高中化学水的电离试题

(14分)砷（As）广泛分布于自然界，其原子结构示意图是。
（1）砷位于元素周期表中     族，其气态氢化物的稳定性比NH₃      （填“强”或“弱”）。
（2）砷的常见氧化物有As₂O₃和As₂O₅，其中As₂O₅热稳定性差。根据下图写出As₂O₅分解为As₂O₃的热化学方程式：                             。

（3）砷酸盐可发生如下反应：AsO₄^3-＋2I^﹣＋2H⁺ AsO₃^3-＋I₂＋H₂O。下图装置中，C₁、C₂是石墨电极。

①A中盛有棕色的KI和I₂的混合溶液，B中盛有无色的Na₃AsO₄和Na₃AsO₃的混合溶液，当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C₂上发生的电极反应是          。
②一段时间后，当电流计指针回到中间“0”位时，再向B中滴加过量浓NaOH溶液，可观察到电流计指针______（填“不动”、“向左偏”或“向右偏”）。
（4）利用（3）中反应可测定含As₂O₃和As₂O₅的试样中的各组分含量（所含杂质对测定无影响），过程如下：
①将试样溶于NaOH溶液，得到含AsO₄^3-和AsO₃^3-的混合溶液。
As₂O₅与NaOH溶液反应的离子方程式是                      。
②上述混合液用0.02500 mol·L^-1的I₂溶液滴定，消耗I₂溶液20.00 mL。滴定完毕后，使溶液呈酸性，加入过量的KI，析出的I₂又用0.1000 mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00 mL。（已知2Na₂S₂O₃＋I₂＝Na₂S₄O₆＋2NaI）试样中As₂O₅的质量是      g。

（14）铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃ ，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na₂Cr₂O₇·2H₂O（已知Na₂Cr₂O₇是一种强氧化剂），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:
①常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2－
②常温下，Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10^-31
回答下列问题：
（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr₂O₃为原料，利用铝 热反应制取金属铬的化学方程式                        。
（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是            。
（3）固体E的主要成分是Na₂SO₄，根据下图分析操作a为              、             。

（4）已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr₂O₇^2-，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：

①Cr(OH)₃的化学性质与Al(OH)₃相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为                                  ；
②下列溶液中可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是       （填选项序号）；

A．FeSO4溶液

B．浓H2SO4

C．酸性KMnO4溶液

D．Na2SO3溶液

③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr³⁺是否沉淀完全          ；
④上述流程中，每消耗0.1molNa₂S₂O₃转移0.8mole^-，则加入Na₂S₂O₃溶液时发生反应的离子方程式为                                   。

已知重铬酸钾（K₂Cr₂O₇)溶液中存在如下平衡：Cr₂O₇^2-（橙色)+ H₂O2H^＋+ 2CrO₄^2-（黄色),①向2 mL 0．1 mol·L^-1 K₂Cr₂O₇溶液中滴入3滴6 mol·L^-1 NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色；向所得溶液中再滴入5滴浓H₂SO₄，溶液由黄色变为橙色。②向2 mL 0．1 mol·L^-1酸化的K₂Cr₂O₇溶液中滴入适量（NH₄)₂Fe（SO₄)₂溶液，溶液由橙色变为绿色，发生反应：Cr₂O₇^2- + 14H^＋+ 6Fe²⁺2Cr³⁺（绿色) + 6Fe³⁺ + 7H₂O。下列分析正确的是

A．实验①和②均能证明K2Cr2O7溶液中存在上述平衡

B．实验②能说明氧化性：Cr2O7^2-> Fe^3+

C．CrO4^2-和Fe^2+在酸性溶液中可以大量共存

D．稀释K2Cr2O7溶液时，溶液中各离子浓度均减小

(本题16分)钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO₂、Al₂O₃及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如图：

物质	V2O5	NH4VO3	VOSO4	(VO2)2SO4
溶解性	难溶	难溶	可溶	易溶

部分含钒化合物在水中的溶解性如上表：
请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H⁺之外的阳离子有___________。
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是(写化学式)            。
（3）反应④的离子方程式为            。
（4）25℃、101 kPa时，ⅰ、4Al(s)＋3O₂(g)2Al₂O₃(s)   ΔH₁＝-a kJ/mol
ⅱ、4V(s)＋5O₂(g)2V₂O₅(s)  ΔH₂＝-b kJ/mol
用V₂O₅发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是           。
（5）钒液流电池(如图所示)具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H⁺通过。电池放电时负极的电极反应式为          ，电池充电时阳极的电极反应式是                        。

