高中考试化学单元质检卷(八)——水溶液中的离子反应与平衡

这是一份高中考试化学单元质检卷(八)——水溶液中的离子反应与平衡，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(分值:100 分)
一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题目要
求。
1
.(2020 江苏连云港老六所四星学校联考)下列有关表述正确的是( )
A.HClO 是弱酸,所以 NaClO 是弱电解质
B.向溶有氨气的 CaCl 溶液中通 SO 能看到白色沉淀
2
2
C.室温下,AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度
D.Na O、Na O 组成元素相同,所以与 CO 反应产物也相同
2
2
2
2
2
.(2020 天津化学,7)常温下,下列有关电解质溶液的说法错误的是( )
A.相同浓度的 HCOONa 和 NaF 两溶液,前者的 pH 较大,则 K (HCOOH)>K (HF)
a
a
B.相同浓度的 CH COOH 和 CH COONa 两溶液等体积混合后 pH 约为 4.7,则溶液中
3
3
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.FeS 溶于稀硫酸,而 CuS 不溶于稀硫酸,则 K (FeS)>K (CuS)
sp
sp
D.在 1 ml·L-1 Na S 溶液中,c(S2-)+c(HS-)+c(H S)=1 ml·L-1
2
2
3
.(2020 广西柳州模拟)25 ℃时,用浓度为 0.100 0 ml·L-1 的 NaOH 溶液滴定体积均是 20 mL、浓度均
为 0.100 0 ml·L-1 的三种酸 HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.酸性强弱顺序是 HX>HY>HZ
B.加入 10 mL NaOH 溶液时,HY 溶液中 c(Na+)>c(Y-)
C.pH=2 的 HZ 溶液加水稀释 10 倍,pH 为 3
D.加入 20 mL NaOH 溶液时,只有 HY 溶液达到滴定终点
4
.(2020 四川内江第三次模拟)在两个锥形瓶中分别加入浓度均为 1 ml·L-1 的盐酸和 NH4Cl 溶液,将
温度和 pH 传感器与溶液相连,往瓶中同时加入过量的质量、形状均相同的镁条,实验结果如下图。
关于该实验的下列说法,正确的是( )

A.P 点溶液:c(NH4+)+2c(Mg2+)>c(Cl-)
B.反应剧烈程度:NH4Cl>HCl
C.Q 点溶液显碱性是因为 MgCl2 发生水解
D.1 000 s 后,镁与 NH4Cl 溶液反应停止
5
.(2020 山东泰安二模)T ℃时,在 20.00 mL 0.10 ml·L-1 CH3COOH 溶液中滴入 0.10 ml·L-1 NaOH 溶
液,溶液 pH 与 NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.T ℃时,CH COOH 的电离平衡常数 K =1.0×10-3
3
a
B.M 点对应的 NaOH 溶液的体积为 20.00 mL
C.N 点所示溶液中 c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.N 点与 Q 点所示溶液中水的电离程度:N>Q
6
.(2019 全国 1,11)NaOH 溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸 H A 的 K =1.1×10-3,K =3.9×10-6)溶
a1 a2
2
液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中 b 点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与 A2-的导电能力之和大于 HA-的
C.b 点的混合溶液 pH=7
D.c 点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
7
.(2020 广东茂名二模)某些难溶性铅盐可用作涂料,如秦俑彩绘中使用的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄
色的 PbI 。室温下,PbCO 和 PbI 在不同的溶液中分别达到溶解平衡时-lgc(Pb2+)与-lgc(CO2 )或-
-
2
3
2
3
