2024届高三化学二轮专题复习:沉淀溶解平衡
一、单选题
1.(2023·全国·高三专题练习)下列说法正确的是
选项 实验 现象 结论
A 向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象
B 室温下,向浓度均为的和混合溶液中滴加溶液 出现白色沉淀
C 将溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加溶液 先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀 的溶度积比的大
D 将稀硫酸与反应产生的气体不断通入与的浊液中 白色沉淀逐渐变为黑色沉淀
A.A B.B C.C D.D
2.(2023春·北京海淀·高三校考开学考试)为探究溶液的性质,某学习小组设计了一系列实验,并记录实验现象如下表所示:
实验装置 实验序号 滴管试剂 试管试剂 实验现象
① 溶液 饱和溶液 产生白色沉淀
② 溶液 先变绿,继续滴加产生砖红色沉淀
③ 溶液 开始无明显现象,继续滴加产生白色沉淀,并有刺激性气味的气体生成
则以下说法正确的是
A.根据实验①可知,
B.对比实验①和②可知,氧化性
C.实验③,发生反应的离子方程式为:
D.产生沉淀时,三个试管中的浓度①>③>②
3.(2023秋·浙江嘉兴·高三统考期末)某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为:、,25℃时,(c为或浓度的值)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线②代表与的关系
B.的约为
C.向的溶液中加入溶液至,体系中元素M主要以存在
D.向的溶液中加入等体积的后,体系中元素M主要以存在
4.(2022秋·山东淄博·高三统考期末)一种废电解质渣(Ni、Fe、Cu及NH4F)制备NiCO3的工艺流程如下:
已知:①25℃时,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下:
开始沉淀的pH 2.3 6.8 4.2 7.0
完全沉淀的pH 3.2 8.3 6.7 9.5
②25℃时,,,;
③某离子沉淀完全时,其浓度
下列说法错误的是
A.“洗脱”可去除,所得滤液显酸性
B.“酸浸”可选用30%盐酸代替20%硝酸
C.“调pH”应调整pH的范围为6.7~7.0
D.“沉镍”使沉淀完全,应控制溶液中
5.(2023秋·辽宁营口·高三校联考期末)下列实验能达到目的的是
实验目的 实验方法或操作
A 测定中和反应的反应热 酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度
B 探究浓度对化学反应速率的影响 量取同体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的Na2SO3溶液,对比现象
C 判断反应后Ba2+是否沉淀完全 将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加1滴Na2CO3溶液
D Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 向2 mL 0.1 mol L-1AgNO3溶液中滴加2滴0.1 mol L-1NaCl溶液,观察现象。振荡试管,再滴加4滴0.1 mol L-1KI溶液,观察现象
A.A B.B C.C D.D
6.(2022秋·广东茂名·高三统考期末)下列实验操作对应的现象与结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 常温下将Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体在小烧杯中混合 烧杯壁变凉 该反应是吸热反应
B 将充有NO2的密闭烧瓶放入热水中 烧瓶内气体颜色变深 NO2生成N2O4的反应中,△H>0
C 将0.1mol/L的弱酸HA稀释成0.01mol/L,测量稀释前后溶液pH pH增大 稀释后HA电离程度减小
D 常温下向物质的量浓度均为0.1mol/L的NaCl和NaI混合溶液中逐滴滴入AgNO3溶液 先出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)
A.A B.B C.C D.D
7.(2023·全国·高三专题练习)实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)2,实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用1mL):
组别 药品1 药品2 实验现象
I 0.1 mol L 1NaOH溶液 0.1 mol L 1 MgCl2溶液 生成白色沉淀
II 0.1 mol L 1氨水 0.1 mol L 1 MgCl2溶液 无现象
III 1 mol L 1L氨水 1 mol L 1 MgCl2溶液 现象III
IV 1 mol L 1氨水 0.1 mol L 1 MgCl2溶液 生成白色沉淀
V 0.1 mol L 1氨水 1 mol L 1 MgCl2溶液 无现象
关于以上实验的说法正确是
A.实验Ⅱ、Ⅴ无现象,而Ⅳ生成白色沉淀,说明增大c(Mg2+)不能向生成沉淀的方向移动,增大氨水溶液的浓度才能向生成沉淀的方向移动
B.实验Ⅲ无现象,因为氯化镁溶液和氨水浓度都增大,则导致氯化铵浓度增大,而氢氧化镁可以溶解在氯化铵溶液中
