高中化学水的电离试题

硫元素有多种化合价，可形成多种化合物。
（1）常温下用1mol•L^－1 100 mL NaOH溶液恰好完全吸收0.1mol SO₂气体，此反应的离子方程式为               ；该溶液pH<7的原因是              （结合方程式回答）。以石墨作电极，电解该物质的饱和溶液时，只有一个电极产生气体，写出阳极的电极反应式                。
（2）请按照浓度由大到小的顺序排列0.1mol/LNa₂SO₃溶液中的离子              。Na₂SO₃溶液放置于空气中一段时间后，溶液的pH        （填“增大”“减小”或 “不变”）。
（3）某同学在常温下设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

实验①可说明        （填字母）

A．该Na2S2O3溶液中水电离的c（OH^—）=10^—8mol/L

B．H2S2O3是一种弱酸

C．Na2S2O3是一种弱电解质

D．Na2S2O3水解方程式为S2O3^2—+2H2OH2S2O3+2OH^—

写出实验②发生反应的离子方程式                   。
（4）实验室制得的Na₂S₂O₃粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO₄标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO₄溶液不反应）。
称取1.28 g的粗样品溶于水，用0.40mol/L KMnO₄溶液（加入适量硫酸酸化）滴定，当溶液中S₂O₃^2—全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积20.00 mL。
5S₂O₃^2—+8MnO₄^—+14H⁺ ＝8Mn²⁺+10SO₄^2—+7H₂O）。试回答：
①此滴定实验是否需要指示剂     （填“是”或“否”），KMnO₄溶液置于    （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
②若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数的测量结果     （填“偏高”“偏低”或“不变”）。
③产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数为          。（Na₂S₂O₃·5H₂O式量：248）（保留小数点后两位数）

工业上利用含有一定浓度的I₂和CuSO₄溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO₃)₂,其生产流程如下：

已知：Ca(IO₃)₂微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.1×10^-12, Ksp(Cu₂S)=2.5×10^-48；
氧化性: HNO₃＞IO₃^—＞H₂O₂ 
（1）“还原”过程中主要反应的化学方程式为：2Na₂S₂O₃＋I₂ =       ＋ 2NaI。 
（2）在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na₂S的离子反应方程式                          。
（3）在氧化过程中先加入H₂O₂再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是                     。
（4）加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO₃)₂，则要调节pH至     （填“酸性” 或“中性”或“碱性”），原因是                                                              。
（5）Ca(IO₃)₂也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl₂，最后过滤得到Ca(IO₃)₂。写出电解时阳极发生的电极反应方程式                           ,用该方法制取Ca(IO₃)₂，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO₃)₂的质量为              ____kg（计算结果保留3位有效数字）。 

高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下：MnO₂熔融氧化：3MnO₂+ KClO₃+ 6KOH  3K₂MnO₄+ KCl+3H₂O；
K₂MnO₄歧化：3K₂MnO₄+ 2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂↓+2K₂CO₃。
已知K₂MnO₄溶液显绿色。请回答下列问题：
（1）MnO₂熔融氧化应放在        中加热（填仪器编号）。
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
（2）在MnO₂熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO₂气体，使K₂MnO₄歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒。

①为了能充分利用CO₂，装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A，打开旋塞C、D，往热K₂MnO₄溶液中通入CO₂气体，未反应的CO₂被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞        ，打开旋塞            ，轻轻挤压气囊F，使CO₂气体缓缓地压入K₂MnO₄溶液中再次反应，未反应的CO₂气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至K₂MnO₄完全反应。
②检验K₂MnO₄歧化完全的实验操作是                                    。
（3）利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析，原理为：
2MnO₄^－+5C₂O₄^2­－+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g，配成500mL溶液，用移液管量取25.00 mL待测液，用0.1000 mol·L^－1草酸钠标准溶液液进行滴定，终点时消耗标准液体积为50.00mL（不考虑杂质的反应），则高锰酸钾产品的纯度为         （保留4位有效数字，已知M(KMnO₄)=158g·mol^－1）。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，则测定结果将         。（填“偏大”、“偏小”、“不变”）