lgc(I-)的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.K (PbCO )的数量级为 10-14
sp
3
B.相同条件下,水的电离程度 p 点大于 q 点
C.L1 对应的是-lgc(Pb2+)与-lgc(I-)的关系变化

D.p 点溶液中加入 Na CO 浓溶液,可得白色沉淀
2
3
8
.(2020 广东茂名一模)常温下,在“H S—HS-—S2-”的水溶液体系中,H S、HS-、S2-三种微粒的物质的
2
2
量分数随溶液 pH 变化(仅用 H2S 和 NaOH 调节 pH)的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.K (H S)的数量级为 10-6
a1
2
B.NaHS 溶液中,c(Na+)>c(HS-)>c(S2-)>c(H2S)
C.当体系呈中性时,푐(HS-)
푐(Na+)
푐(H2푆) 푐(HS-) + 2푐(S2-)
>
D.加入 Na2S 沉降废水中的 Cu2+,废水的 pH 对沉降效果没有影响
.(2020 福建莆田第二次质检)常温下,几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改
9
变溶液的 pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.a 点代表 Fe(OH)3 的饱和溶液
B.K [Cu(OH) ]A>D
B.1 ml·L-1 Na SO 溶液不可能处于 B 点
2
4

C.向 C 点水溶液中通入 HCl,则 C 点变为 E 点
D.0.1 ml·L-1 NaHA 溶液的 pH 和 pOH 的关系如图中 E 点所示,此时溶液中离子的物质的量浓度关
系:c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
二、选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题意,全
部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。
1
1.(2020 北京顺义区一模)对 Na C O 溶液进行研究,下列说法不正确的是(室温下 0.1 ml·L-1 H C O
4
2
2
4
2
2
的 pH=1.3)( )
A.Na C O 溶液中离子关系:c(C O2 )+c(HC O )+c(H C O )=c(Na+)
-
-
2
2
4
2
4
2
4
2
2
4
B.向 Na C O 溶液中加入酚酞,溶液变红:C O2 +H O
-
HC O +OH-
-
2
2
4
2
4
2
2
4
C.向 Na C O 溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去:2MnO- +5C O2 +16H+
-
2
2
4
4
2
4
2
Mn2++10CO ↑+8H O
2
2
D.向 Na C O 溶液中加入足量稀硫酸制备草酸:C O2 +2H+
-
H C O
4
2
2
4
2
4
2
2
1
2.(2020 山东临沂一模)常温下,分别取未知浓度的 AOH 和 BOH 两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积
的 n 倍。两溶液稀释倍数的对数值(lgn)与溶液的 pH 变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.水的电离程度:Z>X=Y
B.常温下,K (BOH)c(C O2 )>c(H C O )对应 1.22K (CuS),C 项正确;1 ml·L-
sp
sp

1
Na S 溶液中存在 S2-+H O HS-+OH-、HS-+H2O H2S+OH-,根据物料守恒可得
2
2
c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1 ml·L-1,D 项正确。
3.C 0.100 0 ml·L-1 的 HZ,pH=1,c(H+)=0.100 0 ml·L-1,则 c(HZ)=c(H+),则 HZ 为一元强
酸,HX 和 HY 的 pH 都大于 1,则 HX 和 HY 都是一元弱酸,同浓度的三种酸酸性强弱关系
为 HXc(H+);依据电荷守恒可
知,c(NH+)+2c(Mg2+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以 c(NH+)+2c(Mg2+)>c(Cl-),A 正确;镁与盐