C.由于氢氧化镁可以溶解在氯化铵溶液中,而氯化镁溶液和氨水反应可以生成氯化铵,所以该两种溶液混合后可能会出现先生成沉淀后溶解的现象
D.实验Ⅲ的现象是生成白色沉淀,因为增大两种溶液中任意一种的浓度,都能使混合液的离子积达到氢氧化镁的Ksp
8.(2023春·福建泉州·高三校联考阶段练习)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作正确且能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 检验丙烯醛中是否含有碳碳双键 向丙烯醛溶液中滴加溴水,溶液褪色
B 比较Ksp(CuS)和Ksp(ZnS)的大小 向浓度均为0.1mol L-1的CuSO4和ZnSO4的混合溶液中滴加Na2S溶液,观察现象
C 检验溶液中是否含有K+ 用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰颜色
D 判断Fe(NO3)2固体是否变质 取少量固体溶于蒸馏水,滴加少量稀硫酸,再滴入KSCN溶液,溶液变红
A.A B.B C.C D.D
二、多选题
9.(2022秋·山东淄博·高三统考期末)根据实验目的,下列操作及现象、结论都正确的是
实验目的 操作及现象 结论
A 比较和的大小 25℃时, 分别测浓度均为的和溶液的pH,后者pH大 <
B 比较和的大小 将pH相同的溶液和溶液均稀释10倍后,用pH计测量,的pH大
C 比较和的大小 向饱和CaSO4溶液中滴加相同浓度的Na2CO3溶液,产生白色沉淀
D 比较Cu2+和Fe3+对分解的催化效果 向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和FeCl3溶液,后者生成气体的速率快 催化效果
A.A B.B C.C D.D
10.(2023秋·山东日照·高三统考期末)下列各实验的操作、现象及结论都正确的是
实验 现象 结论
A 向含Fe3+、Mg2+的溶液中逐滴滴加NaOH溶液 首先产生红褐色沉淀 Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2]
B ①将CuO高温灼烧②向Cu2O中加入稀硫酸 ①固体由黑变红②溶液变蓝 Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)稳定,但Cu(Ⅱ)在水溶液中更稳定
C 常温下,向氨水中逐滴滴加盐酸 某时刻pH<7 此时不可能为10-7 mol·L-1
D 一定条件下,CO与H218O进行反应 检测到CO中含18O 证明该反应为可逆反应
A.A B.B C.C D.D
11.(2023春·山东菏泽·高三曹县一中校考开学考试)已知:25 ℃时,约为约为。下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.的溶液中:
B.pH相同的① 、② NaOH、③NaClO三种溶液中:③ >① >②
C.向浓度均为的NaCl和混合液中滴加溶液,先沉淀
D.氨水和溶液等体积混合:
12.(2023·全国·高三专题练习)高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:其中除杂过程包括:①向浸出液中加入一定量的X,调节浸出液的pH为3.5~5.5;②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;③…。下列说法正确的是
已知室温下:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)
A.试剂X可以是MnO、MnCO3等物质
B.除杂过程中调节浸出液的pH为3.5~5.5可完全除去Fe、Al、Mg等杂质
C.浸出时加入植物粉的作用是作为还原剂
D.为提高沉淀MnCO3步骤的速率可以持续升高温度
三、工业流程题
13.(2022秋·江西·高三江西省丰城中学校考阶段练习)草酸钴在化学中应用广泛,可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是、、,还含有少量、、CuO、FeO及杂质]制取草酸钴晶体()
的工艺流程如图所示:
常温下,有关沉淀数据如表(“完全沉淀时,金属离子浓度)。
沉淀
恰好完全沉淀时pH 10.1 9.4 6.7 2.8 5.2
回答下列问题:
(1)“浸取”前,需要对钴矿进行粉碎处理的目的是_______;浸出渣的主要成分是_______。(填化学式)。浸出液中主要含有、、、、和离子,写出“浸取”时,发生反应的化学方程式:_______。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_______。
(3)常温下,“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是_______;若“调节pH”后,溶液中,则需调节溶液pH的范围是_______(忽略溶液的体积变化)。
(4)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行,先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂,发生反应:。当溶液pH处于4.5到6.5之间时,萃取率随着溶液pH增大而增大,其原因是_______;反萃取时,应加入的物质是_______(填溶液名称)。
(5)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂,可以由草酸钴晶体在空气中加热制取,取36.6g草酸钴晶体,在空气中加热至恒重,得到CoO与的混合物15.8g,该混合物中CoO与的物质的量之比为_______。