（6）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2V＋H₂C₂O₄＋2H⁺2VO²⁺＋2CO₂↑＋2H₂O。取25．00 mL 0．1000 mol/LH₂C₂O₄标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24．0 mL，由此可知，该(VO₂)₂SO₄溶液中钒的含量为            g/L。

现用盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有下列操作：
①向溶液中加入1~2滴指示剂。
②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中。
③用氢氧化钠溶液滴定至终点。
④重复以上操作。
⑤配制250 mL盐酸标准溶液。
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。
（1）以上各步中，正确的操作顺序是________________________________（填序号），上述②中使用的仪器除锥形瓶外，还需要_____________，使用________作指示剂。
（2）滴定并记录V（NaOH）的初、终读数。数据记录如下表：

滴定次数	1	2	3	4
V（标准溶液）/mL	20.00	20.00	20.00	20.00
V（NaOH）/mL（初读数）	0.10	0.30	0.00	0.20
V（NaOH）/mL（终读数）	20.08	20.30	20.80	20.22
V（NaOH）/mL（消耗）	19.98	20.00	20.80	20.02

某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为
V(NaOH) = mL =" 20.02" mL
他的计算合理吗？           。理由是                               。
通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲线如下图所示，则a        20.02(填“＞”“＜”或“=”）。

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_________。

(12分)软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O ，反应的化学方程式为：MnO₂＋SO₂=MnSO₄
（1）质量为17．40g纯净MnO₂最多能氧化_____L(标准状况)SO₂。
（2）已知：K_sp[Al(OH)₃]=1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃]=3×10^－39，pH=7．1时Mn(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe^3＋、Al^3＋(使其浓度小于1×10^－6mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为________。
（3）下图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为_______。

（4）准确称取0．1710gMnSO₄·H₂O样品置于锥形瓶中，加入适量H₂PO₄和NH₄NO₃溶液，加热使Mn^2＋全部氧化成Mn^3＋，用c(Fe^2＋)=0．0500mol·L^－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn^3＋被还原为Mn^2＋)，消耗Fe^2＋溶液20．00mL。计算MnSO₄·H₂O样品的纯度(请给出计算过程)

现有常温下pH＝2的盐酸甲和pH＝2的醋酸溶液乙，请根据下列操作回答问题：
（1）常温下0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀释过程，下列表达式的数据一定变小的是________。
A. c（H⁺）                B. c（H⁺）/ c（CH₃COOH）         
C. c（H⁺）·c（OH^－）         D. c（OH^－）/ c（H⁺）
（2）取10mL的乙溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡       （填“向左”、“向右”或“不”）移动；另取10mL的乙溶液，加入少量无水醋酸钠固体（假设加入固体前后，溶液体积保持不变），待固体溶解后，溶液中c（H⁺）/c（CH₃COOH）的比值将       （填“增大”、“减小”或“无法确定”）。
（3）相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，各稀释100倍。稀释后的溶液，其pH大小关系为：pH（甲）_____pH（乙）（ 填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）取等体积的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和，则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为：V（甲）           V（乙）（ 填“＞”、“＜”或“＝”）。
（5）已知25℃时，两种酸的电离平衡常数如下：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO
电离平衡常数K1	1.8×10^－5	4.3×10^－7	3.0×10^－8
K2	——	5.6×10^－11	——

下列四种离子结合H^＋能力最强的是______________。
A. HCO₃^－        B. CO₃^2－         C. ClO^－         D. CH₃COO^－
写出下列反应的离子方程式：
CH₃COOH＋Na₂CO₃（少量）：_________________；
HClO＋Na₂CO₃（少量）：___________________。