4
4
酸反应,溶液温度迅速升高,并达最高点,反应放出的热量多,所以反应剧烈程
度:HCl>NH Cl,B 不正确;MgCl 水解时,溶液显酸性,所以 Q 点溶液显碱性不是 MgCl 发
4
2
2
生水解所致,C 不正确;1 000 s 后,镁与 NH4Cl 溶液反应温度仍在缓慢上升,溶液的 pH 仍
在缓慢增大,说明反应仍在正向进行,D 不正确。
5
.D T ℃时,0.10 ml·L-1 CH3COOH 溶液的 pH=3,说明溶液中 c(H+)=10-3 ml·L-1,则该温
-
· (
푐(CH 퐶푂O ) 푐 H )
+
10-3 × 10-3
0.1- 10-3
3
度下 CH COOH 的电离平衡常数 K =
≈10-5,A 错误;M 点溶
=
3
a
푐(CH3퐶푂푂퐻)
液 pH=7,若对应的 NaOH 溶液的体积为 20.00 mL,则醋酸与 NaOH 恰好中和,溶液为
CH3COONa,该盐是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,与题干的溶液显中性相违背,说明 M
点对应的 NaOH 溶液的体积小于 20.00 mL,B 错误;N 点时所示溶液中醋酸与 NaOH 恰好
中和,溶液为 CH COONa 溶液,CH COO-发生水解反应而消耗,所以
3
3
c(Na+)>c(CH COO-),CH COO-发生水解反应消耗水电离产生的 H+,最终达到平衡时,溶液
3
3
中 c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度远小于盐电离产生的离子
浓度,因此 c(CH3COO-)>c(OH-),故该溶液中离子浓度关系为
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C 错误;N 点所示溶液中醋酸与 NaOH 恰好中和,溶液
中的溶质为 CH3COONa,溶液中只有盐的水解作用,促进水的电离;而 Q 点时 NaOH 过量,
溶液为 CH3COONa 和 NaOH 的混合液,由于 NaOH 电离产生 OH-对水的电离平衡起抑
制作用,使盐水解程度减小,故最终达到平衡时水的电离程度 N>Q,D 正确。
6
.C 随着 NaOH 溶液的加入,混合溶液中离子浓度和种类发生变化,因此混合溶液的导
电能力与离子浓度和种类有关,A 项正确;a 点的混合溶液中能导电的离子主要为 HA-和
K+,b 点为反应终点,因此 b 点的混合溶液中能导电的离子主要为 A2-、K+、Na+,故 Na+
与 A2-的导电能力之和大于 HA-的,B 项正确;b 点的混合溶液中含有的 A2-能发生水解反

应而使溶液呈碱性,C 项错误;b 点为反应终点,因此 b 点的混合溶液中
c(Na+)=c(K+)>c(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。
7
.B K (PbCO )=c(Pb2+)c(C 2-),则 lgc(Pb2+)=lg[K (PbCO )]-lgc(C 2-),同理
sp sp
O
O
3
3
3
3
lgc(Pb2+)=lg[K (PbI )]-2lgc(I ),则图像 L 对应的是-lgc(Pb2+)与-lgc(I-)的关系变化。L 对
sp
2
2
1
2
应的是-lgc(Pb2+)与-lgc(CO2 的关系变化 则 K (PbCO )=c(Pb2+)·c(C 2-)=10-13.1,
-
)
,
数量级为
O
3
3
sp
3
1
0-14,A 正确;相同条件下,p 点和 q 点的铅离子浓度相同,p 点为碘化铅的饱和溶液,q 点为
碳酸铅的饱和溶液,由于碘离子不水解,CO2 可以发生水解 其水解促进了水的电离 则水
-
,
,
3
的电离程度 p 点小于 q 点,B 错误;L1 对应的是-lgc(Pb2+)与-lgc(I-)的关系变化,C 正
确;K (PbCO )=c(Pb2+)·c(CO2
-
)=10-13.1,K (PbI )=c(Pb2+)·c2(I-)=10-8,K (PbCO )K (H S)=10-13,溶液呈碱性,说明 HS-水解程
a2
=
2
度大于电离程度,则 c(S2-)c(H S),则
2
2
푐(HS-)
푐(H2푆)
(
+
푐 HS )
(
-
푐 Na )
(HS- + 2푐(S2-)
>
1,根据电荷守恒得 c(Na+)=c(HS-)+2c(S2-),所以푐
=1,则
>
)
푐 H 푆)
(
2
푐(Na+)
,
C 正确;加入 Na2S 沉降废水中的 Cu2+,溶液中 c(Cu2+)减小,Cu2+水解程度
푐(HS ) + 2푐 S )
