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    专题八 电解质溶液 (解析版)

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    专题八 电解质溶液 (解析版)

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    这是一份专题八 电解质溶液 (解析版),共42页。学案主要包含了以图析题等内容,欢迎下载使用。
    专题八 电解质溶液
    明课程标准
    备关键能力
    1.从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应。
    2.认识电解质在水溶液中存在电离平衡,了解电离平衡常数的含义。认识水的电离,了解水的离子积常数,认识溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。
    3.认识盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素。
    4.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解与转化。
    1.理解与辨析:能理解水溶液中平衡体系和平衡理论,认识水溶液中离子的行为。
    2.分析与推断:能运用平衡原理和平衡常数,从定性和定量角度分析水溶液中平衡体系及平衡移动。
    3.归纳与论证:能从平衡和守恒角度,分析溶液中离子浓度关系,建立相关思维模型。


    高考真题·导航
    GAO KAO ZHEN TI DAO HANG
          
    1.(2021·全国乙卷T7)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)-c(H+)为线性关系,如下图中实线所示。

    下列叙述错误的是( C )
    A.溶液pH=4时,c(M+)c(OH-),溶液中三者大小顺序为c(Na+)>c(K+)>c(OH-),故D正确。
    5.(2019·全国卷Ⅱ·11)下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是( C )
    A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4
    B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
    C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2===2Na2O+O2↑
    D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2
    【解析】 金属活泼性Zn>Cu,CuSO4溶液中加入足量Zn粉,置换出铜单质,溶液蓝色消失,A正确;久置的澄清的石灰水会与空气中的CO2发生反应生成难溶于水的CaCO3,B正确;Na2O2在空气中放置,会与空气中的CO2和水蒸气反应,最终生成Na2CO3,C错误;向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液,Mg(OH)2逐渐转化为Fe(OH)3红褐色沉淀,D正确。
    6.(2019·全国卷Ⅱ·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( B )

    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)a
    C.d点时,lg ≈5.24
    D.c点溶液中存在:c(Na+)=2[c(A-)+c(HA)]
    【解析】 0.1 mol/L的HA与NaA的混合液的pH=4.76,说明HA为弱酸,且在该混合液中HA的电离程度大于A-的水解程度;向该混合液中,滴加HCl,溶液的pH减小,则滴加盐酸溶液的曲线为Ⅱ;滴加NaOH溶液,溶液的pH增大,滴加NaOH溶液的曲线为I。滴加盐酸,溶液的pH减小,滴加盐酸的曲线为Ⅱ,A错误;a、b点都在曲线Ⅱ上,滴加盐酸时发生反应NaA+HCl===NaCl+HA,随着HCl的滴入,NaA逐渐减少、HA逐渐增多,HA电离出H+抑制水的电离,A-水解促进水的电离,则水的电离程度不断减小,则水的电离程度a>b,b点时加入20 mL盐酸得到0.1 mol/L HA和0.05 mol/L NaCl的混合液,c点在曲线Ⅰ上,滴加NaOH溶液时发生反应NaOH+HA===NaA+H2O,c点加入20 mL NaOH溶液得到0.1 mol/L NaA溶液,则水的电离程度c>b,B错误;0.1 mol/L的HA与NaA的混合液的pH=4.76,溶液中c(H+)=10-4.76mol/L,则Ka(HA)=≈10-4.76,d点溶液的pH=10,溶液中c(H+)=10-10 mol/L,Ka(HA)==≈10-4.76,≈105.24,则lg ≈5.24,C正确;c点在曲线Ⅰ上,滴加NaOH溶液时发生反应NaOH+HA===NaA+H2O,c点加入20 mL NaOH溶液得到0.1 mol/L NaA溶液,溶液中的物料守恒为c(Na+)=c(A-)+c(HA),D错误。

    方法技巧
    盐类水解的规律
    (1)“谁弱谁水解,越弱越水解”。
    (2)强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液显酸性。如NaHSO4。
    (3)弱酸的酸式盐溶液的酸碱性,取决于酸式酸根离子的电离程度和水解程度的相对大小。
    ①若电离程度小于水解程度,溶液呈碱性。如NaHCO3溶液中:HCOH++CO(次要),HCO+H2OH2CO3+OH-(主要)。类似离子还有HS-、HPO等。
    ②若电离程度大于水解程度,溶液显酸性。如NaHSO3溶液中:HSOH++SO(主要),HSO+H2OH2SO3 +OH-(次要)。类似离子还有H2PO等。
    (4)相同条件下的水解程度
    ①正盐>相应酸式盐,如CO>HCO。
    ②相互促进水解的盐>单独水解的盐>水解相互抑制的盐。如NH的水解:(NH4)2CO3>(NH4)2SO4>(NH4)2Fe(SO4)2。

    角度 难溶电解度的沉淀溶解平衡及Ksp的应用
    典例3 +++(2021·阆中模拟)已知298 K时,Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7;pNi=-lg c(Ni2+),pB=-lg c(S2-)或-lg c(CO)。在含物质的量浓度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀(温度升高,NiS、NiCO3的Ksp均增大),298 K时,溶液中阳离子、阴离子浓度的负对数关系如图所示。下列说法错误的是( C )