A、B、C、D、E五种溶液分别是NaOH、NH₃·H₂O、CH₃COOH、HCl、NH₄HSO₄中的一种。常温下进行下列实验：
①将1 L pH＝3的A溶液分别与0.001mol·L^-1  xL B溶液、0.001mol·L^-1 yL D溶液充分反应至中性，x、y大小关系为：y＜x；②浓度均为0.1mol·L^-1A和E溶液，pH：A＜E；③浓度均为0.1mol·L^-1C与D溶液等体积混合，溶液呈酸性。
回答下列问题：
（1）D是     溶液，判断理由是                                     。
（2）用水稀释0.1 mol·L^-1B时，溶液中随着水量的增加而减小的是      (填写序号)。
①        ②      ③c(H⁺)和c(OH^-)的乘积    ④OH^-的物质的量
（3）OH^-浓度相同的等体积的两份溶液A和E，分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌粉，且放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是________(填写序号)。
①反应所需要的时间E>A               ②开始反应时的速率A>E
③参加反应的锌粉物质的量A=E         ④反应过程的平均速率E>A
⑤A溶液里有锌粉剩余                 ⑥E溶液里有锌粉剩余
（4）将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液，升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如右图中的_________曲线(填写序号) 。

（5）室温下，向0.01mol·L^-1 C溶液中滴加0.01mol·L^-1 D溶液至中性，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_______________。

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=           

实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生测定盐酸的浓度在实验室中进行实验。请完成下列填空：
（1）配制100ml 0.10mol·L^－1NaOH标准溶液，计算需称量      g氢氧化钠固体。
（2）取20.00mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用自己配制的标准液NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2～3次，记录数据如下：

① 滴定达到终点的标志是               。
② 根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为           （保留两位有效数字）。
③ 排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的           ，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。

④ 在上述实验中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏高的有：             。

A．滴定终点读数时俯视读数

B．酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸溶液润洗

C．锥形瓶水洗后未干燥

D．称量NaOH固体中混有Na2CO3固体

E、配制好的NaOH标准溶液保存不当，部分与空气中的CO₂反应生成了Na₂CO₃
F、碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失

常温下，用0.100 0 mol·L^－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L^－1 CH₃COOH溶液，所得滴定曲线如图所示．下列说法正确的是（   ）

A．点①所示溶液中：c(CH3COO^－)＋c(OH^－)＝c(CH3COOH)＋c(H^＋)

B．点②所示溶液中：c(Na^＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO^－)

C．点③所示溶液中：c(Na^＋)＞c(OH^－)＞c(CH3COO^－)＞c(H^＋)

D．滴定过程中可能出现：c(CH3COOH)＞c(CH3COO^－)＞c(H^＋)＞c(Na^＋)＞c(OH^－)

（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。

下列说法正确的是（  ）

A．c(H^+):c(OH^-)=1:10^-2的溶液中K^+、Ba^2+、ClO^-、CO3^2-一定能大量存在

B．室温下，水电离出来的c(H^+)＝10^－13mol/L的溶液中K^+、Cl^-、NO3^－、I^－一定能大量存在

C．相同温度下，等物质的量浓度的下列溶液：①H2CO3②Na2CO3③NaHCO3④(NH4)2CO3中c(CO3^2-)的大小关系为②>④>③>①

D．往0.1mol/LCH3COOH溶液中通入少量HCl，醋酸的电离平衡向逆反应方向移动，且溶液中c(CH3COOH)/c(H^+)·c(CH3COO^-) 增大

铅及其化合物在工业生产生活中都具有非常广泛的用途。
（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下：
2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）↑H="a" kJ/mol
PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）↑H="b" kJ•mol^-1
PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）↑H="c" kJ•mol^-1
反应3PbS（s）+6O2（g）=3PbSO₄（s）△H=_____________kJ•mol^-1（用含a，b，c的代数式表示）。
（2）还原法炼铅，包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO₂(g)   △H，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表

温度	300	727	1227
lgK	6.17	2.87	1.24

①该还原反应的△H____0（选填：“＞”“＜”“=”）。
②当lgK=1且起始时只通入CO（PbO足量），达平衡时，混合气体中CO的体积分数为_______。
（3）引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO₄热电池，其装置如图所示，该电池正极的电极反应式为_______。

（4）PbI₂：可用于人工降雨．取一定量的PbI₂固体，用蒸馏水配制成t℃饱和溶液，准确移取25．00mLPbI₂饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH⁺（发生：2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I^-），用250ml洁净的锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并盛放到锥形瓶中（如图）．加入酚酞指示剂，用0.0025mol•L-1NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00mL．可计算出t℃时PbI₂ Ksp为_______。

（5）铅易造成环境污染，水溶液中的铅存在形态主要有6种，它们与pH关系如图1所示，含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与pH关系如图2所示．

①常温下，pH=6→7时，铅形态间转化的离子方程式为____________________。
②用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于________（填铅的一种形态的化学式）形态．