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某10 mL溶液中可能含有OH-、CO32-、AlO2-、SiO32-、SO42-、Na+、K+、Fe3+、Mg2+、Al3+等离子,向溶液中逐滴加人1 mol/L的盐酸,生成沉淀物质的量与加入盐酸体积的关系如图所示,下列说法中正确的是(  
A.原溶液肯定含有OH-、CO32-、AlO2-、SiO32-、Na+
B.若原溶液中只含有某一种阳离子(不考虑水电离出来的氢离子)且忽略反应前后溶液体积变化,那么该离子在原溶液中的物质的量浓度为等
C.原溶液中n(CO32-):n(AlO2-)=3:4
D.a值肯定等于4
C

试题分析:根据题给图像知,开始向溶液中逐滴加人1 mol/L的盐酸无沉淀生成,说明加入的盐酸和溶液中的OH-反应,则溶液中存在大量氢氧根离子,与氢氧根离子反应的离子不能共存,溶液中一定没有Fe3+、Mg2+、Al3+;随着盐酸加入量的增加,反应生成沉淀逐渐增大,然后不变,最后沉淀量逐渐减少但不消失,说明溶液中AlO2-、SiO32-和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀,继续加入盐酸沉淀量不变,消耗盐酸的离子只能是CO32-离子,反应完后继续加入盐酸,沉淀逐渐减小,到不再改变,进一步证明沉淀是氢氧化铝和硅酸沉淀,氢氧化铝沉淀溶于盐酸,最后剩余沉淀为硅酸;硫酸根离子不能确定是否存在,根据溶液的电中性原则可知,溶液中K+、Na+至少存在一种。A、根据上述分析知,原溶液中肯定含有的离子是:OH-、SiO32-、AlO2-、CO32-,K+、Na+至少存在一种,错误;B、溶液中硫酸根离子不能确定是否存在,无法计算溶液中阳离子的物质的量浓度,错误;C、根据题给图像分析,与碳酸根离子反应的盐酸为2体积,氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积,结合反应CO32-+2H+=CO2↑+H2O ,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O分析,原溶液中含有CO32-与AlO2-的物质的量之比为3:4,正确;D、溶液中氢氧根的物质的量无法确定,无法计算a值,错误。
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二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为                                                。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是                                     
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是                                  
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。

①电源负极为      极(填A或B):
②写出阴极室发生反应依次为:                       
                           
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为             
KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定:
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成____            组实验进行对比即可得出结论。
(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如下表所示:
KMnO4酸性溶液浓度
(mol·L-1
溶液褪色所需时间(min)
 
第一次
第二次
第三次
0.02
14
13
11
0.002
6.7
6.6
6.7
 
①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时,KMnO4的平均反应速率(忽略混合前后溶液体积变化)。
②依据表中数据,不能得出“溶液的褪色所需时间越短,反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论。
KMnO4酸性溶液
H2C2O4溶液
浓度/ mol/L
体积(ml)
浓度/ mol/L
体积(ml)
0.02
2
b
4
a
2
c
4
 
则表中a=        ;b=         ;c=           。
(3)草酸电离常数:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时,它将转化为CO2和H2O。
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