2022年高考化学一轮课时达标习题 第8章 水溶液中的离子平衡（5）（含解析）

2022年高考化学一轮课时达标习题 第8章 水溶液中的离子平衡（5）（含解析）1已知：25 时弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)1.8105，Ka(HSCN)0.13；25 时，2.0103 molL1氢氟酸水溶液中，调节溶液的pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F)与溶液pH的变化关系如图所示(两条线交点处的pH3.45)。请根据以上信息回答下列问题：(1)25 时，将20 mL 0.10 molL1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL1 HSCN溶液分别与20 mL 0.10 molL1 NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如图所示：反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是_HSCN的酸性比CH3COOH强，其溶液中c(H)较大，故HSCN溶液较NaHCO3溶液的反应速率快_，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO)_”“”或“”)。(2)25 时，HF电离平衡常数的数值Ka_103.45(或3.5104)_，列式并说明得出该常数的理由：Ka，当c(F)c(HF)时，Kac(H)，查图中的交点处为c(F)c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数，为3.45。解析 (1)两种酸的电离程度不同导致溶液中起始反应时H的浓度不同，引起反应速率的不同。反应结束后，溶质为CH3COONa和NaSCN，因CH3COOH酸性弱于HSCN，故CH3COONa的水解程度大，c(CH3COO)c(Mn2)c(H)c(OH)_。解析 (1)“浸出”过程中MnO2与SO2发生氧化还原反应，离子方程式为MnO2SO2=SOMn2。(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是将溶液中的Fe2氧化为Fe3，以便于形成Fe(OH)3沉淀，过滤将沉淀除去。(3)第1步除杂时调整溶液的pH在56，可以使溶液中的Al3、Fe3分别形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，所以形成滤渣1的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；在调pH至56时，为了不引入新的杂质离子，所加的试剂应该可以与酸发生反应，可选择含有Ca2、Mg2的化合物CaO、MgO，a、b项正确。(4)第2步除杂，主要是将Ca2、Mg2转化为相应的氟化物沉淀除去，MnF2除去Mg2的离子反应方程式是MnF2Mg2Mn2MgF2；该反应的平衡常数K7.2107。(5)由已知温度高于27 时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低，故采用“趁热过滤”操作可以减少MnSO4H2O在水中的溶解，得到更多的产品。(6)MnSO4是强酸弱碱盐，Mn2发生水解反应：Mn22H2OMn(OH)22H，消耗水电离产生的OH，破坏了水的电离平衡，最终达到平衡时，c(H)c(OH)。根据物料守恒可得c(SO)c(Mn2)cMn(OH)2，所以c(SO)c(Mn2)，Mn2水解使溶液显酸性，所以c(H)c(OH)。盐水解的程度是微弱的，溶液中主要以盐电离产生的离子形式存在，所以c(Mn2)c(H)，故该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为c(SO)c(Mn2)c(H)c(OH)。4水是最常用的溶剂，许多化学反应都需要在水溶液中进行。请仔细分析并回答下列各题。(1)用0.1 mol/L NaOH溶液滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol/L的盐酸和醋酸溶液，得到如图所示的滴定曲线图如下：用NaOH溶液滴定醋酸溶液通常所选择的指示剂为_酚酞_，符合其滴定曲线的是_(填“”或“”)。滴定前的上述三种溶液中，由水电离出的c(H)最大的是_CH3COOH_溶液(填化学式)。图中V1和V2大小的比较：V1_”“c(Na)c(H)c(OH)_。(2)某同学为了研究难溶电解质的溶解平衡，设计了如下实验(相关数据测定温度及实验环境温度均为25 )：操作步骤现象步骤1：向20 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液中加入20 mL 0.05 mol/L KSCN溶液，充分反应后过滤出现白色沉淀步骤2：向滤液中加入少量2 mol/L Fe(NO3)3溶液溶液变红色步骤3：向步骤2所得溶液中，加入少量3 mol/L AgNO3溶液现象a步骤4：取步骤1所得少量滤渣加入到适量的3 mol/L KI溶液中出现黄色沉淀查阅资料：AgSCN是白色沉淀；Ksp(AgSCN)1.01012；Ksp(AgI)8.51017。