高中化学水的电离填空题

(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为                                   。
（2）第②步加H₂O₂的作用是                                      。
（3）该探究小组提出两种方案测定CuSO₄·5H₂O晶体的纯度。
方案一：取ag试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定（原理为：I₂＋2S₂O₃^2-===2I^－＋S₄O），到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00mL。
①滴定过程中可选用        作指示剂，滴定终点的现象是             。
②CuSO₄溶液与KI反应的离子方程式为                   。
方案二：取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol·L^-1 EDTA（H₂Y^2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如：Cu²⁺+H₂Y^2－＝CuY^2－+2H⁺。
③写出计算CuSO₄·5H₂O质量分数的表达式ω＝            。
④下列操作会导致CuSO₄·5H₂O含量的测定结果偏高的是         。（填序号）
a．未干燥锥形瓶   
b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡  
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子

（1）20℃时0.1 mol·L^－1NaOH分别滴定0.1 mol·L^－1HCl、0.1 mol·L^－1CH₃COOH的pH变化曲线如下。

根据上述曲线回答下列问题：
①测得醋酸起点pH为3，则20℃时该浓度醋酸的电离度为                  ；
②滴定开始后醋酸曲线变化比盐酸快的原因是                               ；
（2）25 ℃时0.1 mol·L^-1的H₂R水溶液中，用氢氧化钠来调节溶液pH，得到含有H₂R、HR^－、R^2－三种微粒的溶液。当c(Na⁺)=c(R^2－)+c(HR^－)+c(H₂R)时溶液的溶质为            (填化学式)。
（3）下图是某水溶液在pH从0至14的范围内H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2－三种成分平衡时的组成分数。

①下列叙述正确的是        。
A．此图是1.0 mol·L^－1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L^－1 HCl溶液的滴定曲线
B．在pH分别为6.37及10.25时，溶液中c(H₂CO₃)=c(HCO₃^－)=c(CO₃^2－)
C．人体血液的pH约为7.4，则CO₂在血液中多以HCO₃^－形式存在
D．若用CO₂和NaOH反应制取NaHCO₃，宜控制溶液的pH为7～9之间
（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如下表：

弱电解质	H2CO3	NH3·H2O
电离平衡常数	Ka1＝4.30×10^-7   Ka2＝5.61×10^-11	1.77×10^-5

现有常温下0.1 mol·L^-1的(NH₄)₂CO₃溶液，
①你认为该溶液呈       性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是               。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中正确的是                   。
A．c (NH₄⁺)＞c (CO₃^2-)＞c (HCO₃^-)＞c (NH₃·H₂O)
B．c(NH₄⁺)+c(H⁺)＝c(HCO₃^-)+c(OH^-)+c(CO₃^2-)
C．c (CO₃^2-) + c (HCO₃^-) +c (H₂CO₃)＝0.1 mol·L^-1
D．c (NH₄⁺)+ c (NH₃·H₂O)＝2 c (CO₃^2-) + 2c (HCO₃^-) +2 c (H₂CO₃)

NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，  
用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．请回答下列问题：

（1）相同条件下，相等物质的量浓度的NH₄Al（SO₄）₂中c（NH₄⁺）     （填“=”、“>”“<”）NH₄HSO₄中c（NH₄⁺）。
（2）如图1是0.1mol•L^﹣1电解质溶液的pH随温度变化的图象。
①其中符合0.1mol•L^﹣1 NH₄Al（SO₄）₂的pH随温度变化的曲线是        （填写字母）；
②室温时，0.1mol•L^﹣1 NH₄Al（SO₄）₂中2c（SO₄^2﹣）﹣c（NH₄⁺）﹣3c（Al³⁺）=        mol•L^﹣1（填数值）
（3）室温时，向100mL 0.1mol•L^﹣1 NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^﹣1 NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是     ；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是                                                。

