甘肃高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-05水溶液中的离子反应和平衡

这是一份甘肃高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-05水溶液中的离子反应和平衡，共28页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，实验题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
甘肃高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-05水溶液中的离子反应和平衡

一、单选题
1．（2023·甘肃·统考三模）根据下列实验目的、操作及现象所得结论正确的是
选项
实验目的
操作及现象
结论
A
比较CH3COO-和HCO的水解常数
分别测定浓度均为0.1mol•L-1的CH2COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者
Kh(CH3COO-)＜Kh(HCO)
B
向FeI2溶液中滴几滴新制氯水，再加适量苯，振荡
溶液分层，下层呈浅绿色，上层呈紫红色
还原性：Fe2+＞I-
C
由乙二醇加酸性高锰酸酸钾溶液
有气泡产生
向乙二醇中滴加过量酸性高锰钾溶液无法制备乙二酸
D
向0.1mol•L-1ZnSO4溶液中加入过量Na2S溶液，再滴入0.1mol•L-1CuSO4溶液
先产生白色沉淀，后产生黑色沉淀
Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·甘肃·统考二模）下列实验操作和现象，可得出正确结论的是

实验操作
实验现象
结论
A

将干燥的氯气通入盛有红色鲜花的集
气瓶中
鲜花的红色褪去

干燥的氯气具有漂白性

B
在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒
火焰呈黄色
无色溶液中含钠元素
C

将物质的量之比为2：1的H2与I2(g)混合气体在一定条件下充分反应
混合气体呈紫黑色
H2与I2(g)的反应为可逆反应
D

向室温下pH=a的10.0mLHA溶液中加蒸馏水稀释至100.0mL
测得稀释后所得溶液的pH=b
若b-a>>
5．（2021·甘肃金昌·统考模拟预测）常温下，向某浓度的二元弱酸H2A溶液中逐滴加入NaOH溶液，pC与溶液pH的变化关系如图所示(pC=-lgx，x表示溶液中溶质微粒的物质的量浓度)。下列说法正确的是

A．pH由2增大到3的过程中，水的电离程度先减小后增大
B．溶液中存在点d满足3[c(H2A)＋c(HA-)＋c(A2-)] = 2c(Na+)，该点位于b、c之间
C．pH=3时，溶液中c(HA-)= c(A2-) ＞ c(H2A)
D．常温下，溶液中c(H2A)·c(A2-)与c2(HA-)的比值为104.5
6．（2021·甘肃兰州·统考一模）常温下，某H3AsO4溶液中逐滴加入NaOH，溶液中含砷微粒的分布分数(某含砷微粒的物质的量浓度占所有含砷微粒物质的量浓度之和的分数)与pH的变化关系如下图所示。下列说法正确的是

A．H3AsO4的第一步电离常数Ka1>0.01
B．pH=11.5时，c(H2AsO)+2c(HAsO)＋3c(AsO)+c(OH-)=c(H+)
C．Na3AsO4溶液中，3c(Na+)=c(AsO)+ c(HAsO)+c(H2AsO)+c(H3AsO4)
D．以酚酞为指示剂，将 NaOH 溶液逐滴加入到H3AsO4溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该反应的离子方程式为2OH-+H3AsO4= HAsO+2H2O

二、工业流程题
7．（2023·甘肃·统考三模）利用软锰矿(主要成分是MnO2，还含少量CaO、MgO、SiO2、Al2O3等杂质)制取高纯硫酸锰的工艺流程如图所示。
  
已知：常温下，一些金属氢氧化物沉淀的pH如表：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀pH
1.5
6.5
7.7
3.8
沉淀完全pH
3.7
9.7
9.8
5.2
常温下，一些难溶电解质的溶度积常数如表：
难溶电解质
MnF2
CaF2
MgF2
Ksp
5.3×10-3
1.5×10-10
7.4×10-11
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分是 (填化学式)；将软锰矿、铁屑和硫酸按一定比例放入反应装置中，搅拌、加热反应一定时间，其中搅拌、加热的目的是 ；从“深度除杂”后的溶液中得到MnSO4固体的操作为 、降温结晶、过滤、洗涤和干燥。
(2)“浸取”时，溶液中的Fe2+与MnO2反应生成Fe3+的离子方程式为 ，“浸出液”需要鼓入一段时间空气后，再进行“沉铁”的原因是 。
(3)“沉铁、铝”时，加CaCO3控制溶液pH范围是 ；常温下，Ksp[Al(OH)3]= 。
(4)“深度除杂”中加入MnF2可以除去 离子和 离子，原因是 。
8．（2022·甘肃平凉·统考二模）工业上常用含钒炉渣(主要含FeO·V2O3，还有少量MnO、Al2O3、SiO2等杂质)提取V2O5，提取流程如图：