14.(2022秋·江西南昌·高三南昌二中校考阶段练习)利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂,以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程,回答下列问题:
已知:①NaClO3不能氧化CoCl2
②流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
(1)浸出过程中加入Na2SO3目的是_______。
(2)加入Na2CO3调pH至5.2,目的是_______;萃取剂层含锰元素,则沉淀Ⅱ的主要成分为_______。
(3)操作Ⅰ包括:将水层加入浓盐酸调整pH为2~3,_______、_______、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
(4)将5.49g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。
温度范围/℃ 固体质量/g
150~210 4.41
290~320 2.41
经测定,整个受热过程,只产生水蒸气和CO2气体,则290~320℃温度范围,剩余的固体物质化学式为_______。[已知:CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g·mol 1]
15.(2022秋·甘肃兰州·高三西北师大附中校考期中)已知草酸镍晶体()难溶于水,常用于制镍粉。工业上从废镍催化剂(主要成分为Ni,含有一定量的Al2O3、FeO、SiO2、CaO等)制备草酸镍的流程如图所示:
已知:①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据:
金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Ni2+
开始沉淀的pH 1.1 5.8 3.0 6.8
完全沉淀的pH 3.2 8.8 5.0 9.5
②Ksp(CaF2)=1.46 ③当某物质浓度小于1 时,视为完全沉淀
回答下列问题:
(1)写出一种能提高“酸浸”速率的措施_______。滤渣Ⅰ的成分为和_______(填化学式)。
(2)“氧化”时反应的离子方程式为_______。
(3)“调”的范围为_______,用化学反应原理的相关知识简要说明滤渣Ⅱ的形成原因_______。
(4)“沉钙”过程中,当沉淀完全时,溶液中_______(列出计算式即可)。
(5)“沉镍”时的离子方程式为_______。
(6)操作a包含过滤、用乙醇洗涤、110℃下烘干等步骤,其中用乙醇洗涤的目的是洗去杂质和_______。
(7)某化学研究小组在文献中查阅到:受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如图所示,写出加热到400℃时,晶体受热分解的化学方程式为_______。
16.(2023秋·湖南株洲·高三校考阶段练习)含钒化合物广泛用于冶金、化工行业。由富钒废渣(含、和、FeO)制备的一种流程如下:
查阅资料:
部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下:
pH <1 1~4 4~6 6~8.5 8.5~13 >13
主要形式 多矾酸根 多矾酸根
备注 多矾酸盐在水中溶解度较小
4~6 6~8.5 8.5~13 >13
多矾酸根 多矾酸根
本工艺中,生成氢氧化物沉淀的pH如下:
物质
开始沉淀pH 7.0 1.9 3.2
沉淀完全pH 9.0 3.2 4.7
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,将“研磨”所得粉末与逆流混合的目的为_______;所生成的气体A可在_______工序中再利用。
(2)“酸浸”V元素发生的离子反应方程式_______。
(3)滤渣2含有的物质为_______。
(4)“转化Ⅱ”需要调整pH范围为_______,“转化Ⅲ”中含钒物质反应的离子方程式为_______。
(5)“沉钒”中加入过量有利于晶体析出,其原因为_______。
四、原理综合题
17.(2022秋·黑龙江佳木斯·高三建三江分局第一中学校考开学考试)冬季是雾霾天气高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
①在一定条件下,在一个容积固定为2L的密闭容器中充入0.8mol NO和1.20mol CO,开始反应至3 min时测得CO的转化率为20%,则用N2表示的平均反应速率为v(N2)=_______。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp=_______。
③该反应在低温下能自发进行,该反应的ΔH_______0。(填“>”、“=”或“<”)
(2)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,在恒温恒压条件下的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),到达平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L,现往容器中继续通入3molCO,此时v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”),判断的理由_______。
