第三单元 水溶液中的离子反应与平衡-【冲刺期末】2021-2022学年高二化学期末单元复习测试（人教版2019选择性必修1）（解析版）

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(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020河北唐山高二上期末)亚硫酸与氢硫酸都是二元弱酸,下列事实中,不能比较亚硫酸与氢硫酸的酸性强弱的是
亚硫酸的还原性比氢硫酸弱
相同条件下,导电能力亚硫酸强于氢硫酸
0.10 ml·L-1的亚硫酸和氢硫酸溶液的pH分别为2.1和4.5
亚硫酸可以与碳酸氢钠溶液反应,而氢硫酸不能
【答案】A
【解析】氢硫酸的还原性强于亚硫酸,不能用于比较二者酸性的强弱,A错误；相同条件下,氢硫酸的导电能力弱于亚硫酸,说明亚硫酸的电离程度大,则亚硫酸的酸性强于氢硫酸,B正确；0.10 ml·L-1的亚硫酸和氢硫酸溶液的pH分别为2.1和4.5,说明亚硫酸的电离程度大,酸性较强,C正确；氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以,说明亚硫酸的酸性比氢硫酸的酸性强,D正确。
2．(2020陕西西安中学高二上期中)由表格中电离常数判断下列反应可以发生的是
NaClO+NaHCO3=== HClO+Na2CO3
NaClO+CO2+H2O=== HClO+NaHCO3
2NaClO+CO2+H2O=== 2HClO+Na2CO3
2HClO+Na2CO3=== 2NaClO+CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】由题表中数据可知,酸性：H2CO3>HClO>。因酸性HClO>,则反应NaClO+NaHCO3=== HClO+Na2CO3不能发生,A项错误；
因酸性H2CO3>HClO>,则反应NaClO+CO2+H2O=== HClO+NaHCO3能发生,B项正确；
因酸性HClO>,则反应2NaClO+CO2+H2O=== 2HClO+Na2CO3不能发生,C项错误；
因酸性H2CO3>HClO,则反应2HClO+Na2CO3=== 2NaClO+CO2↑+H2O不能发生,D项错误。
3．(2020河南南阳一中高二上月考)已知在t1、t2温度下水的电离平衡曲线如图所示,则下列说法中不正确的是
t1c(OH-),继续加入氢氧化钠溶液后,c点的混合溶液中c(Na+)>c(K+)>c(OH-),D项正确。
10．某温度下，向10 mL 0.1 ml·L－1 CaCl2溶液中滴加0.1 ml·L－1 Na2C2O4溶液，滴加过程中－lg c(Ca2＋)与Na2C2O4溶液体积(V)的关系如图所示，下列有关说法正确的是(已知：lg 2＝0.3)( )
A．a、b、c三点中，水的电离程度最大的为b点
B．a点：2c(Ca2＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
C．该温度下，Ksp(CaC2O4)＝2.5×10－13
D．c点：c(C2Oeq \\al(2－,4))＋c(HC2Oeq \\al(－,4))＋c(H2C2O4)＝2c(Cl－)
【答案】C
【解析】向10 mL 0.1 ml·L－1 CaCl2溶液中滴加0.1 ml·L－1 Na2C2O4溶液，发生反应：Ca2＋＋C2Oeq \\al(2－,4)===CaC2O4↓，a点Ca2＋过量，b点Ca2＋恰好沉淀完全，c点C2Oeq \\al(2－,4)过量。c点含过量的C2Oeq \\al(2－,4)，C2Oeq \\al(2－,4)水解促进水的电离，故c点水的电离程度最大，A错误；a点处的阳离子有Ca2＋、H＋、Na＋，阴离子有Cl－、OH－、C2Oeq \\al(2－,4)、HC2Oeq \\al(－,4)，电荷守恒式为2(Ca2＋)＋(H＋)＋(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋2c(C2Oeq \\al(2－,4))＋c(HC2Oeq \\al(－,4))，B错误；由于lg 2＝0.3，故100.3＝2，所以10－0.6＝eq \f(1,4)。根据分析，b点Ca2＋恰好沉淀完全，c(Ca2＋)＝c(C2Oeq \\al(2－,4))＝10－6.3 ml·L－1，该温度下Ksp(CaC2O4)＝c(Ca2＋)·c(C2Oeq \\al(2－,4))＝10－6.3×10－6.3＝10－12.6＝10－12×10－0.6＝10－12×eq \f(1,4)＝2.5×10－13，C正确；c点处n(Cl－)＝2×0.01 L×0.1 ml·L－1＝0.002 ml，过量n(Na2C2O4)＝0.01 L×0.1 ml·L－1＝0.001 ml，由物料守恒可得2c(C2Oeq \\al(2－,4))＋2c(HC2Oeq \\al(－,4))＋2c(H2C2O4)＝c(Cl－)，D错误。
