,是由于溶于水后产生的Al(OH)3胶体具有吸附作用
D.铵态氮肥不能和草木灰混合施用,是由于NH4+与CO32-互相促进水解,肥效下降
答案 A
6.室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.向0.10 mol·L-1 NH4HCO3溶液中通CO2:c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)
B.向0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通NH3:c(Na+)>c(NH4+)>c(SO32-)
C.向0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中通SO2:c(Na+)=2[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]
D.向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
答案 D
7.常温下,将等体积、等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合,析出部分NaHCO3晶体,过滤,所得滤液pH<7。下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是 ( )
A.KWc(H+)<1.0×10-7mol/L
B.c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
C.c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
D.c(Cl-)>c(NH4+)>c(HCO3-)>c(CO32-)
答案 C
8.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
加入的物质
结论
A.
50 mL 1 mol·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO42-)
B.
0.05 mol CaO
溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大
C.
50 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D.
0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
答案 B
9.实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是KW改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向不同
答案 C
10.测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2OHSO3-+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO32-浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的KW值相等
答案 C
11.LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO4-)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO4-的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ=c(H2PO4-)c总(含P元素的粒子)]。
下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是( )
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42-和PO43-
C.随c初始(H2PO4-)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
答案 D
12.H2C2O4为二元弱酸,Ka1(H2C2O4)=5.4×10-2,Ka2(H2C2O4)=5.4×10-5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)。室温下用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)+c(OH-)-c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)>c(H+)
C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)-c(H2C2O4)
D.c(Na+)=2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
答案 AD
13.常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是 ( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者大于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L-1 HCOOH与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
答案 AD
14.H2C2O4为二元弱酸。20 ℃时,配制一组c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.100 mol·L-1的H2C2O4和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的变化曲线如图所示。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.pH=2.5的溶液中:c(H2C2O4)+c(C2O42-)> c(HC2O4-)
B.c(Na+)=0.100 mol·L-1的溶液中:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O42-)
C.c(HC2O4-)=c(C2O42-)的溶液中:c(Na+)>0.100 mol·L-1+c(HC2O4-)
D.pH=7.0的溶液中:c(Na+)>2c(C2O42-)
答案 BD
15.向1 L含0.01 mol NaAlO2和0.02 mol NaOH的溶液中缓慢通入CO2,随n(CO2)增大,先后发生三个不同的反应,当0.01 mol
n(CO2)/mol
溶液中离子的物质的量浓度
A
0
c(Na+)>c(AlO2-)+c(OH-)
B
0.01
c(Na+)>c(AlO2-)>c(OH-)>c(CO32-)
C
0.015
c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)
D
0.03
c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
答案 D
考点二 沉淀溶解平衡及其应用
1.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在水中的溶解度
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
答案 B
2.用0.100 mol·L-1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.040 0 mol·L-1Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1Br-,反应终点c向b方向移动
答案 C
3.在湿法炼锌的电解循环溶液中,较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4,生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图,下列说法错误的是( )
A.Ksp(CuCl)的数量级为10-7
B.除Cl-反应为Cu+Cu2++2Cl- 2CuCl
C.加入Cu越多,Cu+浓度越高,除Cl-效果越好
D.2Cu+ Cu2++Cu平衡常数很大,反应趋于完全
答案 C
4.下列说法不正确的是( )
A.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
B.饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同
C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液
答案 C
5.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:
下列说法不正确的是( )
A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉
B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2
C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
答案 D
综合上述信息可知A、B项均正确;由于FeSO4·7H2O易被氧化和分解,所以从溶液2中获得FeSO4·7H2O须控制条件,C正确;若在溶液1中直接加过量NaOH,得到Fe(OH)3沉淀,Fe(OH)3用硫酸溶解得到Fe2(SO4)3溶液,经结晶分离得不到FeSO4·7H2O,D项不正确。
6.25 ℃时,PbR(R2-为SO42-或CO32-)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知Ksp(PbCO3)
A.曲线a为PbCO3的沉淀溶解平衡曲线
B.以PbSO4、Na2CO3和焦炭为原料可制备Pb
C.当PbSO4和PbCO3沉淀共存时,溶液中c(SO42-)c(CO32-)=1×105
D.向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2,可转化为Y点对应的溶液
答案 D
7.已知t ℃时AgCl的Ksp=4×10-10,在t ℃时,Ag2CrO4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.在t ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-11
B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4(s)可使溶液由Y点到Z点
C.在t ℃时,Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CrO42-(aq)的平衡常数K=6.25×107
D.在t ℃时,用0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.001 mol·L-1 KCl和0.001 mol·L-1的K2CrO4的混合溶液,CrO42-先沉淀
答案 D
8.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.283 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
B.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小
C.283 K时的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
D.三个不同温度中,363 K时Ksp(SrSO4)最大
答案 A
9.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质相似。如图横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或[Zn(OH)4]2-的物质的量浓度的对数。25 ℃时,下列说法中不正确的是( )
A.往ZnCl2溶液中加入过量NaOH溶液,反应的离子方程式为Zn2++4OH- [Zn(OH)4]2-
B.若要使某废液中的Zn2+完全沉淀,通常可以调控该溶液的pH在8.0~12.0
C.pH=8.0与pH=12.0的两种废液中,Zn2+浓度之比为108∶1
D.该温度时,Zn(OH)2的溶度积常数Ksp为1×10-10
答案 D
10.高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(1)“滤渣1”含有S和 ;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是 。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为 ~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是 。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是 。
(6)写出“沉锰”的离子方程式 。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=13时,z= 。
答案 (1)SiO2(不溶性硅酸盐)
MnO2+MnS+2H2SO4 2MnSO4+S+2H2O
(2)将Fe2+氧化为Fe3+
(3)4.7
(4)NiS和ZnS
(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF2 Mg2++2F-平衡向右移动
(6)Mn2++2HCO3- MnCO3↓+CO2↑+H2O
(7)13
11.实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡,则溶液中c(SO42-)c(CO32-)= [Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为 ;
浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案: [已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
答案 (1)1.6×104
(2)HCO3-+NH3·H2O NH4++CO32-+H2O
(或HCO3-+NH3·H2O NH4++CO32-+H2O)
增加溶液中CO32-的浓度,促进CaSO4的转化
(3)温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率
(4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
12.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4-(绿色)、Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是 。
(2)CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42-的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为 。
③升高温度,溶液中CrO42-的平衡转化率减小,则该反应的ΔH 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl-,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为 mol·L-1,此时溶液中c(CrO42-)等于 mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为 。
答案 (1)蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液
(2)①2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O ②增大 1.0×1014
③小于
(3)2.0×10-5 5.0×10-3
(4)Cr2O72-+3HSO3-+5H+ 2Cr3++3SO42-+4H2O
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