    A.常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度
    B.向d点溶液中加入对应阴离子的钠盐,d点向b点移动
    C.对于曲线Ⅰ,加热b点溶液(忽略水的蒸发),b点向c点方向移动
    D.m为3.5且曲线Ⅱ对应的阴离子是CO
    【解析】 298 K时,Ksp(NiS)=1.0×10-21,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7,NiS、NiCO3属于同种类型,常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度,A项正确;Ksp(NiS)Ksp。
    曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Qcb>c
    C.将a、b两点溶液混合,所得溶液中:c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O)
    D.氨水稀释过程中,c(NH)/c(NH3·H2O)不断减小
    【解析】 加水稀释时,一水合氨进一步电离,导电能力变化较小,则曲线Ⅰ为氨水稀释曲线,故A错误;盐酸显酸性,氨水显碱性,导电能力越大,说明离子浓度越大,则a、b、c三点溶液的pH:a>b>c,故B正确;将a、b两点溶液混合,由于氨水浓度大于盐酸浓度,反应后氨水过量,c(Cl-)c(SO)>c(HSO)>c(OH-)
    【解析】 混合溶液中W点c(H2SO3)=c(HSO),Ka1(H2SO3)==c(H+)=10-pH=10-2,混合溶液中Y点c(SO)=c(HSO),Ka2(H2SO3)==c(H+)=10-pH=10-7.19,故可求出Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的值,A正确;甲基橙变色范围为3.1-4.4,滴定到第一反应终点溶液pH值为4.25,在其范围内,所以可以选取甲基橙作指示剂,酚酞的变色范围是8.2~10.0,滴定到第二反应终点溶液pH值为9.86,在其范围内,所以可以选取酚酞作指示剂,B正确;Y点溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)且该点溶液中存在c(SO)=c(HSO),所以存在3c(SO)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-),C正确;Z点酸碱恰好完全反应生成Na2SO3,两步水解均生成OH-导致溶液呈碱性,但只有第一步水解生成HSO,所以c(HSO)<c(OH-),由物料守恒知c(Na+)>c(SO),则该点溶液中存在c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO),D错误。

    方法技巧
    滴定实验指示剂的选择
    类型
    滴定过程
    指示剂
    终点颜色变化
    酸碱中
    和反应
    强酸滴定强碱(或弱碱)
    甲基橙
    溶液由黄色变为橙色
    强碱滴定强酸(或弱酸)
    酚酞
    溶液由无色变为浅红色
    氧化还
    原反应
    Na2S2O3溶液滴定未知浓度的碘水
    淀粉溶液
    溶液由蓝色变为无色
    酸性KMnO4溶液滴定H2O2(或H2C2O4)溶液
    不需要指示剂
    溶液由无色变为浅红色
    沉淀反应
    AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液
    K2CrO4溶液
    出现淡红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色沉淀)


    角度 滴定原理的拓展应用
    典例2 +++(2018·全国卷Ⅲ)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:
    (1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:
    试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
    实验步骤
    现象
    ①取少量样品,加入除氧蒸馏水
    ②固体完全溶解得无色澄清溶液
    ③__加入过量稀盐酸__
    ④__出现淡黄色浑浊__,有刺激性气体产生
    ⑤静置,__(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液__
    ⑥__产生白色沉淀__

    (2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:
    ①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__烧杯__中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的__容量瓶__中,加蒸馏水至__刻度__。
    ②滴定:取0.009 50 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O===S4O+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液__蓝色褪去__,且半分钟内不恢复原色,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为__95.0__%(保留1位小数)。
    【解析】 (1)该实验的目的是检验市售硫代硫酸钠中是否含有硫酸根,所以在加酸时不能加稀硫酸,应加入稀盐酸与硫代硫酸钠反应:Na2S2O3+2HCl===S↓+SO2↑+2NaCl+H2O;该反应的实验现象除有无色刺激性气味的气体逸出外,还有淡黄色沉淀生成;静置后,应取上层清液加入BaCl2溶液来检验SO的存在。(2)①在配制溶液时,应先将固体放在烧杯中溶解,然后再转移到100 mL容量瓶中,接着加入蒸馏水,待凹液面最低处与刻度线相切时,即定容。②滴定时,依据淀粉遇碘单质变蓝色,所以滴定终点的判断为当溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色。结合题中所给信息可得反应之间的关系为:
    K2Cr2O7 ~ 3I2 ~ 6Na2S2O3·5H2O
    1 mol 6 mol
    0.009 50 mol·L-1×20.00 ml c×24.80 mL
    可得:=,
    n(Na2S2O3·5H2O)= mol·L-1×0.1 L
    m(Na2S2O3·5H2O)= mol·L-1×0.1 L×248 g·mol-1
    则样品纯度=×100%=95.0%

    易错点拨
    (1)在回答滴定终点的颜色变化时,要强调在半分钟内溶液颜色不褪去(或不恢复原色)。
    (2)在进行相关计算时,要注意取出样品溶液与原样品所配制溶液量之间的关系。
    (3)若测量的次数在三次及以上,在计算平均体积时,要舍去与其他二次(或以上)数据相差较大的一次,求平均值。

    〔类题通关〕
    1.(2021·成都模拟)室温下,向10 mL 0.10 mol·L-1的HX溶液中逐滴滴入0.20 mol·L-1的YOH溶液,混合溶液的pH变化情况如图所示(忽略溶液温度和体积变化)。下列说法正确的是( C )

    A.HX是弱酸
    B.M点对应的溶液中,c(Y+)>c(X-)
    C.N点对应的溶液中,粒子浓度关系存在:c(Y+)+c(YOH)=2c(X-)
    D.常温下,pH=5的YX溶液中,由水电离的c(H+)=1.0×10-9 mol·L-1
    【解析】 向HX溶液中滴加YOH溶液时,溶液中发生反应:HX+YOH===YX+H2O。0.10 mol·L-1的HX溶液pH=1,溶液中c(H+)=0.1 mol/L,说明HX完全电离,因此HX为强酸,故A错误;M点溶液中溶质为YX、YOH,溶液中电荷守恒为c(H+)+c(Y+)=c(X-)+c(OH-),此时溶液pH=7,说明溶液中c(H+)=c(OH-),因此c(Y+)=c(X-),故B错误;N点溶液中溶质为等浓度的YX、YOH,由M点所加YOH的体积为6 mL可知Y+会发生水解,根据物料守恒可知N点微粒浓度关系为c(Y+)+c(YOH)=2c(X-),故C正确;常温下,YX在溶液中电离出Y+和X-,Y+发生水解:Y++H2OYOH+H+,此时水的电离受到促进作用,溶液中H+来源于水的电离,因此pH=5的YX溶液中,由水电离的c(H+)=1.0×10-5 mol/L,故D错误。
    2.(2021·衢州模拟)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱的灭菌消毒剂。已知ClO2为橙黄色气体,极易溶于水,在混合气体中浓度过高时易发生爆炸。请回答下列问题:
    (1)利用NaClO3还原法可制备ClO2,实验装置如图