11．已知：25 ℃时，H2C2O4和H2CO3的电离平衡常数如下：
以下操作均在25 ℃条件下进行，则下列说法不正确的是( )
A．KHC2O4溶液呈酸性，KHCO3溶液呈碱性
B．在KHC2O4溶液中通入足量CO2生成的盐只有KHCO3
C．分别向20 mL 0.1 ml·L－1 H2C2O4和H2CO3溶液中加入0.1 ml·L－1 NaOH溶液至中性，前者消耗NaOH多
D．将等物质的量浓度的H2C2O4和NaOH溶液等体积混合，所得溶液中各微粒浓度大小顺序为c(Na＋)＞c(HC2Oeq \\al(－,4))＞c(C2Oeq \\al(2－,4))＞c(H2C2O4)
【答案】B
【解析】HC2Oeq \\al(－,4)的水解平衡常数Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(10－14,5.4×10－2)＝eq \f(1,5.4)×10－12＜5.4×10－5，HC2Oeq \\al(－,4)的电离程度大于其水解程度，溶液显酸性；HCOeq \\al(－,3)的水解常数Kh＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(10－14,4.2×10－7)＝eq \f(1,4.2)×10－7＞5.6×10－11，HCOeq \\al(－,3)的水解程度大于其电离程度，溶液显碱性，A正确；根据表中数据知， H2C2O4的Ka2大于H2CO3的Ka1，可知在KHC2O4溶液中通入足量CO2时，CO2与KHC2O4溶液不发生化学反应，B错误；草酸和碳酸均为二元弱酸，和NaOH反应生成的正盐均显碱性，草酸氢根离子的电离常数大于碳酸氢根离子的电离常数，则相同条件下碳酸钠的碱性强于草酸钠，因此到达中性时碳酸消耗的NaOH较少，C正确；两者等体积、等物质的量浓度混合，生成NaHC2O4，HC2Oeq \\al(－,4)的电离程度大于水解，所得溶液中各微粒浓度大小顺序为c(Na＋)>c(HC2Oeq \\al(－,4))>c(C2Oeq \\al(2－,4))>c(H2C2O4)，D正确。
12．亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病，在溶液中存在多种微粒形态。室温下，向25.00 mL 0.100 0 ml·L－1 H3AsO3溶液中逐滴加入0.100 0 ml·L－1 KOH 溶液，各种微粒物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．H3AsO3的电离平衡常数Ka1＝10－9.3
B．M点对应的溶液中：c(H3AsO3)＋2c(HAsOeq \\al(2－,3))＋c(AsOeq \\al(3－,3))＝0.100 0 ml·L－1
C．c(K＋)＝0.050 00 ml·L－1的溶液中：c(H＋)＋c(H2AsOeq \\al(－,3))＋2c(H3AsO3)＝0.050 00 ml·L－1＋c(OH－)＋c(AsOeq \\al(3－,3))
D．pH＝12的溶液中：c(K＋)＞c(H2AsOeq \\al(－,3))＞c(OH－)＞c(H3AsO3)＞c(H＋)
【答案】B
【解析】c(H2AsOeq \\al(－,3))＝c(H3AsO3)时，H3AsO3的电离平衡常数Ka1＝c(H＋)＝10－pH＝10－9.3，故A正确；M点对应的溶液中c(H2AsOeq \\al(－,3))＝c(HAsOeq \\al(2－,3))，该溶液中存在物料守恒n(H3AsO3)＋n(HAsOeq \\al(2－,3))＋n(AsOeq \\al(3－,3))＋n(H2AsOeq \\al(－,3))＝0.100 0 ml·L－1×0.025 L＝0.002 5 ml，因为加入KOH溶液导致混合溶液体积增大，则c(H3AsO3)＋2c(HAsOeq \\al(2－,3))＋c(AsOeq \\al(3－,3))＜0.100 0 ml·L－1，故B错误；c(K＋)＝0.050 00 ml·L－1的溶液中，c(KOH)是原来的一半，说明混合后溶液体积增大一倍，则酸碱的物质的量相等，溶液中存在电荷守恒：c(K＋)＋c(H＋)＝2c(HAsOeq \\al(2－,3))＋3c(AsOeq \\al(3－,3))＋c(OH－)＋c(H2AsOeq \\al(－,3))，存在物料守恒：c(K＋)＝c(HAsOeq \\al(2－,3))＋c(AsOeq \\al(3－,3))＋c(H3AsO3)＋c(H2AsOeq \\al(－,3))＝0.050 00 ml·L－1，所以存在c(H3AsO3)＋c(H＋)＝c(HAsOeq \\al(2－,3))＋2c(AsOeq \\al(3－,3))＋c(OH－)，2c(H3AsO3)＋c(H2AsOeq \\al(－,3))＋c(H＋)＝c(HAsOeq \\al(2－,3))＋2c(AsOeq \\al(3－,3))＋c(OH－)＋c(H3AsO3)＋c(H2AsOeq \\al(－,3))＝0.050 00 ml·L－1＋c(OH－)＋c(AsOeq \\al(3－,3))，故C正确；pH＝12的溶液呈碱性，则c(OH－)＞c(H＋)，根据电荷守恒得c(K＋)＞c(H2AsOeq \\al(－,3))，溶液呈碱性说明H2AsOeq \\al(－,3)、HAsOeq \\al(2－,3)水解程度大于其电离程度且都水解生成OH－，则c(OH－)＞c(H3AsO3)，溶液碱性较强，则溶液中c(H＋)很小，所以存在c(K＋)＞c(H2AsOeq \\al(－,3))＞c(OH－)＞c(H3AsO3)＞c(H＋)，故D正确。
13．下列叙述正确的是( )
A．c(H＋)等于1×10－7 ml·L－1的溶液一定是中性溶液
B．稀释醋酸钠溶液，CH3COO－ 水解程度变大，故溶液的pH增大
C．0.2 ml·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍
D．相同条件下，弱酸HA比HB易电离，则同浓度的NaA溶液的pH比NaB溶液的pH小
【答案】D
【解析】常温时，c(H＋)等于1×10－7 ml·L－1的溶液一定是中性溶液，但题目未给定温度，无法判断溶液是否为中性，A错误；CH3COONa溶液存在水解平衡：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，稀释溶液，平衡正向移动，平衡状态下氢氧根离子浓度减小，溶液pH减小，B错误；0.2 ml·L－1 CH3COOH溶液的体积增大一倍，醋酸的电离平衡正向进行，溶液中的c(H＋)大于0.1 ml·L－1，则0.2 ml·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)比0.1 ml·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍小，C错误；相同条件下，弱酸HA比HB易电离，则HA比HB的酸性强，同浓度的NaA溶液的水解程度比NaB溶液的小，NaA溶液产生的氢氧根离子少，则NaA溶液的pH小，D正确。
14．常温下，下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A．向0.10 ml·L－1 CH3COONa溶液中滴加0.10 ml·L－1 HCl溶液恰好使溶液呈中性：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)＞c(Cl－)
B．将Na2CO3和NaHCO3的稀溶液混合恰好至溶液中c(COeq \\al(2－,3))＝c(HCOeq \\al(－,3))：2c(Na＋)＜3c(COeq \\al(2－,3))＋3c(HCOeq \\al(－,3))＋3c(H2CO3)
C．向0.10 ml·L－1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液恰好呈中性：c(Na＋)＝c(SOeq \\al(2－,4))＋c(NH3·H2O)
D．将等体积等物质的量浓度的CH3COONa和NaF溶液混合：c(CH3COOH)＋c(HF)＝c(OH－)＋c(H＋)
【答案】C
【解析】CH3COONa与盐酸反应生成CH3COOH和NaCl，溶液呈中性，推出溶质为CH3COONa、CH3COOH和NaCl，根据电荷守恒，推出c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(Cl－)，因为溶液呈中性，推出c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(Cl－)，根据物料守恒，推出c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，推出c(CH3COOH)＝c(Cl－)，故A错误；假设Na2CO3和NaHCO3物质的量相等，根据物料守恒，有2c(Na＋)＝3c(COeq \\al(2－,3))＋3c(HCOeq \\al(－,3))＋3c(H2CO3)，COeq \\al(2－,3)的水解程度大于HCOeq \\al(－,3)的水解程度，为了达到c(COeq \\al(2－,3))＝c(HCOeq \\al(－,3))，需要多加入些Na2CO3，因此有2c(Na＋)＞3c(COeq \\al(2－,3))＋3c(HCOeq \\al(－,3))＋3c(H2CO3)，故B错误；加入NaOH溶液，使溶液呈中性，即有c(H＋)＝c(OH－)，溶液中含有的离子有Na＋、NHeq \\al(＋,4)、H＋、OH－、SOeq \\al(2－,4)，根据电荷守恒，有c(Na＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＝2c(SOeq \\al(2－,4))，根据物料守恒，有c(SOeq \\al(2－,4))＝c(NHeq \\al(＋,4))＋c(NH3·H2O)，联立得到c(Na＋)＝c(SOeq \\al(2－,4))＋c(NH3·H2O)，故C正确；根据电荷守恒，有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)＋c(F－)，根据物料守恒有：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＋c(HF)＋c(F－)，代入上式，得出c(CH3COOH)＋c(HF)＝c(OH－)－c(H＋)，故D错误。
15．常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 ml·L－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2Oeq \\al(2－,4)的水解)。下列叙述不正确的是( )
A．Ksp(Ag2C2O4)等于10－10
B．n点表示Ag2C2O4的不饱和溶液
C．向c(Cl－)＝c(C2Oeq \\al(2－,4))的混合液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀
D．Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2Oeq \\al(2－,4)(aq)的平衡常数为108
【答案】C
【解析】结合图示数据可知，Ksp(Ag2C2O4)＝c2(Ag＋)·c(C2Oeq \\al(2－,4))＝(10－4)2×10－2＝10－10，故A正确；n点时c(Ag＋)比Ag2C2O4溶解平衡曲线上的c(Ag＋)小，Ag2C2O4溶解平衡向形成Ag＋的方向移动，所以n点表示Ag2C2O4的不饱和溶液，故B正确；由图像可知，当阴离子浓度c(Cl－)＝c(C2Oeq \\al(2－,4))时，生成AgCl沉淀所需的c(Ag＋)小，则向c(Cl－)＝c(C2Oeq \\al(2－,4))的混合液中滴入AgNO3溶液时，先析出氯化银沉淀，故C错误；Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2Oeq \\al(2－,4)(aq)的平衡常数K＝eq \f(cC2O\\al(2－,4),c2Cl－)，此时溶液中的c(Ag＋)相同，故有：K＝eq \f(cC2O\\al(2－,4),c2Cl－)＝eq \f(10－2,10－52)＝108，故D正确。
二、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．(10分)在氨水中存在下列电离平衡:NH3·H2O+OH-。
(1)下列情况能引起电离平衡正向移动的有 (填字母,下同)。
①加NH4Cl固体 ②加NaOH溶液 ③通入HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加水 ⑥加压
①③⑤b. ①④⑥
c. ③④⑤d. ①②④
(2)在含有酚酞的0.1 ml·L-1氨水中加入少量的NH4Cl晶体,则溶液颜色 。
a. 变蓝色b. 变深
c. 变浅d. 不变
(3)在一定温度下,用水缓慢稀释1 ml·L-1氨水的过程中,溶液中随着水量的增加:
①n(OH-) (填“增大”“减小”或“不变”,下同)；
② ；
③ 。
【答案】(1)c (2)c (3)①增大 ②增大 ③不变
【解析】(1)①加入NH4Cl固体相当于加入,平衡左移；②加入OH-,平衡左移；③通入HCl,相当于加入H+,中和OH-,平衡右移；④加CH3COOH溶液,相当于加H+,中和OH-,平衡右移；⑤加水稀释,越稀越电离,平衡右移；⑥加压对NH3·H2O的电离平衡无影响。
(2)氨水中加入NH4Cl晶体,c()增大,则NH3·H2O电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,溶液颜色变浅。
(3)加水稀释,NH3·H2O电离平衡向电离方向移动,n(OH-)逐渐增大,n(NH3·H2O)逐渐减小,所以逐渐增大；电离平衡常数Kb=与温度有关,所以加水稀释时,不变。