某探究小组将一批电子废弃物简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案：

已知：Cu²⁺ + 4NH₃·H₂O＝[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O
请回答下列问题：
（1）步骤①Cu与酸反应的离子方程式为                                        。
（2）步骤②加H₂O₂的作用是                  ，滤渣2为(填化学式)            。
（3）步骤⑤不能直接加热脱水的理由是                                          。
（4）若滤液1中Cu²⁺的浓度为0．02mol·L^-1，则氢氧化铜开始沉淀时的pH =          
(已知：Ksp[Cu(OH)₂]＝2．0×10^-20)。
（5）已知：2Cu²⁺＋4I^-＝ 2CuI↓＋I₂    I₂＋2S₂O₃^2-＝ 2I^-＋S₄O₆^2-
某同学为了测定CuSO₄·5H₂O产品的质量分数可按如下方法：取3．00g产品，用水溶解后，加入足量的KI溶液，充分反应后过滤、洗涤，将滤液稀释至250mL，取50mL加入淀粉溶液作指示剂，用0．080 mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，达到滴定终点的依据是                                            。
四次平行实验耗去Na₂S₂O₃标准溶液数据如下：

实验序号	1	2	3	4
消耗Na2S2O3标准溶液(mL)	25．00	25．02	26．20	24．98

 
此产品中CuSO₄·5H₂O的质量分数为               。

（本题14分）
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）．氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理。
①氯化铁做净水剂______________________；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板____________________________。
（2）．吸收剂X的化学式为                   ；氧化剂Y的化学式为________________。
（3）．碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）．过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为
2KOH＋Na₂FeO₄→K₂FeO₄＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_________。
（5）．K₂FeO₄在水溶液中易发生反应：4FeO₄^2+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^+3O₂↑。在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用      （填序号）。

A．H2O	B．稀KOH溶液、异丙醇
C．NH4Cl溶液、异丙醇	D．Fe(NO3)3溶液、异丙醇

（6）．可用滴定分析法测定粗K₂FeO₄的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO₄^2-＋CrO₂^-＋2H₂O→CrO₄^2-＋Fe(OH)₃↓＋OH^-
②2CrO₄^2-＋2H^＋→Cr₂O₇^2-＋H₂O
③Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋＋14H^＋→2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
现称取1．980 g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤，滤液定容于250 mL容量瓶中。每次取25．00 mL加入稀硫酸酸化，用0．1000 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为            。（答案用小数表示，保留3位小数）

某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时，弱酸HA在水中部分电离，当HA浓度为时，其电离度为0.20（电离度＝已电离的HA分子数/起始HA的总分子数）；在苯中部分发生双聚，生成（HA）₂。该平衡体系中，一元有机弱酸HA在溶剂苯（B）和水（W）中的分配系数为K，K＝C（HA）_B／C（HA）_W＝1.0，即达到平衡后，以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1：1；其他信息如下：

25℃平衡体系	平衡常数	焓变	起始总浓度
在水中，HA
在苯中，2HA

 
回答下列问题：
（1）计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K₁＝___________。
（2）25℃，该水溶液的pH为___________，（已知：1g2＝0.3，lg3＝0.5）在苯体系中HA的转化率为___________。
（3）在苯中，HA发生二聚：2HA（HA）₂，反应在较低温度下自发进行，则___________0。
（4）25℃混合体系中，HA在苯中发生二聚，若测得某时刻溶液中微粒浓度满足＝130，则反应向___________方向进行。