    仪器a的名称__分液漏斗__;实验安全至关重要,从安全角度考虑A装置左侧通入氮气的目的是__稀释ClO2,防止因ClO2的浓度过高而发生爆炸__。装置A中生成ClO2的化学方程式为__2NaClO3+H2O2+H2SO4===Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O__。
    (2)ClO2稳定性较差,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液,为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
    Ⅰ.准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样
    Ⅱ.量取V1 mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟[已知:2ClO2+10I-+8H+===5I2+2Cl-+4H2O]
    Ⅲ.以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
    (已知:I2+2S2O===2I-+S4O)
    ①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是__酸式滴定管__。
    ②上述步骤3中滴定终点的现象是__滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来的颜色__。
    ③据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为____mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
    ④实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则实验结果__偏高__(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
    【解析】 (1)仪器a的名称是分液漏斗;由题干信息可知,ClO2在混合气体中浓度过高时易发生爆炸,实验安全至关重要,从安全角度考虑A装置左侧通入氮气的目的是稀释ClO2,防止因浓度过高而发生爆炸,装置A中反应物为NaClO3、H2O2和H2SO4,生成了ClO2、Na2SO4和O2等,故该反应的化学方程式为2NaClO3+H2O2+H2SO4===Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O。
    (2)据上述步骤中的反应:2ClO2+10I-+8H+===5I2+2Cl-+4H2O,I2+2S2O===2I-+S4O,可找出关系式:ClO2~I2~5S2O,故有V1 mL试样中含有的ClO2的物质的量为n(ClO2)=n(S2O)=2cV2×10-4,故原10 mL溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4×= mol,故原ClO2溶液的浓度为= mol·L-1。
    ④实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,将使消耗的标准液体积偏大,即V2偏大,故实验结果偏高。
    考点三,
    ,YYY电解质溶液中微粒浓度关系
    角度 单一溶液中微粒浓度关系
    典例1 +++常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是( C )
    A.氨水中,c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
    B.NH4Cl溶液中,c(NH)>c(Cl-)
    C.Na2SO4溶液中,c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
    D.Na2SO3溶液中,c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
    【解析】 氨水为弱碱溶液,NH3·H2O只能部分电离出OH-,结合电荷守恒c(NH)+c(H+)=c(OH-)可得:c(NH)c(HSeO)>c(H2SeO3)
    【以图析题】

    Na2SeO3溶液中,SeO水解使溶液显碱性,则c(SeO)>c(HSeO)>c(H2SeO3),D正确。

    方法技巧
    四种常考混合溶液的酸碱性
    (1)CH3COOH与CH3COONa等浓度时:CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,等体积混合后溶液呈酸性。
    (2)NH4Cl和NH3·H2O等浓度时:NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,等体积混合后溶液呈碱性。
    (3)HCN与NaCN等浓度时:CN-的水解程度大于HCN的电离程度,等体积混合后溶液呈碱性。
    (4)Na2CO3与NaHCO3等浓度时:由于CO的水解程度大于HCO的水解程度,所以等体积混合后c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)。

    〔类题通关〕
    1.(2021·天津模拟)常温下,下列说法正确的是( B )
    A.pH均为3的醋酸和硫酸溶液,加水稀释相同倍数后,c(CH3COO-)=2c(SO)
    B.0.1 mol·L-1 NaHSO3溶液中,c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)=0.1 mol/L
    C.含有AgBr和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Br-)=c(I-)
    D.浓度均为0.1 mol/L的(NH4)2SO4与(NH4)2CO3溶液中,前者小于后者
    【解析】 在pH相等的醋酸与硫酸溶液中,根据电荷守恒可得关系式:c(CH3COO-)=2c(SO)。当加水稀释相同倍数时,由于醋酸是弱酸,存在电离平衡,未电离的醋酸分子会进一步电离产生醋酸根离子,则c(CH3COO-)>2c(SO);A错误;在该溶液中含S元素的微粒有HSO、SO、H2SO3,根据S元素守恒可知c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)=0.1 mol/L,B正确;含有AgBr和AgI固体的悬浊液中同时存在沉淀溶解平衡:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq),由于溶度积常数Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),所以c(Br-)>c(I-),C错误;(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,溶液中只存在NH的水解平衡;而(NH4)2CO3是弱酸弱碱盐,在溶液中同时存在NH、CO水解平衡,二者水解相互促进,导致溶液中c(NH)比前者小,而c(NH3·H2O)比前者大,故在等浓度的两种盐溶液中,当水解达到平衡时前者大于后者,D错误。
    2.下列溶液中浓度关系正确的是( C )
    A.小苏打溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(CO)+c(OH-)
    B.CH3COONa溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)
    C.物质的量浓度相等的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)
    D.0.1 mol/L的NaHA溶液,其pH=4,则c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
    【解析】 电荷不守恒,A错误;CH3COONa溶液中,醋酸根离子水解,c(CH3COO-)<c(Na+),错误;物质的量浓度相等的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合,由物料守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)和电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),两式联立得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH),C正确;0.1 mol/L的NaHA溶液,其pH=4,说明HA-的电离大于水解,则c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(H2A),D错误。