某温度（t℃）下的溶液中，c（H^＋）＝10^－xmol/L，c（OH^－）＝10^－y mol/L，x与y的关系如下图所示．

请回答下列问题：
（1）此温度时，水的离子积K_w为　　　　， 则该温度t　　　　25℃（填“＞”“＜”“＝”）．
（2）若将此温度（t℃）下，pH＝11的苛性钠溶液a L
与pH＝1的稀硫酸b L混合（假设混合后溶液体积的微小变化忽略不计），试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比，并比较溶液中各离子的浓度大小．
①若所得混合液为中性，则a∶b＝　　　　；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是　　　　　　　　　．
②若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝　　　；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是　　　　　　．

水是极弱的电解质，改变温度或加入某些电解质会影响水的电离。请回答下列问题：
（1）纯水在100 ℃时，pH＝6，该温度下0.1 mol·L^－1的NaOH溶液中，溶液的pH＝       。
（2）25 ℃时，向水中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解的离子方程式为            ，由水电离出的c(OH^－)＝         mol·L^－1。
（3）体积均为100 mL、pH均为2的盐酸与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，

则HX是        （填“强酸”或“弱酸”），理由是                 。
（4）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：

化学式	电离常数(25 ℃)
HCN	K＝4.9×10^－10
CH3COOH	K＝1.8×10^－5
H2CO3	K1＝4.3×10^－7、K2＝5.6×10^－11

①25 ℃时，等浓度的NaCN溶液、Na₂CO₃溶液和CH₃COONa溶液，溶液的pH由大到小的顺序为       （填化学式）。
②25 ℃时，在0.5 mol/L 的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H^＋)约是由水电离出的c(H^＋)的        倍。

（1）25℃时，浓度为0.1 mol·L^－1的6种溶液：
①HCl， ②CH₃OOH， ③Ba(OH)₂，④Na ₂CO₃，⑤KCl，⑥NH₄Cl溶液
pH由小到大的顺序为_________________     _(填写编号)。
（2）25℃时，醋酸的电离常数Ka=1.7×10^-5mol/L，则该温度下CH₃COONa的水解平衡常数
K_h=         mol ·L^-1（保留到小数点后一位）。
（3）25℃时，pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液呈         （填“酸性”，“中性”或“碱性”），请写出离子浓度大小关系式：                                     。
（4）25℃时，将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液的pH＝7，则溶液中c(CH₃COO^－)+ c(CH₃COOH)=                      ，m与n的大小关系是ｍ     ｎ（填“>”“＝”或“<”）。

（1）25℃时，pH=12.0的KOH溶液中，由水电离出的C（OH^-）=_______mol/L；pH=12.0的K₂CO₃溶液中，由水电离出来的C（OH^-）=_______mol/L。
（2）常温下0.1mol·L^-1 CH₃COONa溶液PH=8
①用离子方程式表示CH₃COONa溶液PH=8的原因:                                   
②按物质的量浓度由大到小顺序排列该溶液中各种微粒（水分子除外）              
（3）FeCl₃的水溶液呈   （填“酸”、“中”、“碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：         ， 实验室在配制FeCl₃的溶液时，常将FeCl ₃固体先溶于     中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度，以        （填“促进”、“抑制”）其水解，否则得到的是浑浊的溶液。

（1）常温下pH="5" HCl溶液和pH=5的AlCl₃溶液中由水电离产生的c (H⁺) 之比等于          。 
（2）写出泡沫灭火器灭火时发生反应的离子方程式                             。
（3）常温下将0.01molCH₃COONa和0.02mol盐酸溶于水，配成0.5L混合溶液。溶液中共有            种微粒，各离子浓度从大到小的顺序为                           。
（4）常温下，向100 mL 0.01 mol·L^－1HA溶液逐滴加入0.02 mol·L^－1MOH溶液，图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况（忽略溶液混合时的体积变化）。