-
( 2-
较小,则溶液的 pH 增大,D 错误。
.B a 点不在曲线上,则所代表的溶液不是 Fe(OH)3 的饱和溶液,A 错误;由金属阳离子浓
度的变化图可知,pH 相同时 c(Cu2+)-lgc(OH-),可得 c(H+)D,若涉及盐类水解,则无法判断,A 错误;Na SO 溶液呈中性,由分析可知,B 点溶
2
4
液显中性,即 1 ml·L-1 Na SO 溶液可能处于 B 点,B 错误;C 点和 E 点所处温度不同,水的
2
4
离子积 KW 不同,所以通入 HCl,则 C 点不能变为 E 点,C 错误;E 点溶液显酸性,则 NaHA

溶液中,HA-的电离(HA- H++A2-)程度大于水解(HA-+H2O H2A+OH-)程度,那么
c(A2-)>c(H A),电离和水解均很微弱,c(HA-)最大,故 c(HA-)>c(A2-)>c(H A),D 正确。
2
2
1
1.A 该溶液中存在物料守恒 2[c(C 2-)+c(HC - )+c(H C O )]=c(Na+),A 错误;酚酞变
2O 2O
4
4
2
2
4
红色,说明溶液呈碱性,草酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为 C O2
-
+H2O
2
4
HC - +OH-,B 正确;向草酸钠溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去,二者发生氧化还
2O
4
原反应生成锰离子、二氧化碳和水,离子方程式为 2MnO- +5C O2
-
+16H+
4
2
4
2
Mn2++10CO ↑+8H O,C 正确;向草酸钠溶液中加入足量稀硫酸生成草酸,二者发生复分
2
2
解反应,离子方程式为 C O2
-
+2H+ H C O ,D
正确。
2.CD 碱溶液中 H+全部来自水的电离,碱溶液的 pH 越大,水的电离程度越小,根据图像
2
4
2
2
4
1
pH:Z>Y>X,则水的电离程度:ZAl(OH) ,HC - 会与[Al(OH) ]-发生反应生成 Al(OH) :HC -
O
O
O
3
3
3
3
4
3
+
[Al(OH)4]- C 2-+Al(OH) ↓+H O,HC - 和[Al(OH) ]-在水溶液中不能大量共存,A 项错
O
O
3
3
3
2
4
误;d 线代表 HCO- 减少,发生的反应为 HCO- +H+ CO ↑+H O,B 项错误;a 线代表
3
3
2
2
[
Al(OH) ]-与 H+反应:[Al(OH) ]-+H+ Al(OH) ↓+H O,b 线代表 C 2-与 H+反应:C 2-+H+
O
O
3
4
4
3
2
3
HC - ,由图像知两个反应消耗了等量的 H+,则溶液中 C 2-与[Al(OH) ]-的物质的量之
O
O
3
3
4
比为 1∶1,原固体混合物中 CO2 与 AlO- 的物质的量之比为 ∶
-
1 1,C
项正确;d 线代表 HC
3
2
-
与 H+的反应:HC - +H+ CO ↑+H O,n(HC - )=0.05 ml ,消耗 H+的物质的量为 0.05
O
O
O
3
3
3
2
2
ml ,所用盐酸的体积为 50 mL,V =100 mL+50 mL=150 mL;e 线代表 Al(OH) 与 H+反
1
3
应:Al(OH)3+3H+ Al3++3H O,Al(OH) 的物质的量为 0.05 ml ,会消耗 0.15 ml H+,所用
2
3
盐酸的体积为 150 mL,V =V +150 mL=300 mL;M 点生成的是 HCO- 而非 CO ,D 项错
2
1
3
2
误。
1
4.BC 向 H C O 溶液中加碱,起初发生反应 H C O +OH- HC - +H O,后来发生反
2
2
4
2
2
4
2O
4
2
푐(HC O-
)
应 HC O- +OH- C O24-+H2O,所以曲线Ⅰ为
lgX[X
表示
2
4 ],
曲线Ⅱ为 lgX[X 表示
2
4
2
푐(H C O )
2
2
4
푐(C2O
2
-)
4
)]
。
푐(HC2O-
4
2
-)
푐(C O2-)·푐(H+
푐(C2O
)=10-4.19,数量级是 10-
在图中 b 点,lg
4
=0,pH=4.19,H C O 的 K =
2
4
푐(HC O-
)
2
2
4
2
푐 HC O
- )
(
2
4
2
4
푐(C2O
2
-)
5
,A 正确;在 b 点,
4
)=1,则 c(HC )=c(C
-
2-
4
),所以反应结束时 HC 只有一部分与
-
2O
2O
2O
푐(HC2O-
4
4
4