17．(10分)我国国标推荐的食品、药品中Ca元素含量的测定方法之一为利用Na2C2O4使处理后的样品中的Ca2+形成沉淀,过滤、洗涤,然后将所得CaC2O4固体溶于过量的强酸,最后使用已知浓度的KMnO4溶液通过滴定来测定溶液中Ca2+的含量。回答以下问题：
(1)KMnO4溶液应该用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装,除滴定管外,还需要的玻璃仪器有__________________________(写出两种即可)。
(2)试写出滴定过程中发生反应的离子方程式： 。
(3)滴定终点的颜色变化为溶液由 色变为 色。
(4)以下操作会导致测定结果偏高的是 (填字母)。
a. 装入KMnO4溶液前未润洗滴定管
b. 滴定结束后俯视读数
c. 滴定结束后,滴定管尖端悬有一滴溶液
d. 滴定过程中,振荡时将少量待测液洒出
(5)某同学对上述实验方案进行了改进并用于测定某品牌的钙片(主要成分为CaCO3)中钙元素的含量,其实验过程如下：取2.00 g样品放入锥形瓶中,用酸式滴定管向锥形瓶内加入20.00 mL浓度为0.10 ml·L-1的盐酸(盐酸过量),充分反应一段时间,用酒精灯将锥形瓶内液体加热至沸腾,数分钟后,冷却至室温,加入2~3滴酸碱指示剂,用浓度为0.10 ml·L-1的NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液8.00 mL。[提示：Ca(OH)2微溶于水,pH较低时不会产生沉淀]据此回答：
①为使现象明显、结果准确,滴定过程中的酸碱指示剂应选择 (填“石蕊”“甲基橙”或“酚酞”)溶液。
②实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是 。
③则此2.00 g钙片中CaCO3的质量为 g。
【答案】 (1)酸式 烧杯、锥形瓶(答案合理即可)
(2)2+5+16H+=== 2Mn2++10CO2↑+8H2O (3)无 浅紫 (4)ac
(5)①甲基橙 ②将溶解在溶液中的CO2气体赶出 ③0.06
【解析】(1)高锰酸钾具有强氧化性，会腐蚀橡胶，应放在酸式滴定管中，中和滴定前需进行赶气泡、调零等操作，用烧杯盛液体，滴定中用锥形瓶盛待测液，用滴定管盛标准液，故所需玻璃仪器有：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯，故答案为：酸式；锥形瓶、烧杯；
(2)高锰酸钾具有强氧化性,在硫酸条件下将氧化为CO2,自身被还原为Mn2+,离子方程式为：2+5+16H+=== 2Mn2+ +10CO2↑+8H2O
(3)高锰酸钾溶液本身有颜色,为紫色,在开始滴入C2O2−4中时被还原，颜色消失，当达到滴定终点时，加入最后一滴高锰酸钾溶液颜色不褪去，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色，
故答案为：无；紫；
(4)
滴定时,滴定管经水洗,蒸馏水洗后加入滴定剂高锰酸钾溶液,标准液体被稀释,浓度变稀,造成V(标准)偏大，由此计算结果偏大；
滴定前平视，滴定后俯视，则所用标准液读数偏小，由此计算结果偏小；
滴定结束后,滴定管尖端悬有一滴溶液,造成V(标准)偏大，由此计算结果偏大；
滴定过程中，振荡时将待测液洒出，所用标准液偏小，由此计算结果偏小；
故答案为：ac；
(5)实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是将溶解的CO2气体赶出;该滴定若用“酚酞”作指示剂,它的变色范围为8.2~10.0,则Ca(OH)2可能会形成沉淀析出,造成较大误差。
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
HCl + NaOH=== NaCl+H2O
8.00×10-3 L×0.10 ml·L-1 8.00×10-3 L×0.10 ml·L-1
CaCO3所消耗的HCl的物质的量为20.00×10-3 L×0.10 ml·L-1-8.00×10-3 L×0.10 ml·L-1=1.2×10-3 ml,m(CaCO3)=×100 g·ml-1=0.06 g。
18．(10分)在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
(1)常温下，将0.2 ml·L－1某一元酸HA溶液和0.1 ml·L－1 NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，若混合液体积等于两溶液体积之和，则混合液中下列关系正确的是__________(填字母)。