请结合化学用语和必要的文字解释步骤2现象出现的原因：_由于存在沉淀溶解平衡：AgSCN(s)Ag(aq)SCN(sq)，故溶液中仍有少量SCN，Fe3与SCN结合生成Fe(SCN)3，从而溶液显红色_。该同学根据步骤3中现象a推知，加入的AgNO3与步骤2所得溶液发生了反应，则现象a为_出现白色沉淀(或溶液红色变浅)_(任写一点即可)。写出步骤4中沉淀转化反应平衡常数的表达式：K。解析 (1)用NaOH溶液滴定醋酸溶液，由于恰好完全反应时溶液显碱性，因此通常选择在碱性范围变色的指示剂酚酞；醋酸是弱酸，其电离产生的氢离子的浓度小于0.1 mol/L，即pH1，由图中未加NaOH时的pH可知，图中酸的pH大于1，图中酸的pH1，说明曲线为NaOH溶液滴定醋酸溶液过程，曲线为NaOH溶液滴定盐酸溶液过程。0.1 mol/L NaOH溶液、0.1 mol/L HCl都是强电解质，电离产生的氢氧根、氢离子的浓度等于电解质的浓度，而醋酸是弱酸，0.1 mol/L醋酸溶液中氢离子的浓度小于0.1 mol/L，氢离子或氢氧根离子的浓度越大，对水的电离平衡的抑制作用就越强，水的电离程度就越小，所以0.1 mol/L的醋酸对水的电离抑制程度较小，则由水电离出的c(H)最大。醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时，得到的醋酸钠溶液显碱性，要使得溶液显中性即pH7，需要醋酸稍过量，则需加入的NaOH的量比溶液中醋酸的量少；盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时，两者的物质的量相同，得到的氯化钠溶液显中性，所以V1c(Na)c(H)c(OH)。(2)向20 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液中加入20 mL 0.05mol/L KSCN溶液，充分反应，产生白色沉淀，发生反应：Ag(aq)SCN(aq)AgSCN(s)，该物质在溶液中存在沉淀溶解平衡：AgSCN(s) Ag(aq)SCN(aq)，溶液中仍有少量的SCN，向该溶液中加入Fe3，溶液中的SCN与Fe3发生显色反应，使溶液变为红色。向步骤2所得溶液中加入硝酸银，Ag和SCN发生反应得到AgSCN白色沉淀，使Fe(SCN)3的溶解平衡正向移动，导致溶液红色变浅。步骤1所得的滤渣中含AgSCN固体，将其加入到KI溶液中，由于溶解度：AgIc(N2H)c(H)c(OH)Bc(SO)c(N2H5H2O)c(H)c(OH)C2c(N2H)c(N2H5H2O)c(H)c(OH)Dc(N2H)c(SO)c(H)c(OH)解析 (1)依题意，碘化银难溶，结合CN可生成更稳定的Ag(CN)，故离子方程式为AgI(s)2CN(aq)Ag(CN)(aq)I(aq)；根据平衡常数定义：KKsp(AgI)K稳Ag(CN)1.5107。(4)硫酸肼溶液中，N2H水解使溶液呈酸性，而水解的程度很小，故c(SO)c(N2H)c(H)c(N2H5H2O)c(OH)，根据电荷守恒可知：c(H)2c(N2H)c(N2H5H2O)2c(SO)c(OH)。6工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO等杂质，提纯工艺线路如图所示：.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：.有关物质的溶度积如表所示：物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.961096.821064.681065.6110122.641039回答下列问题：(1)写出加入NaOH溶液时反应的离子方程式：_MgCO32OH=Mg(OH)2CO_。向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH8时，c(Mg2)(Fe3)_2.1251021_。(2)“母液”中除了含有Na、CO外，还含有_Cl、SO_等离子。(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行？_不可行_(填“可行”或“不可行”)，并说明理由：_若将“母液”循环使用，则溶液中c(Cl)和c(SO)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质_。解析 由溶度积表知，MgCO3的Ksp最大，在溶液中溶解的最多，其他物质与MgCO3相差的数量级较大，在溶液里可以忽略。(1)主要是MgCO3与NaOH反应生成Ksp更小的沉淀Mg(OH)2；pH8，c(OH)106 molL1，则Kspc(Mg2)c2(OH)c(Mg2)10125.611012，得c(Mg2)5.61 molL1；Kspc(Fe3)c3(OH)c(Fe3)10182.641039，得c(Fe3)2.641021 molL1，所以c(Mg2)c(Fe3)5.612.6410212.1251021。