OH-反应,B 不正确;在 pH=1.22 稍后区域,c(HC - )>c(H C O )>c(C 2-),在 pH=4.19 稍前
2O
2O
2
2
4
4
4
区域,c(HC O- )>c(C O2
-
)>c(H C O ),C 不正确;pH=7 时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知
2
4
2
4
2
2
4
c(Na+)=c(HC - )+2c(C 2-),D 正确。
2O
2O
4
4
-
· (
푐(X ) 푐 H )
+
( -
푐 X )
푐(HX)
1
5.BC HX 的电离平衡常数表达式为 Ka=
,则 lgKa=lg
+lgc(H+)=-pH-lg
푐(HX)
푐(HX)
푐(X-)
푐(HX)
푐 X )
( -
,
即 pH=-lgKa-lg
=P-lgK ,将点(1,5.75)代入可得 lgK =-4.75,即 K =10-4.75。
a
a
a
푥2
设 0.10 ml·L-1 的 HX 溶液中 c(H+)=x,则有0
=10-4.75,解得 x 约为 10-2.9
.1ml·L-1- 푥
ml·L-1,所以 0.10 ml·L-1 的 HX 溶液 pH 约为 2.9,当 pH=3.75 时说明已经滴入了部分
NaOH 溶液,溶液的体积发生变化,所以 c(HX)+c(X-)=0.10 ml·L-1 不再成立,A 错误;将 lg
푐(HX)
푐(X-)
푐(HX)
푐 X )
( -
=
0,代入 pH=-lgKa-lg
,可得此时 pH=-(-4.75)=4.75,所以 b 点坐标为(0,4.75),B 正
푐(HX)
푐(X-)
确;c 点溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(X-)+c(OH-),此时 p[
]=1,则
c(X-)=10c(HX),代入电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=10c(HX)+c(OH-),由于溶液呈酸
性,c(H+)>c(OH-),则 c(Na+)b>a,D 错误。
-
· (
푐(HA ) 푐 OH )
-
1
6.答案 (1)A2-+H2O HA-+OH-ꢀ
(
푐 A2-)
c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)
(2)增大ꢀ(3)①6ꢀ1×10-10ꢀ②10
(4)1×10-8ꢀc(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)
解析 (1)由题图可知,H A 溶液中含有 H A、HA-、A2-,则 H A 是二元弱酸;Na A 溶液中
2
2
2
2
A2-发生水解而使溶液呈碱性:A2-+H2O HA-+OH-。Na2A 溶液呈电中性,据电荷守恒可
得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)。(2)升高温度,溶液的碱性增强,则溶液中 c(OH-)
增大,说明升高温度,A2-的水解平衡正向移动,则水解平衡常数增大。(3)①H2A 分两步发
-
· (
푐(HA ) 푐 H )
+
(
2- · (
푐 A ) 푐 H )
+
生电离:H2A HA-+H+、HA- A2-+H+,则有 Ka1=
,K =
;由题图可
a2
(
-
푐(H2퐴)
푐 HA )
知,H A 和 HA-的物质的量分数均为 0.5 时,则 c(HA-)=c(H A)时,溶液的
2
2
pH=6,c(H+)=1×10-6 ml·L-1,则有 K =c(H+)=1×10-6,-lgK =6。HA-和 A2-的物质的量分数
a1
a1
均为 0.5 时,溶液 pH=10,则 c(HA-)=c(A2-)时,c(H+)=1×10-10 ml·L-1,则有 Ka2=c(H+)=1×10-
0。②0.020 ml·L-1 Na2A 溶液和 0.010 ml·L-1 盐酸等体积混合,二者发生反应,得到等浓
度 Na2A、NaHA 和 NaCl 的混合溶液,溶液中 c(A2-)≈c(HA-),由题图可知,溶液的 pH 约为
1
1
0。(4)0.010 ml·L-1 的 NaHA 溶液中,存在水解平衡:HA-+H2O H2A+OH-,则水解常数
푐(H 퐴)·푐(OH ) 퐾W
-
1 × 10-14
1 × 10-6
2
Kh=
=1×10-8。NaHA 溶液中存在 HA-的电离平衡和水解平
=
=
-
퐾a1
푐 HA )
(

衡,由于 K >K ,则 HA-的水解程度大于其电离程度,NaHA 溶液呈碱性,且 HA-的水解程