A．c(HA)c(A－)，错误；B项，因等体积混合，则反应后c(HA)一定小于0.1 ml·L－1，错误；C项，反应后得到等量的HA、NaA，则由物料守恒可知，2c(Na＋)＝c(HA)＋c(A－)，错误；D项，由电荷守恒可知，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，又知2c(Na＋)＝c(HA)＋c(A－)，则c(OH－)＝c(H＋)＋eq \f(1,2)[c(HA)－c(A－)]，D正确。
(2)常温下在20 mL 0.1 ml·L－1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 ml·L－1 HCl溶液40 mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水。①由反应及图像可知，在同一溶液中，H2CO3、HCOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)不能大量共存。②由图像可知，pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为HCOeq \\al(－,3)、H2CO3，根据电荷守恒可知c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(HCOeq \\al(－,3))＋c(OH－)。③COeq \\al(2－,3)的水解常数Kh＝eq \f(cHCO\\al(－,3)·cOH－,cCO\\al(2－,3))＝2×10－4，当溶液中c(HCOeq \\al(－,3))∶c(COeq \\al(2－,3))＝2∶1时，c(OH－)＝10－4 ml·L－1，由Kw可知，c(H＋)＝10－10 ml·L－1，所以pH＝10。
19．(11分)某科研人员以废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO)为原料回收镍，工艺流程如图：
→2NiO(OH)·H2ONi2O3
已知：常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表：
回答下列问题：
(1)浸出渣主要成分为________、________(填化学式)。
(2)“除铜”时，Fe3＋与H2S反应的离子方程式为______________________。
(3)“氧化”的目的是将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，温度需控制在40～50 ℃之间，该步骤温度不能太高的原因是__________________。
(4)“调pH”时，pH的控制范围为________。
(5)“除钙”后，若溶液中F－浓度为3×10－3 ml·L－1，则eq \f(cCa2＋,cF－)＝________。[已知常温下，Ksp(CaF2)＝2.7×10－11]
(6)在碱性条件下，电解产生2NiO(OH)·H2O的原理分两步，其中第一步是Cl－在阳极被氧化为ClO－，则该步的电极反应式为__________________。
【答案】(1)CaSO4(或CaSO4·2H2O) BaSO4
(2)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (3)温度太高，H2O2受热易分解 (4)3.7≤pH＜7.7 (5)1.0×10－3 (6)Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
【解析】废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)，用硫酸浸取，过滤得含有镍离子、铁离子、钙离子、铜离子的溶液，再通入硫化氢除去铜离子，且使铁离子被还原成亚铁离子，得硫化铜、硫固体，过滤的滤液中含有镍离子、亚铁离子、钙离子，加入过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，调节溶液pH生成氢氧化铁沉淀，加入氟化钠除去钙离子，再加入氯化钠后电解得2NiO(OH)·H2O，灼烧得三氧化二镍。
(1)用硫酸浸取，钙离子和钡离子与硫酸根离子结合得到CaSO4、BaSO4沉淀，故浸出渣主要成分为CaSO4(或CaSO4·2H2O)、BaSO4。
(2)“除铜”时，铁离子具有强氧化性，可与硫化氢反应生成亚铁离子和S，反应的离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
(3)“氧化”时用过氧化氢将溶液中Fe2＋氧化为Fe3＋，过氧化氢受热易分解，故温度不能太高。