已知：V2O3难溶于水和碱，可溶于酸，灼烧可生成V2O5。
(1)为提高含钒炉渣的浸取率，可采取的措施为 。
(2)“滤液1”中除了含有过量的NaOH外，还含有的溶质为 (填化学式)。
(3)灼烧的目的是将FeO·V2O3转化为可溶性NaVO3，写出该反应的化学方程式： ；该过程中被氧化的元素是 (填元素符号)。
(4)“沉锰”时需将温度控制在70°C左右，温度不能过高的原因为 ；“滤渣2”的主要成分是MnCO3，写出生成MnCO3的离子方程式： 。
(5)将V2O3溶于足量稀硫酸得到250mL (VO2)2SO4溶液。取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L-1的Na2SO3标准溶液进行滴定，达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为20.00mL。已知：呈黄色、VO2+呈蓝色。
①该滴定实验不需要另外加入指示剂，达到滴定终点的颜色变化为 。
②(VO2)2SO4溶液中溶质的物质的量浓度为 。
③达到滴定终点时，俯视滴定管读数将使结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
9．（2021·甘肃金昌·统考模拟预测）金属回收与利用有利于环境保护，镉可用于制造体积小和电容量大的电池。铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质，湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度均为0.1mol·L-1)
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
开始沉淀的pH
1.7
6.3
7.5
沉淀完全的pH
2.8
8.4
9.3
(1)滤渣Ⅰ可用硫酸酸化的双氧水浸取经结晶制取胆矾，试写出浸取过程离子方程式 。
(2)操作Ⅱ“除钴”时，向含Co2+的浸液中加入Zn和Sb2O3，恰好产生CoSb合金，写出该反应的化学方程式： 。
(3)操作Ⅲ加入ZnO控制反应液的pH范围为 ；若加入的H2O2不足，加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以检验： 。
(4)“电解”过程中以石墨为电极得到粗镉，电解阳极反应式为 ；电解废液最好在 加入循环利用。(选择“操作I”、“操作Ⅱ”、“操作Ⅲ”、“电解”工序名称填入横线上)
(5)回收所得的Cd可用于制造镍镉碱性二次电池，电池工作时，正极NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则充电时电池的阳极反应式为 ；如果用生石灰处理含Cd2+(2.88×10-4mol/L)的电解废液。常温下，当pH=10时，镉的去除率为 。(用百分数表达，小数点后两位有效数字。已知常温下，Ksp[Cd(OH)2]=7.2×10-15)
10．（2021·甘肃兰州·统考一模）CoCl2是一种性能优越的电池前驱材料，可用于电镀。含钴矿中Co元素主要以Co2O3、CoO形式存在，还含有Fe3O4、SiO2、CuO、ZnO、NiO、MgCO3等杂质，制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下：

滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体。

已知：
①焦亚硫酸钠Na2S2O5，常做食品抗氧化剂。MgF2难溶于水。
②CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表：

Co3+
Fe3+
Cu2+
Co2+
Fe2+
Zn2+
Mg2+
开始沉淀pH
0.3
2.7
5.5
7.2
7.6
7.6
9.6
完全沉淀pH
1.1
3.2
6.6
9.2
9.6
9.2
11.1
请回答：
(1)实验室中进行操作①时所需的玻璃仪器有 。滤渣1的主要成分是 。
(2)取时加入Na2S2O5发生的氧化还原反应的离子方程式为 。
(3)滤液1中加入NaClO3的作用为 。加入Na2CO3溶液发生反应的离子方程式为 。
(4)滤液3中加入萃取剂I，然后用稀盐酸反萃取的目的是 。
(5)制备晶体CoCl2·6H2O，需在减压环境下烘干的原因是 。
(6)某学习小组同学为测定产品中CoCl2·6H2O晶体的纯度，将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量AgNO3溶液，过滤洗涤，并将沉淀烘干后称量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是 。(写一条即可)。

三、实验题
11．（2023·甘肃酒泉·统考一模）亚硝酰氯(Cl-N=O)是有机合成中的重要试剂，熔点为-64. 5℃，沸点为- 5.5℃，遇水易水解。实验室用Cl2与NO反应制备ClNO并测定其纯度的实验装置如图所示(夹持装置略去)。

回答下列问题：
(1)仪器a的名称为 。a中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置C中长颈漏斗的作用是 。
(3)实验室一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处，原因是 (用化学方程式表示)。
(4)装置D中将三颈烧瓶浸在- 10℃冰盐水中的目的是 。
(5)若去掉装置D中的干燥管，对实验的影响是 (用化学方程式表示)。
(6)通过以下实验测定亚硝酰氯样品的纯度。取D中所得液体100 g溶于适量的NaOH溶液中，配制成250 mL溶液；取出25. 00 mL样品溶于锥形瓶中，用a mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液的体积为20. 00 mL。则亚硝酰氯样品的纯度为 。
12．（2022·甘肃张掖·统考二模）生活中甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种新型补铁剂。某化学学习小组用如图所示装置(夹持仪器已省略)制备甘氨酸亚铁。