h
a2
度较小,Na+不发生水解,故溶液中离子浓度大小顺序为
c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)。
1
7.答案 (1)①将 Fe2+氧化为 Fe3+ꢀ不引入其他杂质,对环境无污染(其他合理答案均可)ꢀ
②
CuO[或 Cu(OH) 、CuCO 、Cu (OH) CO 等] 3.2
2
3
2
2
3
(2)①1.0×10-10ꢀ②2.5×10-4ꢀ2.5×10-9
MNꢀ0.04ꢀ④4×10-5
解析 (1)①由于 K [Fe(OH) ]、K [Cu(OH) ]相差不大,则 Fe(OH) 和 Cu(OH) 的溶解度
③
sp
2
sp
2
2
2
相差不大,故加入 H O 的作用是将 Fe2+氧化成 Fe3+,便于形成 Fe(OH) 沉淀。②调节溶
2
2
3
液 pH 时,为不引入新杂质,可加入 CuO、Cu(OH) 、CuCO 、Cu (OH) CO 等。当 Fe3+沉
2
3
2
2
3
퐾 [Fe(OH) ]
4.0 × 10-38
1 × 10-5
淀完全时,溶液中 c(Fe3+)≤1×10-5 ml·L-1,则有 c(OH-)=3
s
p
3
3
=
푐(Fe3+)
퐾W
1 × 10-14
.
ml·L-1≈1.6×10-11 ml·L-1,c(H+)=
ml·L-1=6.25×10-4 ml·L-1,故溶液的
=
푐(OH-) 1 6 × 10-11
pH=4-lg 6.25≈3.2。(2)①由题图可知,c(C 2-)=0 时,c(Ba2+)=c(S 2-)=1.0×10-5 ml·L-1,则有
O
O
4
3
K (BaSO )=c(Ba2+)·c(S 2-)=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。②由题图可知,当
O
4
sp
4
c(C 2-)>2.5×10-4 ml·L-1 时,开始有 BaCO 沉淀生成。图中 c(C 2-)=2.5×10-4 ml·L-1
O
O
3
3
3
时,c(Ba2+)=1.0×10-5 ml·L-1,则有 K (BaCO )=c(Ba2+)·c(CO2
-
)=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-
sp
3
3
9
。③BaSO 饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:BaSO (s) Ba2+(aq)+S 2-(aq),加入
O
4
4
4
Na CO ,Ba2+与 C 2-生成 BaCO 沉淀,促使 BaSO 的沉淀溶解平衡正向移动,溶液中 c(S
O
2
3
3
3
4
2
4
-)增大,c(Ba2+)减小,则 MP 为 c(S 2-)的变化曲线,MN 为 c(Ba2+)的变化曲线。反应
O
O
4
푐(SO
2
-)
4
퐾 (BaSO )
sp
퐾sp(BaCO3)
BaSO (s)+C 2-(aq) BaCO (s)+S 2-(aq)的平衡常数 K=
4
O
O
=
=
4
3
3
4
2
-
푐(CO )
3
푐(SO2 )
-
.0 × 10-10
1
=
0.04。④当溶液中 c(C 2-)=1×10-3 ml·L-1 时,K=
4 =0.04,则有
O
.5 × 10-9
3
푐(CO
2-)
2
3
c(S 2-)=0.04×1×10-3 ml·L-1=4×10-5 ml·L-1,故溶解 BaSO 的物质的量为 4×10-5 ml·L-
O
4
4
1
×1 L=4×10-5 ml 。
1
8.答案 (1)③加入过量稀盐酸ꢀ④出现乳黄色浑浊ꢀ⑤(吸)取上层清液,滴入 BaCl2 溶液ꢀ
⑥
产生白色沉淀
(2)①烧杯ꢀ容量瓶ꢀ刻度线ꢀ②蓝色褪去ꢀ95.0
解析 (1)先加过量盐酸排除 S O2 干扰:S2O
-
2-+2H+ S↓+SO ↑+H O,
然后在酸性条件下加
3
2
3
2
2
BaCl 溶液,通过产生 BaSO 沉淀证明 S 2-存在。
O
4
2
4
(2)①溶液配制应在烧杯中溶解,容量瓶中定容。②滴定过程中 I2→I-,达到滴定终点
时无 I2,故溶液蓝色褪去,即为终点;根据反应的离子方程式,可得到如下定量关系:
Cr 2-ꢀ~ꢀꢀ3I ꢀꢀꢀ~ꢀ6Na S O ·5H O
2O
2
2
2
3
2
7
1
0
ml
248×6 g
.009 50 ml·L-1×0.02 L
m(Na S O ·5H O)
2
2
3
2
m(Na S O ·5H O)=0.282 72 g
2
2
3
2

0
.282 72 g
则样品纯度为2
.