    预测精练·提能
    YU CE JING LIAN TI NENG
    1.(2021·太原模拟)下列有关电解质溶液的叙述错误的是( C )
    A.25 ℃时,将0.1 mol·L-1的HA溶液加水稀释至pH=4.0,所得溶液c(OH-)=1×10-10mol·L-1
    B.25 ℃时,将10 mL pH=a的盐酸与100 mL pH=b的Ba(OH)2溶液混合后恰好中和,则a+b=13
    C.25 ℃时,pH=11的氨水和pH=11的Na2CO3溶液中,由水电离产生的c(OH-)均为1×10-11 mol·L-1
    D.温度一定时,CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,=
    【解析】 pH=4,c(H+)=10-4mol/L,因为温度为25 ℃,Kw=1×10-14,c(OH-)===10-10 mol/L,A正确;由于恰好中和,所以氢离子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量,10-a×10×10-3=10b-14×100×10-3,a+b=13,B正确;NH3·H2O是碱,抑制水的电离,由水电离产生的氢氧根离子浓度为10-11mol/L,Na2CO3是盐促进水的电离,由水电离产生的氢氧根离子浓度为=10-3 mol/L,C错误;==,可以倒推得出结论,D正确。
    2.(2021·阜新模拟)常温下,下列说法正确的是( C )
    A.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
    B.向冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度均先增大后减小
    C.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液和0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:c(CO)+2c(OH-)=c(HCO)+3c(H2CO3)+2c(H+)
    D.将CH3COONa、HCl两溶液混合后,溶液呈中性,则溶液中c(Na+)c(Cl-),故D错误。
    3.(2021·西安模拟)25 ℃时,往10 mL 0.10 mol/L NaOH溶液中滴加0.10 mol·L-1的一元弱酸HA溶液,溶液中lg 与pOH[pOH=-lg c(OH-)]的关系如图所示。

    下列说法正确的是( B )
    A.25 ℃时,HA的电离常数为1.0×10-8.7
    B.a、b两点水的电离程度:ac(Na+)>c(OH-)>c(H+)
    【解析】 M点是向1 L 0.1mol·L-1NH4Cl溶液中,不断加入NaOH固体后,反应得到氯化铵和一水合氨的混合溶液,溶液中铵根离子浓度和一水合氨浓度相同,一水合氨是一元弱碱抑制水电离,此时水的电离程度小于原氯化铵溶液中水的电离程度,故A正确;根据电荷守恒c(H+)+c(NH)+c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-),可得n(OH-)-n(H+)=[c(NH)+c(Na+)-c(Cl-)]×1 L,在M点时c(NH)=0.05 mol·L-1,c(Na+)=a mol·L-1,c(Cl-)=0.1 mol·L-1,带入数据可得n(OH-)-n(H+)=[0.05 mol·L-1+a mol·L-1-0.1mol·L-1]×1 L=(a-0.05) mol,故B正确;氨水的电离常数Kb=,则=,温度不变Kb不变,随着NaOH的加入,c(NH)不断减小,不断减小,则不断减小,故C错误;当n(NaOH)=0.05 mol时,NH4Cl和NaOH反应后溶液中溶质为等物质的量的NH3·H2O和NH4Cl、NaCl,NH3·H2O的电离程度大于NH4Cl水解程度,导致溶液呈碱性,钠离子、氯离子不水解,所以溶液中离子浓度大小顺序是c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),故D正确。
    6.锑(Sb)广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、半导体元件、医药及化工等领域。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有As2S5、PbS、CuO和SiO2等)为原料制备金属锑,其一种工艺流程如下:

    已知:Ⅰ.浸出液主要含盐酸和SbCl3,还含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等杂质
    Ⅱ.25 ℃时,Ksp(CuS)=1.0×10-36,Ksp(PbS)=9.0×10-29
    回答下列问题:
    (1)“酸浸”过程中SbCl5和Sb2S3发生反应有一种单质和还原产物SbCl3生成,则滤渣Ⅰ的成分是__S、SiO2__(填化学式)。
    (2)写出“还原”反应的化学方程式__3SbCl5+2Sb===5SbCl3__。
    (3)已知浸出液中c(Cu2+)=0.01 mol·L-1、c(Pb2+)=0.10 mol·L-1。在沉淀铜、铅过程中,缓慢滴加极稀的硫化钠溶液,先产生的沉淀是__CuS__(填化学式);当CuS、PbS共沉时,=__9.0×107__。
    (4)在“除砷”过程中,氧化产物为H3PO4,则该反应中氧化剂、还原剂的物质的量之比为__4∶3__。
    (5)在“电解”过程中,以惰性材料为电极,阳极的电极反应式为__2Cl--2e-===Cl2↑__,继而发生反应__Sb3+-2e-===Sb5+__(写出离子方程式)以实现溶液中Sb元素的循环使用。“电解”中单位时间内锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过U0V时,单位时间内产率降低的原因可能是__H+参与了电极反应__。

    【解析】 (1)根据浸出液成分可知,“酸浸”过程中SbCl5和Sb2S3反应有S和SbCl3生成,则滤渣I的成分是S、SiO2。(2)“还原”过程中Sb将SbCl5还原为SbCl3,反应的化学方程式3SbCl5+2Sb===5SbCl3。(3)浸出液中c(Cu2+)=0.01 mol·L-1、c(Pb2+)=0.10 mol·L-1,常温下,Ksp(CuS)=1.0×10-36,铜离子开始沉淀需要的硫离子浓度为1.0×10-34 mol/L;Ksp(PbS)=9.0×10-29,铅离子开始沉淀需要的硫离子浓度为9.0×10-28 mol/L;故在沉淀铜、铅过程中,缓慢滴加极稀的硫化钠溶液,先产生的沉淀是CuS;当CuS、PbS共沉时,===9×107。(4)在“除砷”过程中,NaH2PO2是还原剂,其氧化产物为H3PO4,P的化合价由+1升高到+5,而As的化合价由+3降到0,根据得失电子守恒,该反应中氧化剂、还原剂的物质的量之比4∶3。(5)在“电解”过程中,以惰性材料为电极,阳极发生氧化反应,阳极的电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,继而发生反应Sb3+-2e-===Sb5+;由“电解”中锑的产率与电压大小关系示意图可知,当电压超过U0V时,锑的产率降低,其原因可能是H+参与了电极反应。