(4)“调pH”，要使铁离子完全沉淀，且避免生成Ni(OH)2，由表中数据可知，pH范围为3.7≤pH＜7.7。
(5)已知常温下，Ksp(CaF2)＝2.7×10－11，“除钙”后，若溶液中F－浓度为3×10－3 ml·L－1，则钙离子浓度为eq \f(2.7×10－11,3×10－32)＝3×10－6 ml·L－1，eq \f(cCa2＋,cF－)＝eq \f(3×10－6,3×10－3)＝1.0×10－3。
(6)阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O。
20.(14分)NaOH溶液可用于多种气体的处理。
(1)CO2是温室气体，可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
①Na2CO3俗称纯碱，因COeq \\al(2－,3)水解而使其水溶液呈碱性，写出COeq \\al(2－,3)第一步水解的离子方程式______________________________。已知25 ℃时，COeq \\al(2－,3)第一步水解的平衡常数Kh＝2×10－4，当溶液中c(HCOeq \\al(－,3))∶c(COeq \\al(2－,3))＝20∶1 时，溶液的pH＝________。
②泡沫灭火器中通常装有NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，请写出这两种溶液混合时反应的离子方程式_______________________________________________________________ _______________________________________。
(2)金属与浓硝酸反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。含0.2 ml NaOH的水溶液与0.2 ml NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 ml·L－1 CH3COONa溶液，则两份溶液中c(NOeq \\al(－,3))、c(NOeq \\al(－,2))和c(CH3COO－)由大到小的顺序为________(已知HNO2的电离常数Ka＝5.6×10－4，CH3COOH的电离常数Ka＝1.75×10－5)。可使溶液A和溶液B的 pH相等的方法是________(填字母)。
A．向溶液A中加适量NaOH
B．向溶液A中加适量水
C．向溶液B中加适量NaOH
D．向溶液B中加适量水
(3)烟气中的SO2会引起酸雨，可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过程中，溶液中H2SO3、HSOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)三者所占物质的量分数(α)随pH变化的关系如图所示：
①图中pH＝7时，溶液中离子浓度关系正确的是______(填字母)。
A．c(Na＋)＞2c(SOeq \\al(2－,3))＞c(HSOeq \\al(－,3))
B．c(Na＋)＝c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(H2SO3)
C．c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2SO3)＋c(HSOeq \\al(－,3))
D．c(Na＋)＞c(HSOeq \\al(－,3))＞c(SOeq \\al(2－,3))＞c(H＋)＝c(OH－)
②利用上图中数据，求反应H2SO3H＋＋HSOeq \\al(－,3)的平衡常数的数值________。
【答案】(1)①COeq \\al(2－,3)＋H2OHCOeq \\al(－,3)＋OH－ 9
②3HCOeq \\al(－,3)＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑
(2)c(NOeq \\al(－,3))＞c(NOeq \\al(－,2))＞c(CH3COO－) AD
(3)①A ②10－1.8
【解析】(1)①COeq \\al(2－,3)水解而使Na2CO3溶液呈碱性，COeq \\al(2－,3)第一步水解的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋H2OHCOeq \\al(－,3)＋OH－，水解常数Kh＝2×10－4，当溶液中c(HCOeq \\al(－,3))∶c(COeq \\al(2－,3))＝20∶1时，c(OH－)＝10－5 ml·L－1，由水的离子积Kw可知，c(H＋)＝10－9 ml·L－1，所以pH＝－lg 10－9＝9；②Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合时能相互促进水解生成氢氧化铝沉淀、二氧化碳气体，离子方程式为Al3＋＋3HCOeq \\al(－,3)===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