回答下列问题：
①由图中信息可知HA为_______酸（填“强”或“弱”） ② K点对应的溶液中c(M⁺)＋c(MOH)=       mol·L^－1。

（1）常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合c（H^＋）·c（OH^－）＝1×10^-20的溶液，其pH为____________，此时水的电离受到______________。
（2）已知：2NO₂（g）===N₂O₄（g）ΔH＝－57．20 kJ·mol^－1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO₂（g）===N₂O₄（g）达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是__________（填字母）。
A．减小NO₂的浓度      B．降低温度
C．增加NO₂的浓度      D．升高温度
（3）在某温度下，H₂O的离子积常数为1×10^-13 mol²·L^-2，则该温度下：
①0．01 mol·L^-1NaOH溶液的pH＝_____________；
②100 mL 0．1 mol·L^-1H₂SO₄溶液与100 mL 0．4 mol·L^-1的KOH溶液混合后，pH＝___________。
（4）已知一溶液有4种离子：X^＋、Y^－、H^＋、OH^－，下列分析结果肯定错误的是______________。
A．c（Y^－）>c（X^＋）>c（H^＋）>c（OH^－）     B．c（X^＋）＞c（Y^－）＞c（OH^－）＞c（H^＋）
C．c（H^＋）＞c（Y^－）＞c（X^＋）＞c（OH^－）   D．c（OH^－）＞c（X^＋）＞c（H^＋）＞c（Y^－）
（5）在25 ℃下，将a mol·L^-1的氨水与0．01 mol·L^-1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c（NH₄⁺）＝c（Cl^－）。则溶液显___________（填“酸”“碱”或“中”）性；用含a的代数式表示NH₃·H₂O的电离常数K_b＝________________。
（6）水溶液中的行为是中学化学的重要内容。已知下列物质的电离常数值（25 ℃）：
HClO：K_a＝3×10^-8  HCN：K_a＝4．9×10^-10   H₂CO₃：K_a1＝4．3×10^-7   K_a2＝5．6×10^-11
84消毒液中通入少量的CO₂，该反应的化学方程式为_____________________。

二氧化氯（ClO₂）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。

（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：   。
（2）A必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、     ；B也必须添加温度控制装置，应该是     (选填“冰水浴”或“热水浴”)装置。
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂。根据下图所示的NaClO₂的溶解度曲线，

请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：①    ；②    ；③洗涤；④干燥。
（4）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样；量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol·L^—1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂＝ Na₂S₄O₆ + 2NaI）
①滴定过程中，至少须进行两次平行测定的原因是    。
②原ClO₂溶液的浓度为     g / L（用步骤中的字母代数式表示）。

硫酸是强酸，中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是，硫酸在水中的第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，其电离情况为：
H₂SO₄＝H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-H⁺+SO₄^2-。
请回答下列有关问题：
（1）K₂SO₄溶液呈 ____________ (填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)，其理由是_____________________________(用离子方程式表示)。
（2）NaHSO₄溶液与NaHCO₃溶液反应的离子方程式为________________________________。
（3）若25℃时，0.10 mol·L^-1的NaHSO₄溶液中c(SO₄^2-)="0.029" mol·L^-1，则HSO₄^-的电离常数K_a="____________" (保留两位有效数字)；0.10 mol·L^-1的H₂SO₄溶液中c(H⁺)____________ 0.129mol·L^-1(填“>”、“=”或“<”)。

ⅠPM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。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^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM2.5试样的pH 。
（2）NO_x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：

则N₂和O₂反应生成NO的热化学反应方程式为        
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应：                   
②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极，KOH溶液作为电解质溶液，负极的电极反应式_     _
Ⅱ铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。
（1）检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：              （注明试剂、现象）。
（2）将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为         （填代号）。
A．氢氧化钠溶液       B．硫酸溶液        C．氨水       D．二氧化碳
（3）由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：          蒸发浓缩、冷却结晶、         、洗涤。
（4）SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为              （填代号）。