    热点聚焦
    RE DIAN JU JIAO
    电解质溶液中相关平衡曲线分析
    〔知识储备〕
    1.把握常见图像,解题事半功倍
    (1)一强一弱溶液的稀释图像(pH与稀释倍数的线性关系)


    ①HY为强酸、HX为弱酸;
    ②a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-);
    ③水的电离程度:d>c>a=b
    ①MOH为强碱、ROH为弱碱;
    ②c(ROH)>c(MOH);
    ③水的电离程度:a>b

    (2)酸碱中和滴定曲线
    氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸
    盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水


    曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
    突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
    室温下,当等体积、等浓度的一元强碱和一元强酸反应时,pH=7;但当等体积、等浓度的一元强碱和一元弱酸(或一元强酸和一元弱碱)反应时,pH>7(或pHc(OH-)
    【以图析题】

    典例2 +++(2021·兰州模拟)向1 L浓度均为0.1 mol·L-1的H3AsO3和H3AsO4水溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,含砷的各种微粒的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示,下列说法错误的是( C )

    A.H3AsO4第二步电离方程式为H2AsOHAsO+H+
    B.往H3AsO3溶液中加NaOH溶液至pH=10.0时,主要存在H2AsO
    C.pH=11时,对应的溶液中:c(H2AsO)+c(HAsO)+c(AsO)+c(H3AsO3)=0.1 mol·L-1
    D.H3AsO4第三步电离的电离常数为Ka3,若pKa3=-lg Ka3,则pKa3=11.5
    【解析】 多元弱酸是分步电离的,H3AsO4第二步电离方程式为H2AsOHAsO+H+,A正确;由分步图,往H3AsO3溶液中加NaOH溶液至pH=10.0时,H3AsO3减少,H2AsO增大,约占80%,主要存在H2AsO,B正确;根据物料守恒,pH=11时,对应的溶液中:n(H2AsO)+n(HAsO)+n(AsO)+n(H3AsO3)=0.1 mol·L-1×1 L,由于加入的NaOH的体积未知,无法计算含砷粒子的总浓度,C错误;H3AsO4第三步电离的电离常数为Ka3=,pH=11.5时,c(AsO)=c(AsO),若pKa3=-lg Ka3,则pKa3=-lg Ka3=-lg c(H+)=11.5,D正确。
    〔增分训练〕
    1.(2018·全国卷Ⅲ,12)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( C )

    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-1 Cl-,反应终点c移到a
    D.相同实验条件下,若改为0.050 0 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
    【解析】 根据滴定曲线,当加入25 mL AgNO3溶液时,Ag+与Cl-刚好完全反应,AgCl处于沉淀溶解平衡状态,此时溶液中c(Ag+)=c(Cl-)=10-4.75 mol·L-1,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.5=3.16×10-10,A项正确;曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态,故符合c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),B项正确;根据图示,Cl-浓度为0.050 0 mol·L-1时消耗25 mL AgNO3溶液,则Cl-浓度为0.040 0 mol·L-1时消耗20 mL AgNO3溶液,a点对应AgNO3溶液体积为15 mL,所以反应终点不可能由c点移到a点,C项错误;由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp,初始c(Br-)与c(Cl-)相同时,反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同,但Br-浓度小于Cl-浓度,即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动,D项正确。
    2.(2021·湖南高考)常温下,用0.100 0 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( C )

    A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
    B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
    C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
    D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
    【解析】 NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺序为Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ),故B正确;当溶液pH为7时,酸越弱,向盐溶液中加入盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中酸根的浓度大小顺序为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C错误;向三种盐溶液中分别滴加20.00 mL盐酸,三种盐都完全反应,溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-),由c(Na+)=c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),故D正确。
    3.(2021·南昌模拟)常温下,以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的二元酸H2A溶液。溶液中pH、含A微粒分布系数δ(物质的量分数)随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示

    下列说法中正确的是( B )
    A.H2A在水中电离的方程式为:H2AH++HA-,HA-H++A2-
    B.当VNaOH溶液=20.00 mL时,溶液中离子浓度大小顺序为:c(Na+)﹥c(HA-)﹥c(H+)﹥c(A2-)﹥c(OH-)
    C.常温下,HA-的电离平衡常数为1×10-5
    D.当VNaOH溶液=30.00 mL时,c(HA-)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
    【解析】 根据图像的变化趋势可知①、②代表含A微粒分布系数,③代表pH变化,据图可知未滴加NaOH溶液时,溶液中含A微粒只有两种,则应为HA-和A2-,不含H2A,说明H2A第一步完全电离,在水中的电离方程式为H2A===H++HA-,HA-H++A2-,A错误;当VNaOH溶液=20.00 mL时,NaOH和H2A恰好完全反应生成NaHA,溶质为NaHA,溶液中存在HA-H++A2-和H2OH++OH-,所以离子浓度大小关系为c(Na+)﹥c(HA-)﹥c(H+)﹥c(A2-)﹥c(OH-),B正确;HA-的电离平衡常数表达式为Ka=,据图可知当c(A2-)=c(HA-)时加入25 mL NaOH溶液,此时pH为2.0,即c(H+)=1×10-2mol/L,所以Ka=1×10-2,C错误;当VNaOH溶液=30.00 mL时,溶质为等物质的量的NaHA、Na2A,溶液中的电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),物料守恒为2c(Na+)=3c(A2-)+3c(HA-),用两个等式消去c(Na+)得:c(HA-)+2c(H+)=c(A2-)+2c(OH-),D错误。
    4.王水能溶解金是因为王水和金能发生反应生成四氯金酸(HAuCl4)。25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1四氯金酸溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图l所示,含Cl微粒的物质的量分数(δ)随pH的变化关系如图2所示。下列说法错误的是( B )