1.2 g×100%=95.0%。
4 80 mL
00 mL
×
1
1
9.答案 (1)避免除铁时消耗过多的 CaCO3
(2)将 Fe2+氧化,搅拌溶液,加快反应速率
(3)提高 C、Zn 的回收率
(4)S 2-+2C(OH) +4H+ 2C2++S 2-+5H O
O
O
4
3
3
2
(5)将 Na CO 饱和溶液缓慢滴加到 CSO 饱和溶液中,并不断搅拌
2
3
4
(6)向其中加入过量的 Zn 粉后过滤,向所得滤液中滴加 1.0 ml·L-1 NaOH,控制 pH 约
为 10(8.9~11)使 Zn2+完全沉淀,所得沉淀洗净后用 1.0 ml·L-1 H SO 完全溶解,将所得溶
2
4
液蒸发浓缩至有晶膜出现,冷却至 0 ℃(39 ℃以下)结晶
解析 钴渣中加稀硫酸将可溶于酸的物质转变成硫酸盐,难溶于硫酸的进入滤渣 1,得到溶
液中主要含 CSO 、ZnSO ,另含少量 FeSO 、NiSO ,滤液中通入氧气将亚铁离子氧化
4
4
4
4
成三价铁离子,加碳酸钙中和硫酸调节 pH 将铁沉淀除去,过滤后滤液中加 Na S O ,氧化
2
2
8
沉淀钴,过滤得钴的沉淀物加亚硫酸钠和稀硫酸还原得到硫酸钴,滤液中主要是硫酸锌,
除去杂质后经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到 ZnSO ·7H O 晶体。
4
2
(1)“酸浸”时所加稀硫酸不宜过量太多,因后续步骤中要加碳酸钙调节溶液 pH,硫酸
过多会增加碳酸钙的用量。
(2)因为原溶液中的铁是二价铁,二价铁直接沉淀时需要调控的 pH 较大且会使其他
金属阳离子沉淀,因此以溶解度更小的氢氧化铁形式除铁更合理,需通入空气将亚铁离子
氧化,同时持续鼓入空气可以起到搅拌溶液,加快反应速率的作用。
(3)流程中需将滤渣Ⅰ、滤渣Ⅱ的洗涤液与“除铁”后所得滤液合并,可以减少钴和锌
的损失,提高两者的回收率。
(4)“还原”过程中 Na SO 、稀硫酸与 C(OH) 的反应产物为硫酸钴和硫酸钠,可得
2
3
3
离子方程式为 SO2
-
+2C(OH)3+4H+ 2C2++S 2-+5H O
。
O
3
4
2
(5)实验所得 CSO 溶液可用于制备 CCO ,制备时 CSO 饱和溶液与 Na CO 饱和
4
3
4
2
3
溶液的混合方式为将 Na CO 饱和溶液缓慢滴加到 CSO 饱和溶液中,并不断搅拌。
2
3
4
(6)“氧化沉钴”后的滤液(含 ZnSO 、Na SO 、NiSO 等)中有杂质,直接结晶得不到
4
2
4
4
纯净的晶体,因此要先加足量的锌粉置换出镍,之后加氢氧化钠调节溶液 pH 将锌转变成
沉淀后过滤得到氢氧化锌固体,再将固体溶于硫酸,蒸发浓缩再冷却至 39 ℃以下结晶。
2
0.答案 (1)升高酸浸温度和粉碎原料
(2)使 V +转化为 VO2+ꢀ(VO ) SO +2FeSO +2H SO
2VOSO +Fe (SO ) +2H O
O
2
2 2
4
4
2
4
4
2
4 3
2
(3)Fe(OH) 、Al(OH) ꢀ蒸发结晶
3
3
(4)3H O+Cl - +6VO2+ 6V ++Cl-+6H+
O
O
2
2
3
(5)0.4 ml·L-1
(6)1
0
2
푏
푐
1
8
2
푏
푐
ꢀ样品中含有 NH4VO3
ꢀ
푚
푚
解析 从废钒催化剂中回收 V O ,由题干可知,“酸浸”时 V O 转化为 VO+,V O 转成