(3)已知:H2A=H++HA-,HA- H++A2-。常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,则0.1 mol·L-1的H2A溶液中氢离子浓度的大小范围是_______
18.(2022秋·重庆沙坪坝·高三重庆八中校考期中)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题。
(1)生活中明矾常作净水剂,其净水的原理是___________(用离子方程式表示)。
(2)常温下,取0.2mol/LHCl溶液与0.2mol/LMOH溶液等体积混合,测得混合后溶液的,则的MOH溶液的浓度___________0.1mol/L(填“<”、“>”或“=”)。
(3)含的废水毒性较大,某工厂废水中含的。为了使废水的排放达标,进行如下处理:
绿矾为。反应(I)中与的物质的量之比为___________。常温下若处理后的废水中,则处理后的废水的___________。
(4)已知25℃时草酸的电离常数为,,草酸钙的,碳酸钙的。
①常温下将0.2mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合后溶液pH___________7(填“>”、“<”或“=”),混合后溶液中各离子浓度的大小顺序为___________。
②25℃时若向20mL碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入0.01mol/L的草酸钾溶液10mL(忽略溶液体积变化),___________(填“能”或“不能”)产生沉淀,列式计算并给出理由___________。
参考答案:
1.A
【详解】A.根据题中描述可知黄色沉淀为,另一支试管中无明显现象,说明没有析出,证明,正确;
B.和均为白色沉淀,根据该实验现象不能判断出二者的的相对大小关系,错误;
C.对于组成类似(阴、阳离子个数比相同)的难溶电解质,溶度积大的易转化为溶度积小的,错误;
D.稀硫酸与反应可产生,通入与的浊液中,虽然白色沉淀变成黑色沉淀,但因溶液中存在,也可与反应产生沉淀,不能说明,错误;
故选A。
2.C
【详解】A.实验①中的白色沉淀是Ag2SO3,反应的离子方程式为2Ag++=Ag2SO3↓,说明Ag2SO3溶解度较小,则,故A错误;
B.实验②的溶液先变绿,继续滴加产生砖红色沉淀,说明有氧化亚铜生成,存在化合价变化,则与Cu 2+发生了氧化还原反应,还原性:Cu>Ag,则氧化性:,故B错误;
C.实验③中、Al3+之间发生双水解反应,反应的离子方程式为:,故C正确;
D.的Ksp很小,饱和溶液中浓度最小,故D错误;
故选C。
3.C
【详解】A.由题干信息知,随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,增大,即-lgc(M2+)增大,-lg减小,因此曲线①代表-lgc(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lg与pH的关系,A错误;
B.pH=7.0时,-lgc(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B错误;
C.根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、 均减小,则体系中元素M主要以M(OH) (s)存在,C正确;
D.的溶液中,由于溶解平衡是少量的,因此加入等体积的 0.4 mol·L-1的 HCl后,体系中元素M仍主要以存在,D错误;
故选C。
4.B
【分析】废电解渣加水溶解后过滤,得到滤液主要成分是NH4F,滤渣只要成分是Ni、Fe、Cu,向滤渣中加入20%HNO3将Ni、Fe、Cu均转化为可溶性的硝酸盐,加入NaOH溶液调节pH到6.7~7.0之间,使Cu2+、Fe3+转化为Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀而过滤除去,得到滤渣主要成分为Cu(OH)2、Fe(OH)3,滤液中含有的主要成分是Ni(NO3)2,向滤液中加入Na2CO3溶液进行沉镍得到NiCO3,过滤得到滤液和NiCO3,据此分析解题。
【详解】A.由已知信息可知,25℃时,,,则铵根离子的水解常数Kh1==5.5×10-10,F-的水解常数为Kh2==1.47×10-10 ,即铵根离子水解大于F-,故NH4F溶液呈酸性,即“洗脱”可去除NH4F,所得滤液显酸性,A正确;
B.由分析可知,“酸浸”时将Fe、Ni、Cu转化为可溶性硝酸盐,但盐酸不能以Cu反应且生成的亚铁盐很难通过调节pH值来分离混合溶液中Fe2+和Ni2+,故不可选用30%盐酸代替20%硝酸,B错误;
C.由分析可知,调节pH的目的是使Cu2+、Fe3+转化为Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀而过滤除去,而不产生Ni(OH)2沉淀,根据题干已知信息可知,“调pH”应调整pH的范围为6.7~7.0,C正确;
D.“沉镍”使沉淀完全即是使c(Ni2+)<10-6mol/L,故应控制溶液中,D正确;
故答案为:B。
5.C
【详解】A.酸碱中和滴定操作中没有较好的保温措施,热量散失太多,不能用于中和热的测定,A错误;
B.NaClO溶液和Na2SO3的溶液反应无明显的现象,无法根据实验现象进行浓度对化学反应速率影响的实验探究,B错误;