    A.Ka(HAuCl4)的数量级为10-5
    B.b点对应溶液中:2c(H+)+c(AuCl)=2c(OH-)+c(HAuCl4)
    C.c点对应溶液中:c(Na+)=c(AuCl)
    D.X点对应滴定曲线中b点
    【解析】 未加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1 HAuCl4溶液的pH=3,则Ka(HAuCl4)=≈≈1.01×10-5,A项正确。b点对应溶液为物质的量浓度相等的HAuCl4和NaAuCl4的混合溶液,由电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(AuCl)+c(OH-) ①,由物料守恒得2c(Na+)=c(AuCl)+c(HAuCl4) ②,由①×2-②可得2c(H+)+c(HAuCl4)=2c(OH-)+c(AuCl),B项错误。c点对应溶液的pH=7,溶液呈中性,由电荷守恒有c(Na+)=c(AuCl),C项正确。X点对应溶液中两种含Cl微粒的物质的量分数相等,则Ka(HAuCl4)==c(H+)=1.01×10-5,即溶液的pH≈5,即对应滴定曲线中b点,D项正确。
    5.(2021·北京朝阳区模拟)在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( C )

    A.a点KW=1.0×10-14
    B.b点:c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
    C.25 ℃时,NH4Cl水解常数为(n-1)×10-7(用n表示)
    D.d点水的电离程度最大
    【解析】 水的离子积与温度有关,温度越低水的离子积常数越小,a点时溶液温度小于25 ℃,则水的离子积Kwc(NH),溶液中离子浓度大小为:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),故B错误;根据图像可知,25 ℃时溶液的pH=7,则:c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,c(NH)=c(Cl-)=0.5 mol/L,根据物料守恒可知:c(NH3·H2O)=(0.5n-0.5) mol/L,则25 ℃时NH4Cl水解常数为:Kh==(n-1)×10-7,故C正确;b点溶液温度最高,说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵,铵根离子水解促进了水的电离,而a、d两点都抑制了水的电离,则b点水的电离程度最大,故D错误。
    6.25 ℃时,向0.10 mol·L-1的H2C2O4(二元弱酸)溶液中滴加NaOH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。下列说法不正确的是( A )

    A.25 ℃时H2C2O4的一级电离常数为Ka1=10-4.3
    B.pH=2.7的溶液中:c(H2C2O4)=c(C2O)
    C.pH=7的溶液中:c(Na+)>2c(C2O)
    D.滴加NaOH溶液的过程中始终存在:c(OH-)+2c(C2O)+c(HC2O)=c(Na+)+c(H+)
    【解析】 草酸属于二元弱酸,滴加NaOH溶液,发生H2C2O4+NaOH===NaHC2O4+H2O,NaHC2O4+NaOH===Na2C2O4+H2O,据图像,H2C2O4二级电离常数表达式Ka2=c(C2O)×c(H+)/c(HC2O),在pH=4.3时,c(C2O)=c(HC2O),此时H2C2O4的二级电离常数为10-4.3,非H2C2O4的一级电离常数,A错误;据图像,pH=2.7的溶液中,c(H2C2O4)=c(C2O),B正确;据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),当pH=7时,c(H+)=c(OH-),有c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O),因此c(Na+)>2c(C2O),C正确;溶液为电中性,滴加氢氧化钠溶液过程中始终存在c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),D正确。
    专题强化提升训练(八)
    1.(2021·成都模拟)下列有关电解质溶液的说法正确的是( C )
    A.加水稀释,Na2S溶液中离子浓度均减小
    B.0.1 mol/ L NaOH溶液中滴加等体积等浓度醋酸溶液,溶液的导电性增强
    C.pH相同的①CH3COONa,②NaHCO3,③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
    D.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)增大
    【解析】 Na2S溶液呈碱性,加水稀释,Na2S溶液中氢离子浓度增大,A错误;0.1 mol/L NaOH溶液中滴加等体积等浓度醋酸溶液,产物为0.05 mol/L的CH3COONa溶液,离子浓度减小,溶液的导电性减小,B错误;CH3COO-、HCO、ClO-水解程度依次增强,pH相同的①CH3COONa,②NaHCO3,③NaClO三种溶液的浓度c(CH3COONa)>c(NaHCO3)>c(NaClO),所以c(Na+):①>②>③,C正确;向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,铵根离子浓度增大,氨水电离平衡逆向移动,c(OH-)减小、c(NH3·H2O)增大,所以溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)减小,D错误。
    2.(2021·洛阳模拟)为测定某二元弱酸H2A与NaOH溶液反应过程中溶液pH与粒子关系,在25 ℃时进行实验,向H2A溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lg X随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是( D )

    A.直线Ⅱ中X表示的是
    B.当pH=3.81时,溶液中c(HA-)∶c(H2A)=10∶1
    C.0.1 mol·L-1 NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
    D.当pH=6.91时,对应的溶液中,3c(A2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
    【解析】 当pH=0时,c(H+)=1 mol/L,Ka1==,Ka2==,由于Ka2<Ka1,故直线Ⅱ中X表示,A错误;当lg X=0时溶液的pH=1.81,带入Ka1计算式中可求出Ka1=1×10-1.81,当pH=3.81时,c(H+)=1×10-3.81 mol/L,所以有Ka1=1×10-1.81==1×10-3.81×,解得c(HA-)∶c(H2A)=100∶1,B错误;与B项同理,可求出Ka2=1×10-6.91>10-7,由此可知HA-的电离能力强于其水解能力,电离生成的c(A2-)比水解生成的c(H2A)大,C错误;当pH=6.91时,对应的溶液中c(HA-)=c(A2-),又因电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),所以3c(A2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-),D正确。
    3.(2021·包头模拟)下列实验中根据现象得出的结论错误的是( C )
    选项
    实验操作
    现象
    结论
    A
    相同条件下,用1 mol·L-1的醋酸和1 mol·L-1的盐酸分别做导电性实验
    醋酸溶液对应的灯泡较暗
    CH3COOH是弱电解质
    B
    向某溶液中加铜和浓H2SO4
    试管口有红棕色气体产生
    原溶液含有NO
    C
    向某钠盐中滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液
    品红溶液褪色
    该钠盐为Na2SO3或NaHSO3
    D
    向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水
    先出现蓝色沉淀
    Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]

