题目内容
现有常温下的0.1 mol/l纯碱溶液。
(1)该溶液呈碱性是因为存在水解平衡,相关离子方程式是:________________。为证明存在上述平衡,进行如下实验:在0.1 mol·l-1纯碱溶液中滴加酚酞,溶液显红色,再往溶液中滴加 (填化学式)溶液,红色逐渐退为无色,说明上述观点成立。
(2)同学甲查阅资料得知0.1 mol/LNa2CO3中,发生水解的CO32—不超过其总量的10%。请设计实验加以证明(写出实验方案及预期观察到的现象)。答: 。
(3)同学乙就该溶液中粒子浓度关系写出五个关系式,其中不正确的是 。
A.c(Na+)>2c(CO32—) |
B.c(CO32—)>c(OH-)>c(HCO3—)>c(H2CO3) |
C.c(OH-)=c(H+)+c(HCO3—)+2c(H2CO3) |
D.c(CO32—)+c(HCO3—)="0.1" mol·L-1 |
(4)室温下pH均为a的Na2CO3和NaOH溶液中,水电离产生的c(OH—)之比= 。
(1)CO32- + H2OHCO3- + OH- BaCl2或CaCl2
(2)测0.1 mol·L-1Na2CO3溶液pH,pH≤12 (3)D、E (4)10(2a-14)
解析试题分析:(1) 纯碱碳酸钠是强碱弱酸盐。在溶液中存在的水解平衡主要是CO32- + H2OHCO3- + OH-,还有HCO3- + H2OH2CO3-+ OH-。由于消耗了水电离产生的H+,所以最终使溶液中的c(OH-)>c(H+)。因此溶液显碱性。再往溶液中滴加与CO32-形成沉淀的物质如BaCl2或CaCl2,此时会放出沉淀反应,消耗了CO32-,c(CO32-)减小,尽管水解程度增大,但是单位体积中的OH-的物质的量减少,所以溶液的碱性减弱,红色逐渐退为无色。(2)在Na2CO3溶液中主要存在水解平衡CO32- + H2OHCO3- + OH-。c(CO32-)(始)=" 0.1" mol/L,若其水解程度等于10%,根据水解方程式可知:c(OH-)=0.01mol/L.c(H+)=10-12mol/L.pH=12.水解程度越大,水解产生的c(OH-)就越高,溶液的pH就越大。若水解程度小于10%,则c(H+)>10-12mol/L.pH<12.因此,测0.1 mol·L-1Na2CO3溶液pH,若pH≤12就证明0.1 mol/LNa2CO3中,发生水解的CO32—不超过其总量的10%。(3)A根据物料守恒可得c(Na+)=2c(CO32—)+2 c(HCO3—)+2c(H2CO3).所以c(Na+)>2c(CO32—) 。正确。B.在Na2CO3中存在水解平衡:CO32- + H2OHCO3- + OH-, HCO3- + H2OH2CO3-+ OH-。主要是第一步水解,所以c(HCO3—)> c(H2CO3);但是盐水解的程度是很微弱的,盐的电离作用大于水解作用,所以c(CO32—)> >c(HCO3—)。由于两步水解都产生OH-,HCO3—第一步水解产生,而在第二步水解中由消耗。所以c(OH-)>c(HCO3—)。因此在溶液中离子间的关系为: c(CO32—)>c(OH-)>c(HCO3—)>c(H2CO3)。正确。C.溶液显碱性。根据质子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3—)+2c(H2CO3)。正确。D.根据物料守恒可得c(CO32—)+c(HCO3—)+ c(H2CO3)="0.1" mol/L.错误。E.根据电荷守恒可得c(H+)+ c(Na+)= c(OH-)+c(HCO3—)+2c(CO32—).错误。(4)室温下pH均为a的Na2CO3溶液,c(H+)=10-a, c(OH-)(水)=10-14÷10-a =10a-14mol/L.对于pH=a的NaOH溶液c(H+)(水)= c(OH-)(水)=10-amol/L.所以水电离产生的c(OH—)之比=10a-14:10-a=10(2a-14)。
考点:考查盐的水解平衡、盐水解程度的测定、离子浓度的大小比较、相同pH的碱与盐的水的电离的知识。
(8分)取0.1 mol/L HA溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8。试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+) 0.1 mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”)。
(4)有相同温度下相同浓度的四种盐溶液:
A.NH4HCO3; | B.NH4A; | C.(NH4)2SO4; | D.NH4Cl,按pH由大到小的顺序排列(填序号)。 |
铬污染主要产生于铬矿的开采和冶炼。工厂排出的铬渣成分为SiO2、 A12O3、MgO、 Fe2O3、Na2Cr2O7等,其中危害最大的化学成分是Na2Cr2O7。已知:① Na2Cr2O7易溶于水,是强氧化剂。② +6价铬易被人体吸收,可致癌;+3价铬不易被人体吸收,毒性小。下面是实验室模拟处理铬渣、消除铬污染的工艺流程如下(部分操作和条件略):
(1)在酸浸过程中,稀H2SO4溶解A12O3的离子方程式是 。
(2)过滤1后的滤液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+ H2O 2CrO42-(黄色)+ 2H+,此时溶液应呈现的颜色是 。
(3)用FeSO4·7H2O还原 Na2Cr2O7的离子方程式是 。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀 | 1.5 | 3.4 | 4.9 | 6.3 | 9.6 |
完全沉淀 | 2.8 | 4.7 | 5.5 | 8.3 | 12.4 |
根据表中数据,流程中的a为 。
(5)分离滤渣2中物质,发生反应的离子方程式是 。
(6)过滤3所得滤液又回流到过滤1所得滤液中,其目的是 。
已知25°C时:
电解质 | Mg(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
溶度积 | 1.8×10-11 | 2.2×10-20 | 8.0×10-16 | 4.0×10-38 |
完全沉淀时的pH | 9.7 | 5.0 | 5.5 | 4.0 |
在物质的提纯中,常利用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂a进行反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的氯化铁杂质,先将混合物溶于水,再加入足量的氢氧化镁充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的硫酸亚铁杂质,先将混合物溶于水,再加入一定量的双氧水,将亚铁离子氧化,然后加入试剂b调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
(1)上述三种除杂方案都将Fe2+、Fe3+转化为________(填化学式)而除去。
(2)试剂a为________。
(3)写出②中除杂所发生的总反应的离子方程式:________。
(4)下列与方案③有关的叙述正确的是________(填字母序号)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引入杂质,不产生污染
B.将亚铁离子氧化的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4的试剂b是氢氧化铜或氧化铜
D.在pH大于4的溶液中Fe3+已完全不存在