C.将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,二者反应产生BaCO3沉淀,反应后静置,向上层清液中再加1滴Na2CO3溶液,若有白色沉淀产生,说明Ba2+没有沉淀完全,若没有浑浊现象,则说明Ba2+沉淀完全,C正确;
D.由于Ag+过量,所以向反应后溶液中加入4滴0.1 mol L-1KI溶液时,过量Ag+与I-会反应产生AgI黄色沉淀,不能证明沉淀溶度积Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D错误;
故含量选项是C。
6.A
【详解】A.烧杯壁变凉,说明该反应常温下能自发,为吸热反应,故A正确;
B.烧瓶内气体颜色变深,说明平衡2NO2(g) N2O4(g)逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,ΔH<0,故B错误;
C.稀释促进弱电解质的电离,所以稀释后HA的电离程度增大,故C错误;
D.先出现黄色沉淀,说明AgI更难溶,二者为同种类型沉淀,溶解度越小则溶度积越小,所以Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故D错误;
故选:A。
7.D
【详解】A.对比试验分析实验Ⅳ、Ⅴ,c(NH3·H2O)、c(Mg2+)各不相同,MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡:Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq) 2NH4+(aq)+Mg(OH)2(s),该反应的平衡常数表达式为;,c(NH3·H2O)、c(Mg2+)改变相同的程度,c2(NH3·H2O)的影响更大(或起主要作用),不是增大c(Mg2+)不能向生成沉淀分析进行,是增大镁离子浓度还没有达到溶度积常数,故A错误;
B.IV中1 mol L 1氨水与0.1 mol L 1 MgCl2溶液混合产生表示沉淀,则Ⅲ中1 mol L 1氨水与1 mol L 1 MgCl2溶液混合,两实验中,溶液的氢氧根离子浓度相同,Ⅲ中镁离子的浓度更大,二者结合生成白色沉淀Mg(OH)2,故B错误;
C.氯化铵溶液中铵根离子增大会结合氢氧根离子生成弱电解质,氢氧化镁溶解,氯化镁溶液和氨水反应可以生成氯化铵和氢氧化镁沉淀,不能溶解在生成的氯化铵溶液中,故C错误;
D.IV中1 mol L 1氨水与0.1 mol L 1 MgCl2溶液混合产生表示沉淀,则Ⅲ中1 mol L 1氨水与1 mol L 1MgCl2溶液混合,两实验中,溶液的氢氧根离子浓度相同,Ⅲ中镁离子的浓度更大,因此实验Ⅲ的现象是生成白色沉淀,增大两种溶液中任意一种的浓度,都能使混合液的离子积达到氢氧化镁的Ksp,故D正确。
综上所述,答案为D。
8.B
【详解】A.碳碳双键、醛基都能与溴水反应,向丙烯醛溶液中滴加溴水,溶液褪色,不能证明丙烯醛中含有碳碳双键,A项不符合题意;
B.向浓度均为0.1mol L-1的CuSO4和ZnSO4的混合溶液中滴加Na2S溶液,观察现象,有黑色沉淀生成,说明:CuS溶解度更小,可比较Ksp(CuS)和Ksp(ZnS)的大小,故B符合题意;
C.用焰色试验检验溶液中含有钾离子需透过蓝色钴玻璃观察焰色,C项不符合题意;
D.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚铁离子,不能证明是否变质,应溶于水滴加KSCN溶液检验,D项不符合题意;
故选B。
9.BC
【详解】A.由于CH3COONH4中CH3COO-和均能发生水解,而NaHCO3中既能水解又能电离,故无法通过测量等浓度CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH大小来比较比较和的大小,A不合题意;
B.pH相同的HNO2溶液和CH3COOH溶液均稀释10倍后,酸性强的pH变化大,可证明Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH),B符合题意;
C.向饱和CaSO4溶液中滴加相同浓度的Na2CO3溶液,产生白色沉淀,说明生成了CaCO3白色沉淀,故说明Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),C符合题意;
D.催化剂中阴阳离子均不同,应控制阴离子相同比较Cu2+和Fe3+的催化效果,D不合题意;
故答案为:BC。
10.BD
【详解】A.题中没有告诉含Fe3+、Mg2+的溶液中两种离子的浓度关系,所以虽然先生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,也不能肯定Ksp[Fe(OH)3]比Ksp[Mg(OH)2]小,A不正确;
B.CuO高温灼烧,分解生成红色的Cu2O,表明Cu(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)稳定,Cu2O中加入稀硫酸,生成Cu2+等,则表明Cu(Ⅱ)在水溶液中更稳定,B正确;
C.某时刻pH<7,说明此时溶液显酸性,氨水反应完后,随着盐酸的不断加入,会由促进水的电离转化为抑制水的电离,在此过程中,一定会经过=10-7 mol·L-1这一时刻,C不正确;
D.CO与H218O反应生成的CO2中一定含有18O,CO中含有18O,则表明CO2又转化为CO,则此反应为可逆反应,D正确;
故选BD。
11.AD
【详解】A.碳酸氢钠溶液中存在质子守恒关系,故A正确;