    【解析】 等浓度时,灯泡暗的说明离子浓度小,即电离程度小,由操作和现象可知CH3COOH是弱电解质,故A正确;某溶液中加铜和浓H2SO4,试管口有红棕色气体产生,说明生成NO,NO与空气反应生成红棕色二氧化氮,则原溶液中含有NO,故B正确;品红溶液褪色,气体可能为二氧化硫或氯气等其他具有漂白性的气体,则可能为NaClO溶液等,故C错误;浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀,即先生成氢氧化铜沉淀,同种类型的沉淀Ksp小的先沉淀,所以Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],故D正确。
    4.(2021·厦门模拟)25 ℃时,0.10 L某二元弱酸H2A用1.00 mol·L-1NaOH溶液调节其pH,溶液中H2A、HA-及A2-的物质的量浓度变化如图所示:

    下列说法正确的是( C )
    A.H2A的Ka2=1×10-11
    B.在Z点,由水电离出的氢离子浓度约10-10 mol/L
    C.在Y点时,c(Na+)>3c(A2-)
    D.0.1 mol·L-1NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
    【解析】 Y点c(HA-)=c(A2-),H2A的Ka2==c(H+)=10-8 mol/L,A错误;在Z点时溶液pH=10,说明溶液中c(H+)=10-10 mol/L,则根据水的离子积常数可知由水电离产生的氢离子浓度c(H+)水=c(OH-)水= mol/L=10-4 mol/L,B错误;Y点c(HA-)=c(A2-),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),该点溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH-),所以存在c(Na+)>c(HA-)+2c(A2-),由于c(HA-)=c(A2-),所以即c(Na+)>3c(A2-),C正确;加入10 mL NaOH溶液时,酸碱恰好完全反应生成NaHA,此时溶液pH<7,溶液呈酸性,说明HA-电离程度大于其水解程度,则c(A2-)>c(H2A),但其电离和水解程度都较小,主要以HA-形式存在,HA-电离、水解消耗,所以c(Na+)>c(HA-),则该溶液中微粒浓度关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),D错误。
    5.(2021·石家庄模拟)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。实验室配制了0.010 0 mol·L-1 Na2C2O4标准溶液,现对25 ℃时该溶液的性质进行探究,下列所得结论正确的是( C )
    A.测得0.010 0 mol·L-1 Na2C2O4溶液pH为8.6,此时溶液中存在:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H+)
    B.向该溶液中滴加稀盐酸至溶液pH=7,此时溶液中存在,c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O)
    C.已知25 ℃时Ksp(CaC2O4)=2.5×10-9向该溶液中加入等体积0.020 0 mol·L-1 CaCl2溶液,所得上层清液中c(C2O)=5.00×10-7 mol·L-1
    D.向该溶液中加入足量稀硫酸酸化后,再滴加KMnO4溶液,发生反应的离子方程式为C2O+4MnO+14H+===2CO2↑+4Mn2++7H2O
    【解析】 Na2C2O4溶液pH为8.6,C2O水解导致溶液显碱性,但其水解程度较小,故c(HC2O)<c(C2O),A错误;向该溶液中滴加稀盐酸至溶液pH=7,则溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),溶液中电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-)+c(Cl-),即c(Na+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(Cl-),B错误;向溶液中加入等体积0.020 0 mol·L-1 CaCl2溶液,二者以1∶1反应,则CaCl2剩余,混合溶液中c(Ca2+)= mol·L-1=0.005 mol·L-1,c(C2O)== mol·L-1=5.00×10-7 mol·L-1,C正确;草酸具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,二者发生氧化还原反应生成二氧化碳、锰离子和水,草酸是弱酸写化学式,故发生反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,D错误。
    6.(2021·绵阳模拟)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加0.1 mol·L-1 CaCl2溶液,碳酸根离子浓度与氯化钙溶液体积的关系如图所示。已知:pC=-lg c(CO),Ksp(CdCO3)=1.0×10-12,Ksp(CaCO3)=3.6×10-9。下列说法正确的是( C )

    A.图像中V0=20,m=5
    B.a点溶液:c(OH-)>2c(HCO)+2c(H2CO3)
    C.若Na2CO3溶液的浓度变为0.05 mol·L-1,则n点向c点方向迁移
    D.若用CdCl2溶液替代CaCl2溶液,则n点向b点方向迁移
    【解析】 图像中V0=20,Na2CO3溶液与CaCl2溶液恰好完全反应c(Ca2+)=c(CO)= mol/L,pC=-lg c(CO)=-lg 6×10-5,m不等于5,故A错误;a点溶液:溶质为Na2CO3,存在物料守恒c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-),2c(HCO)+2c(H2CO3)=c(HCO)+c(OH-)-c(H+),c(HCO)-c(H+)>0,c(OH-)__c(Ur-)(填“>”“<”或“=”)。
    (4)37 ℃时,向模拟关节滑液中加入NaCl(s)至c(Na+)=0.2 mol·L-1时,通过计算判断是否有NaUr晶体析出,请写出判断过程__Q=c(Na+)·c(Ur-)=0.2_mol·L-1×4.6×10-4_mol·L-1=9.2×10-5>Ksp(NaUr),故有尿酸钠晶体析出__。
    (5)对于尿酸偏高的人群,下列建议正确的是__acd__。
    a.加强锻炼,注意关节保暖
    b.多饮酒,利用乙醇杀菌消毒
    c.多喝水,饮食宜少盐、少脂
    d.减少摄入易代谢出尿酸的食物
    【解析】 (1)尿酸是弱酸,不完全电离,其电离方程式为HUrH++Ur-;
    (2)Kh为盐的水解常数,37 ℃时,Kh(Ur-)===6×10-9;
    (3)37 ℃时,向HUr溶液中加入NaOH溶液配制“模拟关节滑液”,模拟关节滑液pH=7.4,c(Ur-)=4.6×10-4 mol·L-1,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Ur-),由于pH=7.4,因此溶液中c(Na+)>c(Ur-);
    (4)37 ℃时,向模拟关节滑液中加入NaCl(s)至c(Na+)=0.2 mol·L-1时,Q=c(Na+)·c(Ur-)=0.2 mol·L-1×4.6×10-4 mol·L-1=9.2×10-5>Ksp(NaUr),故有尿酸钠晶体析出;
    (5)根据NaUr(s)Na+(aq)+Ur-(aq) ΔH>0,a.降低温度,平衡向放热反应即逆向移动,因此要注意关节保暖,故a正确;b.多饮酒,利用乙醇杀菌消毒,乙醇在体内不能消毒,不能减少痛风,故b错误;c.多喝水,饮食宜少盐、少脂,饮食多盐,增大钠离子的摄入,使平衡逆向移动加重痛风,故c正确;d.减少摄入易代谢出尿酸的食物,使平衡右移,减轻痛风,故d正确。
    10.工业上以钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产工艺流程如下。