2
5
2
5
2
2
4
VO2+。氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有 SiO2 不溶,则过滤得到的“滤渣 1”为

SiO ,然后加氧化剂 H O ,将 VO2+变为 V +,再加 KOH 时,Fe3+、Al3+转化为 Fe(OH) 、
O
2
2
2
2
3
Al(OH) 沉淀,同时中和硫酸,过滤得到的“滤渣 2”为 Fe(OH) 、Al(OH) ,萃取后水相 1 流
3
3
3
出液中主要为硫酸钾,“沉钒”得到偏钒酸铵(NH VO )沉淀,“煅烧”时分解生成 V O 。
4
3
2
5
(1)“酸浸”时 V O 转化为 V +,为了提高“酸浸”效率可采取的措施为升高酸浸温度
O
2
2
5
和粉碎原料。
(2)Fe2+具有还原性,“酸浸”时加入 FeSO 的目的是使 V +转化为 VO2+,FeSO 参与
O
4
2
4
反应的化学方程式为(VO ) SO +2FeSO +2H SO
2VOSO +Fe (SO ) +2H O。
4 3
2
2
4
4
2
4
4
2
2
(3)由以上分析可知,“滤渣 2”的成分为 Fe(OH) 、Al(OH) ;硫酸钾受热稳定,“操作 1”
3
3
的名称为蒸发结晶。
(4)在“氧化”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶6,根据氧化还原反应原
理,氧化剂为氯化钾,还原剂为 VO2+,反应的离子方程式为 3H O+ClO- +6VO2+ 6VO2+
2
3
+
Cl-+6H+。
(5)t ℃时,“氧化”后溶液中 c(V +)=0.1 ml·L-1,假设“沉钒”步骤中 V +全部转化成 V
O
O
2
2
-
,化合价不变,c(V - )=0.1 ml·L-1,为使沉钒效率达到 95%,则溶液中此时
O
O
3
3
퐾 (NH VO )
2.0 × 10-3
c(V - )≤0.005 ml·L-1,即 c(N +)≥
s
p
4
3
ml·L-1=
ml·L-1=0.4 ml·L-1。
O
H
4
3
푐(VO- )
0.005
3
(6)取“煅烧”后的 V O 样品 m g 进行测定,加入足量稀硫酸充分反应后,V O +2H+
2
5
2
5
2
V ++H O,配成 250 mL 溶液,取该溶液 25.00 mL 用 b ml·L-1 草酸溶液进行滴定,消耗草
O
2
2
酸溶液 c mL,滴定过程中涉及的反应为 2VO++H C O +2H+ 2VO2++2CO ↑+2H O,则滴
2
2
2
4
2
2
定过程消耗的 c(VO+)=2bc×10-3 ml ,即 V O 的物质的量为 bc×10-3 ml ,V O 样品中钒
2
2
5
2
5
-
3
·
-1 250 mL
푛(V O )·푀
×100%=2
푏푐 × 10 푚표푙 × 51 푔 푚표l
×
1
0
2
푏
푐
的质量分数=2
25 mL ×100%=
%,样
2
5
푚
푚g
푚
-
3
·
-1 250 mL
푛(V O )·푀
푏푐 × 10 푚표푙 × 182 푔 푚표l
×
1
8
2
푏
푐
品的纯度为
2
5
×100%=
25 mL ×100%=
%,样品
푚
푚g
푚
的纯度小于该数值可能的原因是样品中含有 NH VO 。
4
3