室温下，用某浓度NaOH溶液滴定一元酸HA的滴定曲线如图所示（横坐标为滴入NaOH的体积，纵坐标为所得混合液的pH）。下列判断正确的是（  ）

A．HA的浓度为1×10^-4mol•L^-1	B．实验时可选甲基橙作指示剂
C．pH=7时，溶液中c（Na^+）＞c（A^-）	D．V=10mL，酸碱恰好中和

常温下有0. 1 mol/L的以下几种溶液，①H₂SO₄溶液②NaHSO₄溶液③CH₃COOH溶液④HCl溶液⑤HCN溶液⑥NH₃·H₂O，其中如下几种溶液的电离度(即已经电离的占原来总的百分数)如下表(已知H₂SO₄的第一步电离是完全的)，回答下面问题:

①H2SO4溶液HSO4^-	②NaHSO4溶液HSO4^-	③CH3COOH	④HCl溶液
10%	29%	1.33%	100%

 
（1）常温下，pH相同的表格中几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是(填序号，下同)    _
（2）常温下，将足量的锌粉投人等体积pH=1的表格中几种溶液中，产生H₂的体积(同温
同压下)由大到小的顺序是_       _
（3）在25℃时，若用已知浓度的NaOH滴定未知浓度的CH₃ COOH应选用_       作指示剂，若终点时溶液pH = a，则由水电离的。c(H⁺)为_                 。
（4）在25℃时，将b mol·L^-1的KCN溶液与0. O1 mol·L^-1的盐酸等体积混合，反应达到平衡时，测得溶液pH = 7，则KCN溶液的物质的量浓度b_    0.01 mol·L^-1填“>”、“<”或“=”);用含b的代数式表示HCN的电离常数Ka=           

碱式氧化镍（NiOOH）可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni^2＋）废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下：

（1）加入Na₂CO₃溶液时，确认Ni^2＋已经完全沉淀的实验方法是       。
（2）已知K_sp[Ni(OH)₂]＝2×10^－15，欲使NiSO₄溶液中残留c(Ni^2＋)≤2×10^－5 mol·L^－1，调节pH的范围是     。
（3）写出在空气中加热Ni(OH)₂制取NiOOH的化学方程式：     。
（4）若加热不充分，制得的NiOOH中会混有Ni(OH)₂，其组成可表示为xNiOOH·yNi(OH)₂。现称取9.18 g样品溶于稀硫酸，加入100 mL 1.0 mol·L^－1 Fe^2＋标准溶液，搅拌至溶液清亮，定容至200 mL。取出20.00 mL，用0.010 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定，用去KMnO₄标准溶液20.00 mL，试通过计算确定x、y的值（写出计算过程）。涉及反应如下（均未配平）：
NiOOH＋Fe^2＋＋H^＋—Ni^2＋＋Fe^3＋＋H₂O  Fe^2＋＋MnO₄^－＋H^＋—Fe^3＋＋Mn^2＋＋H₂O

室温下，浓度均为0.10mol/L，体积均为V₀的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随的变化如图所示。下列叙述正确的是（   ）

A．稀释前两溶液的Ka:MOH溶液>ROH溶液

B．ROH的电离程度：b点小于a点

C．两溶液在稀释过程中，c(H^+)均逐渐减少

D．当时，若两溶液同时升高温度，则增大

某温度（T℃）下的溶液中，c（H⁺）=10^﹣x mol·L^﹣1，c（OH^﹣）=10^﹣y mol·L^﹣1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：

（1）此温度下，水的离子积Kw为            ，则该温度T        25（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在此温度下，向Ba（OH）₂溶液中逐滴加入pH=a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示．

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a=        ，实验②中由水电离产生的c（OH^﹣）=        mol·L^﹣1．
（3）在此温度下，将0.1mol·L^﹣1的NaHSO₄溶液与0.1mol·L^﹣1的Ba（OH）₂溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：

①按丁方式混合后，所得溶液显        （填“酸”、“碱”或“中”）性．
②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：                              ．
③按甲方式混合后，所得溶液的pH为           ．