    (1)焙烧过程中V2O3转化为可溶性NaVO3,该反应的化学方程式为__V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2__。
    (2)滤渣的主要成分是__Mg3(PO4)2、MgSiO3__(写化学式)。
    (3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3),若滤液中c(VO)=0.1 mol·L-1,为使钒元素的沉降率达到98%,至少应调节c(NH)为__0.8__ mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]
    (4)“还原”V2O5过程中,生成VOCl2和一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为__N2H4·2HCl+2V2O5+6HCl===4VOCl2+N2↑+6H2O__。用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOCl2,该方法的缺点是__有氯气生成,污染空气__。
    (5)称量a g产品于锥形瓶中,用20 mL蒸馏水与30 mL稀硫酸溶解后,加入0.02 mol·L-1KMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为b mL。(已知滴定反应为VO+Fe2++2H+===VO2++Fe3++H2O)
    ①KMnO4溶液的作用是__将VO2+氧化为VO__。
    ②粗产品中钒的质量分数表达式为__×100%__(以VO2计)。
    ③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果__偏高__(填“偏高”“偏低”或“无影响”)

    【解析】 (1)将钒炉渣和碳酸钠在空气流中焙烧将V2O3转化为可溶性NaVO3,同时得到二氧化碳,发生反应的化学方程式为V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2;(2)焙烧时SiO2、P2O5分别与碳酸钠生成可溶于水的Na2SiO3和Na3PO4,除硅、磷时加入硫酸镁溶液生成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀,则过滤时得到的滤渣的主要成分为Mg3(PO4)2、MgSiO3;(3)已知Ksp(NH4VO3)=c(NH)·c(VO)=1.6×10-3,若滤液中c(VO)=0.1 mol·L-1,为使钒元素的沉降率达到98%,则溶液中剩余c(VO)=0.1 mol·L-1×2%=0.002 mol·L-1,此时c(NH)= mol·L-1=0.8 mol·L-1;(4)用盐酸酸化的N2H4·2HCl还原V2O5生成VOCl2和一种无色无污染的气体,根据质量守恒定律,此气体应为N2,则发生反应的化学方程式为N2H4·2HCl+2V2O5+6HCl===4VOCl2+N2↑+6H2O;若改用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOCl2,但同时得到的氧化产物为Cl2,此气体有毒,会污染环境;(5)①根据分析,KMnO4溶液的作用是将+4价的钒氧化为VO;②根据钒元素的质量守恒,根据滴定反应为:VO+Fe2++2H+===VO2++Fe3++H2O,则钒元素的物质的量n=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=c mol/L×b×10-3 L=cb×10-3 mol,粗产品中钒的质量分数的表达式为×100%=×100%;③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,则还原能力降低,滴定时消耗的标准液体积偏高,根据滴定反应为:VO+Fe2++2H+===VO2++Fe3++H2O,可知会使测定结果偏高。
    11.(2021·宝鸡模拟)电池级CoSO4可用于制备CoCO3和CoC2O4等钴盐。一种以Co(OH)3粗渣(含有Fe2O3、CuO、CaO、MgO、ZnO、SiO2等杂质)为原料制备电池级CoSO4·7H2O的工艺流程如图所示:

    已知:黄钠铁矾化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6,是一种淡黄色难溶物。
    请回答下列问题:
    (1)滤渣1的主要成分为__SiO2__,请写出一条提高钴元素浸出率的措施:__将粗Co(OH)3渣研细、适当地升温、适当增大硫酸的浓度(任意答一点)__。
    (2)“浸出”过程中加入Na2SO3的主要目的是__将Co3+还原为Co2+__。“浸出”过程中,Na2SO3用量、终点pH对钴浸出率的影响如图所示,则“浸出”过程中应控制的适宜条件是__=2.5且终点pH=3.5__。

    (3)“氧化”过程中加入NaClO3与Fe2+发生反应的离子方程式为__6Fe2++ClO+6H+===6Fe3++Cl-+3H2O__。
    (4)“调节pH”过程中,调节pH=5,写出生成黄钠铁矾[NaF3(SO4)2(OH)6]的离子方程式:__3H2O+Na++3Fe3++2SO+3CO===3CO2↑+NaFe3(SO4)2(OH)6↓__。
    (5)常温下,Ksp(CoCO3)=1.6×10-13,Ksp(CoC2O4)=6.4×10-8。向浓度均为0.01 mol/L的Na2CO3和Na2C2O4混合溶液中加入CoSO4固体,当C2O完全沉淀的时候c(C2O)·c(CO)=__2.5×10-16__[当c(C2O)

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