(2)0.2 ml NaOH的水溶液与0.2 ml NO2恰好完全反应得1 L溶液A，由2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O知，得到的溶液A中NaNO3的物质的量浓度为0.1 ml·L－1，NaNO2的物质的量浓度为0.1 ml·L－1，溶液B为0.1 ml·L－1的CH3COONa溶液； 由HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4，CH3COOH的电离常数Ka＝1.7×10－5，说明CH3COOH的酸性小于HNO2的酸性，溶液中醋酸根离子的水解程度大于亚硝酸根离子的水解程度，则溶液B的碱性大于A溶液，两溶液中c(NOeq \\al(－,3))、c(NOeq \\al(－,2))和c(CH3COO－)由大到小的顺序为c(NOeq \\al(－,3))＞c(NOeq \\al(－,2))＞c(CH3COO－)；A.向溶液A中加适量NaOH，增大碱性，可以调节溶液pH与溶液B相等，故A正确；B.溶液B的碱性大于A溶液，向溶液A中加适量水，稀释溶液，碱性减弱，不能调节溶液pH与溶液B相等，故B错误；C.溶液B的碱性大于A溶液，向溶液B中加适量NaOH，溶液pH更大，故C错误；D.向溶液B中加适量水，稀释溶液碱性减弱，可以调节溶液pH与溶液A相等，故D正确；故答案为A、D；
(3)①由电荷守恒可知，c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(OH－)，溶液的pH＝7，则c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))，所以c(Na＋)＞2c(SOeq \\al(2－,3))，而由图可知pH＝7时，c(SOeq \\al(2－,3))＝c(HSOeq \\al(－,3))，则c(Na＋)＞2c(SOeq \\al(2－,3))＞c(HSOeq \\al(－,3))，故A正确；由电荷守恒可知，c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(OH－)，中性溶液的c(H＋)＝c(OH－)，则c(Na＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))，c(SOeq \\al(2－,3))≠c(H2SO3)，故B错误；pH＝7时，c(H＋)＝c(OH－)，故C错误； 由图可知pH＝7时，c(SOeq \\al(2－,3))＝c(HSOeq \\al(－,3))，故D错误。②亚硫酸的第一步电离方程式为H2SO3H＋＋HSOeq \\al(－,3)，根据图像可知，pH＝1.8时，c(H2SO3 )＝c(HSOeq \\al(－,3) )，由Ka＝eq \f(cHSO\\al(－,3)·cH＋,cH2SO3)可知，H2SO3的第一级电离平衡常数Ka1＝c(H＋)＝10－1.8。
弱酸
HClO
H2CO3
电离平衡常数
(25 ℃)
K=3.2×10-8
K1=4.3×10-7
K2=4.7×10-11
选项
实验操作和现象
结论
A
用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧，火焰显黄色
溶液中不含K＋
B
向浓度均为0.05 ml·L－1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp(AgI)＞Ksp(AgCl)
C
向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水，振荡，再滴加1 mL淀粉溶液，溶液显蓝色
Br2的氧化性比I2的强
D
用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8
HNO2电离出H＋的能力比CH3COOH的强
分子式
H2C2O4
H2CO3
电离平衡常数
Ka1＝5.4×10－2，Ka2＝5.4×10－5
Ka1＝4.2×10－7，Ka2＝5.6×10－11
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
1.5
6.5
7.7
3.7
9.7
9.2