氯酸钠(NaClO₃)是无机盐工业的重要产品之一。
（1）工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气，然后结晶除去氯化钙后，再加入适量的       （填试剂化学式），过滤后即可得到。
（2）实验室制取氯酸钠可通过如下反应3C1₂+6NaOH5NaC1+NaC1O₃+3H₂O
先往-5℃的NaOH溶液中通入适量C1₂，然后将溶液加热，溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图所示，图中C表示的离子是         。

（3）某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。则反应化学方程式为：              。
（4）样品中C1O₃^-的含量可用滴定法进行测定，步骤如下：
步骤1：准确称取样品ag（约2.20g），经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2：从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入25mL 1.000mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液（过量），再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸，静置10min。
步骤3：再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂，用0.0200mol/L K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至终点，消耗体积15.62mL。
步骤4：                               。
步骤5：数据处理与计算。
①步骤2中反应的离子方程式为        ；静置10min的目的是       。
②步骤3中K₂Cr₂O₇标准溶液应盛放在           （填仪器名称）中。
③为精确测定样品中C1O₃^-的质量分数，步骤4操作为           。
（5）在上述操作无误的情况下，所测定的结果偏高，其可能的原因的原因是       。

（1）常温下，用0.1000mol·L^-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100 0mol·L^-1CH₃COOH溶液所得滴定曲线如下图。已知起始①点溶液的pH为3，③点溶液的pH为7，则Ka(CH₃COOH)=____________。

（2）在用Na₂SO₃溶液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2-):n(HSO₃^-)变化关系如下表：

n(SO3^2-):n(HSO3^-)	91:9	1:1	9:91
pH	8.2	7.2	6.2

0.01mol·L^-1Na₂SO₃溶液中通人SO₂至溶液呈中性时，溶液中的所有离子的浓度由大到小的顺序是___________________。
（3）向0.1mol·L^-1的NaHSO₃中通人氨气至溶液呈中性时，溶液中的c(H⁺)、c(OH^-)、c(SO₃^2-)、c(Na⁺)、c(NH₄⁺)这五种离子浓度大小关系是____________________。
（4）已知Ca₃(PO₄)₂、CaHPO₄均难溶于水，而Ca(H₂PO₄)₂易溶，在含0.1molCa(OH)₂的澄清石灰水中逐滴加入1mol·L^-1的H₃PO₄，请作出生成沉淀的物质的量随H₃PO₄滴人体积从0开始至200mL的图像。

纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，经过滤、水洗除去其中的Cl^-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂。
用现代分析仪器测定TiO₂粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。
注：NH₄Fe（SO₄)₂是一种复盐。请回答下列问题：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_________________________。
（2）检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是_________________________。
（3）配制NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是______________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的_______（填字母代号）。

（4）滴定终点的现象是__________________________________________。
（5）滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g·mol^－1）试样w g，消耗C mol/L NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为___________________。
（6）判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe（SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果__  __。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。

中国环境监测总站数据显示，PM_2.5、SO₂、NOx等是连续雾霾过程影响空气质量显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对它们进行研究具有重要意义。请回答：
（1）将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH	SO	NO	Cl^－
浓度(mol/L)	4×10^−^6	6×10^−^6	2×10^−^5	4×10^−^5	3×10^−^5	2×10^−^5

根据表中数据计算PM_2.5待测试样的pH ＝             。
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)   △H＝             。
（3）消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
Ⅰ.NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示：

①由图可知SCR技术中的氧化剂为             。
②用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，当=1:1时，脱氮率最佳，已知每生成28g N₂放出的热量为QkJ，该反应的热化学方程式为             。
Ⅱ.工业上变“废”为宝，吸收工业中SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为             。
②装置Ⅲ还可以使Ce⁴⁺再生，若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液，当消耗1mol CH₄时，
理论上可再生             mol Ce⁴⁺。
Ⅲ.用活性炭还原法可以处理氮氧化物。如发生反应：
C(s)＋2NO(g)N₂(g)＋CO₂(g) △H＝Q kJ/mol。
在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间(min) 浓度(mol/L)	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①T_l℃时，该反应的平衡常数K＝             。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是________（答一种即可）。