B.氢氧化钠是强碱,次氯酸根离子的水解程度大于醋酸根离子,则浓度相同的醋酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠溶液pH大小顺序为②>③ >①,所以pH相同醋酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠溶液的钠离子浓度大小顺序为① > ③ > ②,故B错误;
C.由溶度积可知,饱和氯化银溶液中银离子浓度为,饱和铬酸银溶液中银离子浓度为,则氯化银的溶解度小于铬酸银,所以向浓度均为的NaCl和混合液中滴加溶液应先生成AgCl沉淀,故C错误;
D. 0. 2氨水和 溶液等体积混合生成,根据物料守恒可得,故D 正确;
故选AD。
12.AC
【分析】软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)加入浓硫酸和植物粉浸出,加入植物粉是一种还原剂,使Mn元素化合价由+4价降低为+2价,过滤除去滤渣,向浸出液中加入一定量的X调节pH为3.5~5.5生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,为了不引入新的杂质,可加入Mn(Ⅱ)的氧化物和碳酸盐,再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤,再向过滤液中加入碳酸氢铵形成沉淀,沉淀经充分洗涤,通过一系列操作得到高纯碳酸锰。
【详解】A.试剂X可以是MnO、MnCO3等物质,目的是调节溶液pH,利于生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,且不引入新杂质,故A正确;
B.Mg(OH)2完全沉淀时,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+) c2(OH-)=1.8×10-11=1×10-5×c2(OH-),则c(OH-)=×10-3mol·L-1,pOH=-lg×10-3=3-lg,则pH=14-pOH=11+lg,则pH为3.5~5.5时不能除去Mg杂质,故B错误;
C.加入植物粉是一种还原剂,使Mn元素化合价由+4价降低为+2价,故C正确;
D.碳酸氢铵不稳定受热易分解,温度太高碳酸氢铵分解,造成原料的浪费,因此温度不宜太高,故D错误;
答案选AC。
13.(1) 增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(2)
(3) 、、
(4) 溶液pH增大,溶液中降低,平衡向正反应方向移动 稀硫酸
(5)1:1
【分析】以钴矿[主要成分是、、,还含有少量、、CuO、FeO及杂质]制取草酸钻晶体(),钴矿中加入Na2SO3、稀硫酸浸取,浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Mn2+和,则Co、Co(OH)2、Al2O3、CuO、FeO都和稀硫酸反应生成硫酸盐,MnO2被还原为Mn2+、Co2O3被还原为Co2+,同时被氧化为,SiO2不溶于稀硫酸,所以浸出渣为SiO2;向滤液中加入H2O2,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入NaOH调节pH值,Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀而除去,滤液提纯后加入(NH4)2C2O4沉钻,得到。
【详解】(1)反应物接触面积越大,反应速率越快,浸取率越大,所以“浸取”前,需要对钻矿进行粉碎处理的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率;浸出渣的主要成分是SiO2;浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Mn2+和离子,“浸取“时,被还原为Co2+,同时被氧化为,Co元素化合价由+3降低至+2,S元素化合价由+4升高至+6,化合价升降守恒、原子守恒可知发生反应的化学方程式为。
(2)“氧化”时,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,H2O2中O元素化合价由+1降低至-2,Fe元素化合价由+2升高至+3,根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈酸性可知发生反应的离子方程式为。
(3)根据表中数据知,当Co2+生成沉淀时,Cu2+、Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀,常温下,“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是、、;pH=9.4时,Co2+完全转化为沉淀,,溶液中,=,若“调节pH”后,溶液中,当时,溶液中,,溶液pH=7.4,因此需调节溶液pH的范围是。
(4)当溶液pH处于4.5到6.5之间时,Co2+萃取率随溶液pH增大而增大,其原因是溶液的pH增大,溶液中减小,平衡向正反应方向移动;反萃取时,应加入的物质是稀硫酸,使该可逆反应平衡逆向移动。
(5)36.6g草酸钴晶体的物质的量为,根据Co原子守恒得,设CoO的物质的量为xmol,Co3O4的物质的量为ymol,则,解得x=0.05,y=0.05,因此该混合物中CoO与的物质的量之比为0.05mol:0.05mol=1:1。
14.(1)将Fe3+、Co3+还原或将Co3+还原
(2) 使Fe3+和Al3+沉淀完全 CaF2和MgF2
