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- 2021-07-08 发布
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水溶液中的离子平衡
一、单项选择题：本题包括7小题，每小题6分，共42分。
1．实验表明，相同温度下，液态纯硫酸的导电性强于纯水。下列关于相同温度下纯硫酸的离子积常数K和水的离子积常数KW关系的描述正确的是 ( )
A．K>KW B．K＝KW
C．KHY>HX；C项，酸越弱，相应的盐水解程度越大，碱性越强，pH越大；D项，Ka只与温度有关，与浓度无关。]
6．25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61 ×10－12 ，Ksp(MgF2)＝7.42 ×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，固体Mg(OH)2在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比20 mL 0.01 mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小
B．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
C．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
答案：D
解析：Ksp不随浓度变化，只与温度有关，A错误；因Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp(MgF2)，Mg(OH)2饱和溶液比MgF2饱和溶液中的c(Mg2＋)小，B错误；二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化为MgF2，C错误；NH结合OH－使Mg(OH)2溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，D正确。
7．常温下，有关物质的溶度积如下：
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×10－9
6.82×10－6
4.68×10－6
5.61×10－12
2.64×10－39
下列有关说法不正确的是( )
A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好
C．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 pH＝8时，c(Mg2
＋)∶c(Fe3＋)＝2.125×1021
D．无法利用Ca(OH)2制备NaOH
答案：D
解析：A项中Ksp[Mg(OH)2]HC2O
>NH3·H2O，故草酸铵溶液显酸性。(2)①加入酒精是为了降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出。②二者反应后溶质为草酸氢钠，因为溶液显酸性，所以HC2O的电离程度大于其水解程度，则离子浓度大小顺序为c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)。(3)混合后所得溶液中c(Ca2＋)＝0.005 mol·L－1，Ksp(CaC2O4)＝c(Ca2＋)·c(C2O)＝2.5×10－9，则溶液中c(C2O)＝ mol·L－1＝5×10－7 mol·L－1。
答案：(1)＜（2分）
(2)①降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出（3分）
②c(Na＋)＞c(HC2O)＞c(H)＋＞c(C2O)＞c(OH－)（3分）
(3)5×10－7 mol·L－1（3分）
10．(15分)物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡，它们都可看做化学平衡。请根据所学的知识回答：
(1)A为0.1 mol/L的(NH4)2SO4溶液，在该溶液中各种离子的浓度由大到小顺序为__________________________________________。
(2)B为0.1 mol/L NaHCO3溶液，请分析NaHCO3溶液显碱性的原因：___________________
_______________________________________________。
(3)C为FeCl3溶液，实验室中配制FeCl3溶液时常加入______________溶液以抑制其水解，若把B和C溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程式为________________________________。
(4)D为含有足量AgCl固体的饱和溶液，AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，在25℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。现将足量氯化银分别放入：
①100 mL蒸馏水中；②100 mL 0.2 mol/L AgNO3溶液中；③100 mL 0.1 mol/L氯化铝溶液中；④100 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分搅拌后，相同温度下c(Ag＋)由大到小的顺序是________(填写序号)；②中氯离子的浓度为________mol/L。
解析：(1)(NH4)2SO4溶液中NH水解使溶液呈酸性；(2)NaHCO3溶液的电离程度小于其水解程度，故溶液显碱性；
(3)为抑制FeCl3水解常加入盐酸，Fe3＋与HCO可发生双水解；(4)Ag＋浓度与溶液中的Cl－浓度有关，即c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp。
答案：(1)c(NH)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)（3分）
(2)HCO的水解程度大于其电离程度。溶液中c(OH－)>c(H＋)，故溶液显碱性（2分）
(3)盐酸(或HCl)（2分）
Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑（2分）
(4)②>①>④>③（3分） 9×10－10（3分）
11．（15分）氧化铁是一种重要的无机材料，化学性质稳定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性，从某种工业酸性废液(主要含Na＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－、SO)中回收氧化铁流程如图所示：
已知：常温下Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11；Ksp[Fe(OH)2]＝2.2×10－16；Ksp[Fe(OH)3]＝3.5×10－38；Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33
(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________，
指出使用空气的优点是：_______________________________________________。
(2)已知Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)===Fe(OH)3(s) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，题(1)中每生成1 mol含铁微粒时，放热Q2，请你计算1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝________。
(3)常温下，根据已知条件计算在pH＝5的溶液中，理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe3＋)＝________________________________。
(4)有人用氨水调节溶液pH，在pH＝5时将Fe(OH)3沉淀出来，此时可能混有的杂质是________(填化学式，下同)，用________试剂可将其除去。
解析：(1)酸性废液中通入空气时，Fe2＋被空气中的O2所氧化，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。该方法的优点是耗费少且无污染。
(2)根据盖斯定律，1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝－(Q2＋Q1)kJ·mol－1。
(3)溶液pH＝5，则c(OH－)＝10－9mol·L－1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝3.5×10－38可计算出 c(Fe3＋)为3.5×10－11 mol·L－1。
(4)根据Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33，可计算出溶液pH＝5 时，c(Al3＋)<1.0×10－6 mol·L－1，Al3＋也完全沉淀，故可能混有的杂质是Al(OH)3。Al(OH)3溶于强碱溶液，而
Fe(OH)3 不溶于强碱溶液，故可用NaOH溶液除去。
答案：(1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O （3分） 耗费少且无污染（2分）
(2)－(Q2＋Q1)kJ·mol－1（3分） (3)3.5×10－11 mol·L－1（3分）
(4)Al(OH)3（2分） NaOH（2分）
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