有关物质性质如表所示：
甘氨酸(H2NCH2COOH)
易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸中溶解度大于在乙醇中的溶解度。
柠檬酸
易溶于水和乙醇，酸性较强，有强还原性。
甘氨酸亚铁
易溶于水，难溶于乙醇、冰醋酸。
实验步骤如下：
I.打开K1和K3，向c中通入气体，一段时间后，将b中溶液转移到c中。
II.在50°恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调节溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应。
III.反应完成后，向c中反应混合物中加入无水乙醇，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤得到粗产品，将粗产品纯化后得精品。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为 ；实验开始首先打开K1和K3，向c中通入气体一段时间的目的是 ；装置d的作用是 。
(2)步骤I中将b中溶液转移到c中的操作是 。
(3)反应混合液中柠檬酸的作用除了调节溶液的pH外还有一个作用是 。
(4)在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调节溶液pH至5.5左右，pH过低甘氨酸亚铁产率将下降，其原因为 。
(5)产品中Fe2+含量的检测：称取mg样品溶解于适量蒸馏水中，配制成250.0mL溶液。用移液管取出25.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入一定量混酸进行酸化，用cmol·L-1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液的体积为VmL。滴定终点的现象为 ；产品中Fe2+的质量分数为 。
13．（2022·甘肃兰州·统考一模）三氯异氰尿酸[Cl3(CNO)3]是一种高效含氯消毒剂，具有极强的氧化性，是漂白粉的更新换代产品。纯品为白色粉末，微溶于水，遇酸、碱易分解。其粗产品制备原理和相关的实验装置如下：
①尿素热裂解脱氨合成氰尿酸：3CO(NH2)23NH3↑+H3(CNO)3(氰尿酸微溶于冷水)
②碱溶氰尿酸：H3(CNO)3(s)+3NaOH(ag)=Na3(CNO)3(aq)+3H2O(l) ΔH”、“＜”或“=”)。此反应a点已达到平衡状态CO2的转化率比c点高的原因是 。。


参考答案：
1．C
【详解】A．铵根离子也能发生水解，会干扰实验，应该用同浓度的醋酸钠和碳酸氢钠进行实验，A错误；
B．上层呈紫红色，说明生成I2，氧化剂Cl2先与还原性更强的I-反应，因此还原性：Fe2+>>，D项错误；
答案选B。
5．B
【分析】二元弱酸H2A溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应分两个阶段，第一阶段：，第二阶段：，反应过程中H2A浓度一直减小，的浓度先增大后减小，的浓度一直增大，由图中粒子浓度的变化可知I代表，II代表H2A，III代表，据此分析解答。
【详解】A．pH由2增大到3的过程中，为H2A和氢氧化钠反应生成酸式盐NaHA的过程，溶质由H2A转变成NaHA，水的电离程度增大，A错误；
B．根据物料守恒当溶液中3[c(H2A)＋c(HA－)＋c(A2－)] = 2c(Na+)，可知溶质为Na2A和NaHA的等物质的量混合，因的水解程度大于，可知此时溶液中浓度大于的浓度，结合图象可知该点应位于b、c之间，故B正确；
C．结合图象信息可知pH=3时，II和III相交，I的pC值最小，则浓度c(HA－) > c(A2－) = c(H2A)，故C错误；
D．，a点时c(HA－)= c(H2A)，可得，c点时c(HA－)= c(A2-)，可得，则得c2(HA－)与c(H2A)·c(A2－)的比值为=104.5，那么溶液中c(H2A)·c(A2-)与c2(HA-)的比值为10-4.5，故D错误；
故选B。
6．D
【详解】A．H3AsO4的第一步电离常数Ka1=，据图可知当c(H2AsO)= c(H3AsO4)时pH=2.2，即c(H+)=10-2.2mol/L，所以Ka1=10-2.2 SO＋SO2＋H2O=2HSO 0.108 64/81 CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH=-49 kJ/mol Ⅰ > 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2 的转化率减小
【详解】(1)根据题目所给数据可知Ka2(H2SO3)7；(NH4)2SO3溶液可以和SO2反应生成亚硫酸氢盐，离子方程式为SO＋SO2＋H2O=2HSO，所以可以继续吸收二氧化硫；
(2)该反应前后气体系数之和相等，所以压强始终不变，根据反应方程式可知题目所给条件可知平衡时p(N2)=p(CO2)=32kPa，则平衡时p(NO)=100kPa-32kPa-32kPa=36kPa，则v(NO)= 3×10-3×36kPa=0.108；Kp==；
(3)①CO2与H2反应的化学方程式为CO2＋3H2=CH3OH＋H2O，当H2转化率达80%时放热19.6kJ，即1.5mol×80%=1.2mol氢气完全反应时放出19.6kJ热量，则3mol氢气完全反应放出kJ=49 kJ热量，热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH=-49 kJ/mol；
②据图可知，温度较低时催化剂Ⅰ条件下CO2的转化率最大，即反应速率最快，催化效果最好；a点前随温度升高CO2转化率增大，a点后随温度升高转化率减小，说明a点前由于温度较低，反应速率较慢，在测定转化率时反应还未达到平衡，即b点时反应正向移动，正反应速率大于逆反应速率；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，所以a点CO2的转化率比c点高。