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4)Co3O4(或CoO·Co2O3)
【分析】水钴矿中加入盐酸,可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co3+、Fe3+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等,则加入的Na2SO3将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+。工艺流程最终得到草酸钴,加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe(OH)3、A(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2,用NaF除去钙离子、镁离子,过滤后,向滤液中加入萃取剂,将锰离子萃取,萃取后的水层中主要含有CoCl2,加入草酸铵溶液得到草酸钻。
【详解】(1)浸出过程中加入Na2SO3目的是将Fe3+、Co3+还原或将Co3+还原;
(2)根据以上分析可知加入Na2CO3调pH至5.2,目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全,可得到Fe(OH)3、A(OH)3沉淀;萃取层含锰元素则沉淀Ⅱ的主要成分为CaF2和MgF2;
(3)操作Ⅰ包括:将水层加入浓盐酸调整pH为2~3、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、减压烘干等过程;
(4)5.49g草酸钴晶体的物质的量是0.03mol,分解生成水的质量是1.08g,所以150-210°C时失水,剩余固体是CoC2O4;290-320°C时剩余固体中Co的质量是1.77g,氧原子是质量是2.41g-1.77g=0.64g,物质的量为0.64÷16=0.04mol,则剩余固体中Co原子与O原子的物质的量比为3:4,所以化学式为Co3O4。
15.(1) 搅拌、适当升高温度或适当提高硫酸的浓度(任写一种即可); SiO2
(2)
(3) ,,氢氧化镍消耗氢离子,促进水解平衡正向移动,从而形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀
(4)
(5)
(6)便于快速干燥
(7)
【分析】废镍催化剂酸浸后,SiO2不溶,滤渣I中为CaSO4和SiO2,滤液中金属阳离子为Fe2+、Ni2+、Al3+、Ca2+,过氧化氢氧化Fe2+为Fe3+,加Ni(OH)2调溶液的pH值,Al3+、Fe3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,为滤渣II的主要成分;加入氟化铵沉钙,得到CaF2沉淀,为滤渣III的主要成分;加草酸铵后镍离子形成草酸镍沉淀,经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的草酸镍晶体。
【详解】(1)提高“酸浸”速率的措施是:搅拌、适当升高温度或适当提高硫酸的浓度(任写一种即可);滤渣Ⅰ的成分为和SiO2;
(2)过氧化氢氧化Fe2+为Fe3+,反应的离子方程式为:;
(3)“调”时Al3+、Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,故pH值范围为:;调节pH值时,,,氢氧化镍消耗氢离子,促进水解平衡正向移动,从而形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀;
(4)“沉钙”过程中,当沉淀完全时,钙离子浓度小于,故;
(5)“沉镍”时的离子方程式为:;
(6)乙醇易挥发,操作a包含过滤、用乙醇洗涤、110℃下烘干等步骤,其中用乙醇洗涤的目的是洗去杂质和便于快速干燥;
(7)草酸铁晶体受热分解首先失去结晶水,得到FeC2O4,即A点对应物质,400oC时固体质量减少,应为草酸亚铁分解生成铁的氧化物,且氧化物的质量为0.4g。设铁的氧化物的化学式为FexOy,根据铁守恒,,氧元素的质量为: ,故,故氧化物为FeO,根据得失电子守恒,化学方程式为:。
16.(1) 增大原料接触面积,加快反应速率,使反应更充分 转化Ⅲ
(2)V2O5+2H+=2VO+H2O
(3)V2O5、Fe(OH)3
(4) > 13 VO+2CO2+H2O=VO+2HCO
(5)利用同离子效应降低NH4VO3的溶解度,便于完全沉淀
【分析】由题给流程可知,富钒废渣和碳酸钠固体混合研磨后,高温下在氧气在焙烧时,碳酸钠转化为二氧化碳,钒的氧化物转化为五氧化二钒,转化为偏铝酸钠和硅酸钠,氧化亚铁转化为氧化铁,将得到的烧渣加入盐酸调节溶液 pH 小于进行酸浸,将五氧化二钒转化为 VO ,硅酸钠转化为硅酸沉淀,偏铝酸钠转化为铝离子,氧化铁转化为铁离子,过滤得到滤渣1和滤液1,向滤液1中加入氢氧化钠溶液调节溶液 pH 为3,将VO离子转化为五氧化二钒、铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到滤渣2和滤液2;向滤渣2中加入氢氧化钠溶液调节溶液 pH 大于13,将五氧化二钒转化为VO 离子,过滤得到滤渣3和滤液3;向滤液3中通入过量二氧化碳气体,将溶液中VO 离子转化为VO离子,向转化后的溶液中加入氯化铵溶液得到钒酸铵沉淀,过滤得到钒酸铵;煅烧钒酸铵固体得到氨气和五氧化二钒。
【详解】(1)将“研磨”所得粉末与逆流混合的目的是:使反应物充分接触,加快反应速率.;
气体体A 是CO2.后续工序亚中刚好需要CO2,故CO2在转化Ⅲ中再利用;