（1）今有①CH₃COOH ②HCl ③H₂SO₄三种溶液，当它们温度相同、pH相同时，其物质的量浓度由大到小排列的顺序是                （用序号表示）。
（2）某温度下，纯水中的c(H⁺)=2.0×10^-7mol/L，则此时溶液中c(OH^-)为__________mol/L。
（3）在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，请写出最先生成沉淀的离子方程式为                          。
（已知25℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu(OH)₂]=2.2×10^-20）。
（4）下列说法不正确的是           （填序号）。

A．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小

B．物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解都是吸热的

C．除去氯化钠溶液中的Mg^2+，用NaOH溶液沉淀Mg^2+比用Na2CO3溶液效果好，说明相同温度时Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大

D．沉淀反应中常加适当过量的沉淀剂，其目的是使相关离子沉淀完全

（1）常温下将0.2mol/LHCl溶液与0.2mol/LMOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=6，试回答以下问题：
①0.2mol/LHCl溶液中由水电离出的c（H⁺）__________0.2mol/LMOH溶液中由水电离出的c（H⁺）； （填“＞”、“＜”、或“=”）
②求出混合溶液中下列算式的精确计算结果（填具体数字）：c（Cl^-）-c（M⁺）=_________mol/L。
（2）常温下若将0.2mol/LMOH溶液与0.1mol/LHCl溶液等体积混合，测得混合溶液的pH>7，则说明在相同条件下MOH的电离程度________MCl的水解程度。（填“＞”、“＜”、或“=”）
（3）常温下若将pH=3的HR溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合，则混合溶液的pH_______。（填“＞7”、“＜7”、或“无法确定”）
（4）用0.1032mol/LHCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，重复三次的实验数据如下所示：

实验序号	0.1032mol/LHCl溶液体积/mL	待测NaOH溶液体积/mL
1	27.83	25.00
2	25.53	25.00
3	27.85	25.00

①待测NaOH溶液的物质的量浓度为_________mol/L。（保留四位有效数字）。
②下列情况可能引起测定结果偏高的是__________。
A．锥形瓶未用待测液润洗
B．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗
C．滴定前滴定管尖嘴中有一气泡，滴定后气泡消失了
D．滴定前，滴定管中的溶液液面最低点在“0”点以下
（5）滴定的方法有酸碱中和滴定、沉淀滴定、络合滴定等。沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，已知一些银盐的颜色和Ksp（20℃）如下，测定水体中氯化物的含量，常用标准硝酸银溶液进行滴定。

化学式	AgCl	AgBr	AgI	Ag2S	Ag2CrO4
颜色	白色	浅黄色	黄色	黑色	红色
Ksp	1.8×10^-10	5.0×10^-13	8.3×10^-17	2.0×10^-48	1.8×10^-10

滴定时，你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的_________。
A．KI        B．K₂CrO₄        C．KBr        D．K₂S

(12分)某科研小组在900℃的空气中合成出化学式为La₂Ca₂MnO_x的超导体材料，其中La以+3价存在。为确定x的值，进行如下分析：
步骤1：准确称取0.5250g超导体材料样品，放入锥形瓶中，加25.00mL0.06000mol•L^－1Na₂C₂O₄溶液(过量)和25mL6mol•L^－1HNO₃溶液，在60-70℃下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液A(该条件下，只有Mn元素被还原为Mn²⁺，Na₂C₂O₄被氧化为CO₂)。
步骤2：用0.02000mol•L^－1KMnO₄溶液滴定溶液A至终点，消耗10.00mL KMnO₄溶液。
（1）步骤1反应后溶液中Mn²⁺的物质的量浓度为0.02000mol•L^－1。常温下，为防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀，溶液的pH的范围为          [已知Mn(OH)₂的Ksp=2.0×10^－13]
（2）步骤2滴定终点的现象是                               。
（3）步骤2滴定终点读数时俯视刻度，其他操作都正确，则所测x的值将            (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（4）求x的值(写出计算过程)。