(2)酸浸时,pH <1,由表知 V 元素以 形式存在.故反应为:V2O5+2H+=2VO+H2O;
(3)调节溶液 pH 为3.0时,Fe3+已接近沉淀完全,而pH 为1~4时,V 元素以V2O5形式存在,故滤渣2含有物质为:V2O5、Fe(OH)3;
(4)转化II的目的是使滤渣2中的V2O5溶解与Fe(OH)3分离,由题干信息可知多钒酸盐在水中溶解度小,故应调节pH>13;此时,V 元素以VO存在,向滤液3中通入过量二氧化碳气体,将溶液中VO 离子转化为VO离子,故反应方程式为:VO+2CO2+H2O=VO+2HCO
(5)钒酸铵中存在沉淀溶解平衡,加入过量的氯化铵,使铵根离子浓度增大,平衡向逆向移动,有利于晶体析出,故答案为:利用同离子效应降低NH4VO3的溶解度,便于完全沉淀。
17.(1) 0.02 mol·(L·min)-1 <
(2) = Q=K,平衡不移动
(3) 0.1 mol·L-1 0.11 mol·L-1 c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
(4)3
【详解】(1)(1)①消耗CO物质的量为1.2mol×20%=0.24mol,v(CO)= mol/(L·min),速率之比等于化学计量数之比,则v (N2)=v (CO)=0.02mol/(L·min);
故答案为:0.02mol/(L·min);
②由题目信息可知,用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数为:生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比,2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数Kp=
故答案为:
③正反应为气体物质的量减小的反应,为嫡减反应,△S<0,而△H-T△S<0反应自发进行,该反应在低温下能自发进行,故该反应的△H<0;
故答案为:<。
(2)温度不变,平衡常数不变,平衡常数K=,通入3 mol CO,瞬间体积变为3L×=6L,浓度商Q==9=K,平衡不移动,故v(正)= v(逆);
故答案为:=;Q=K,平衡不移动。
(3)H2A=H++HA-,HA-=H++A-可知,第一步完全电离,第二步不完全电离,0.1mol·L-1的H2A溶液中H2A第一步电离出氢离子浓度是0.1mol/L,0.1mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,说明HA-电离比水解多出0.01mol/L,HA-的电离较微弱,所以电离出氢离子浓度小于0.01mol/L,则0.1mol·L-1的H2A溶液中氢离子浓度的大小范围是0.1mol/L
故答案为:0.1mol/L;0.11mol/L;c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)> c(OH-)。
(4)(4)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,要使溶液中的Fe3+沉淀完全,残留在溶液中的c(Fe3+)<10-5 mol·L-1;Ksp= c(Fe3+)·c(OH-)3 = 10-5×c(OH-)3=1 × 10-38,c(OH-)=10-11mol·L-1,c(H+)= =10-3 mol·L-1,溶液pH=3;
故答案为:3。
18.(1)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(2)>
(3) 1:6 6
(4) < c(K+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-) 能 碳酸钙饱和溶液中c(Ca2+)==5×10-5mol/L,加入0.01mol/L的草酸钾溶液10mL以后,c(Ca2+)=mol/L,草酸根离子浓度为mol/L,c(Ca2+)×c()=×=>草酸钙的Ksp
【详解】(1)硫酸铝钾溶液中含有铝离子,铝离子水解生成氢氧化铝胶体和氢离子,氢氧化铝胶体具有吸附性,所以能净水,水解方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(2)两者恰好完全反应生成MCl,混合溶液呈酸性,说明MCl是强酸弱碱盐,则MOH为弱碱,部分电离,所以pH=13的MOH溶液的浓度大于0.1mol/L。
(3)氧化还原反应离子方程式为6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,其物质的量之比等于计量数之比,可求得与FeSO4的物质的量之比为1:6。Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)= c3(OH-)×6.0×10-7=6.0×10-31,c(OH-)=mol/L=1×10-8mol/L,pH=6。
(4)①将等体积等浓度的草酸和KOH混合,反应生成KHC2O4,K2=5.4×10-5>,则草酸氢根离子的电离程度大于水解程度,则混合溶液的pH<7,c(H+)>c(OH-),溶液中离子浓度大小顺序为c(K+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-)。
②碳酸钙饱和溶液中c(Ca2+)==5×10-5mol/L,加入0.01mol/L的草酸钾溶液10mL以后,c(Ca2+)=mol/L,草酸根离子浓度为mol/L,c(Ca2+)×c()=×=>草酸钙的Ksp,故能生成沉淀。