11.水溶液中的離子平衡1.已知25℃時,Ka1(H2C2O4)≈6×10-2,Ka2(H2C2O4)≈6×10-5,Ka(HF)=3.5×10-4,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①向5mL0.1000mol·L-1NaF溶液中,滴加5滴0.1000mol·L-1H2C2O4溶液;②向0.1000mol·L-1NaHC2O4溶液中,滴加NaOH溶液至pH=5;③向0.1000mol·L-1H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液至c(H+)=6×10-3.5mol·L-1;④將濃度均為0.0200mol·L-1NaHC2O4和Ca(OH)2溶液等體積混合,生成沉淀CaC2O4。下列說法正確的是(D)A.實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaF+H2C2O4===2HF+Na2C2O4B.實(shí)驗(yàn)②所得溶液中:c(C2O42-)<c(HCC.實(shí)驗(yàn)③所得溶液中:c(C2O42-)<c(H2C2D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)④的現(xiàn)象,可以推斷出Ksp(CaC2O4)<1.0×10-42.如圖為Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中達(dá)到沉淀溶解平衡時的pM-pH關(guān)系圖{pM=-lg[c(M)/(mol·L-1)];c(M)≤10-5mol·L-1可認(rèn)為M離子沉淀完全}。下列敘述正確的是(C)A.由a點(diǎn)可求得Ksp[Fe(OH)3]=10-8.5B.pH=4時Al(OH)3的溶解度為10-C.濃度均為0.01mol·L-1的Al3+和Fe3+可通過分步沉淀進(jìn)行分離D.Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1時二者不會同時沉淀3.為研究工業(yè)廢水(含有NH4+和Cu2+,且NH4+的濃度遠(yuǎn)大于Cu2+)中Cu2+的處理方法,某實(shí)驗(yàn)小組用NaOH溶液調(diào)節(jié)該廢水的pH(溶液體積變化忽略不計),圖表查閱資料存在平衡Ⅰ:Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-存在平衡Ⅱ:Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-下列有關(guān)說法正確的是(C)A.處理工業(yè)廢水中的Cu2+最佳點(diǎn)應(yīng)選擇c點(diǎn)B.bc段:隨pH升高,Cu2+的量增加,平衡Ⅰ正向移動C.cd段:隨pH升高,c(OH-)增大,再次有Cu(OH)2生成D.d點(diǎn)以后,隨pH升高,銅元素含量下降并保持不變4.乙二胺(NH2CH2CH2NH2,簡寫為X)為二元弱堿。25℃時,向0.1mol·L-1其鹽酸鹽溶液XH2Cl2中加入固體NaOH(溶液體積變化忽略不計),溶液pOH[pOH=-lgc(OH-)]和體系中XH22+、XH+、X三種粒子的濃度的對數(shù)值(lgc)與t=n(A.乙二胺第一步電離常數(shù)的數(shù)量級為10-6B.t1時,3c(XH22+)+c(H+)<c(OH-)+c(ClC.b點(diǎn)時,c(XH+)>10c(XH2D.c點(diǎn)時,t2=25.電位滴定法是根據(jù)滴定過程中電極電位變化來判斷滴定終點(diǎn)的一種滴定分析方法,滴定終點(diǎn)時電極電位發(fā)生突變。常溫下,利用鹽酸滴定某溶液中磷酸鈉的含量,其電位滴定曲線與pH曲線如圖所示。下列說法不正確的是(D)已知:磷酸Ka1=6.9×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.8×10-13A.a點(diǎn)溶液中存在:c(Cl-)>c(HPO42-)>c(OH-)>cB.b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中存在:c(H+)+c(H3PO4)=c(OH-)+c(HPO42-)+2cC.c點(diǎn)對應(yīng)的溶液中存在:c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(POD.水的電離程度:a<b<c6.常溫下,向含(CH3COO)2Mg、CH3COOH的混合液中滴加氨水,混合液中pX[pX=-lgX,X=c(Mg2+)、c(CH3COO-)A.L3代表-lgc(Mg2+)與pH關(guān)系B.Q點(diǎn)對應(yīng)的溶液中c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OHC.常溫下,電離常數(shù)比KaD.Mg(OH)2+2CH3COOHMg2++2CH3COO-+2H2O的平衡常數(shù)K=107.237.濕法提銀工藝中,浸出Ag+需加Cl-進(jìn)行沉淀。25℃,平衡體系中含Ag微粒的分布系數(shù)δ隨lgc(Cl-)的變化曲線如圖所示。已知:lgKsp(AgCl)=-9.75,下列敘述正確的是(B)A.25℃時,AgCl的溶解度隨c(Cl-)增大而減小B.沉淀最徹底時,溶液中c(Ag+)=10-7.21mol·L-1C.25℃時,AgCl2-+Cl-AgCl32-D.當(dāng)c(Cl-)=10-2.54mol·L-1時,溶液中c(Ag+)>c(Cl-)>c(AgCl28.常溫下,向某工業(yè)廢水中通入H2S使其濃度保持0.1mol·L-1不變時,通過調(diào)節(jié)溶液的pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物沉淀而分離,體系中pOH[pOH=-lgc(OH-)]與lgc(c為H2S、HS-、S2-、Ni2+、Cd2+的濃度,單位為mol·L-1)的關(guān)系如圖所示。已知:Ksp(NiS)>Ksp(CdS),離子濃度<10-5mol·L-1時,可認(rèn)為沉淀完全。下列說法正確的是(C)A.④為pOH與lgc(S2-)的關(guān)系曲線B.Ksp(NiS)的數(shù)量級為10-27C.pH=6.9時,c(H2S)=c(HS-)D.pH>8.1時,可將Ni2+、Cd2+分開沉淀11.水溶液中的離子平衡1.D因?yàn)镵a1(H2C2O4)≈6×10-2>Ka(HF)=3.5×10-4>Ka2(H2C2O4)≈6×10-5,根據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸原理,向5mL0.1000mol·L-1NaF溶液中,滴加5滴0.1000mol·L-1H2C2O4溶液后,實(shí)驗(yàn)①可以發(fā)生反應(yīng)NaF+H2C2O4===HF+NaHC2O4,故A錯誤;向0.1000mol·L-1NaHC2O4溶液中,滴加NaOH溶液至pH=5,Ka2(H2C2O4)≈6×10-5=c(C2O42-)c(HC2O4-)=6×10-5c(H+)=6×10-510-5=6,實(shí)驗(yàn)②所得溶液中:c(C2O42-)>c(HC2O4-),故B錯誤;向0.1000mol·L-1H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液至c(H+)=6×10-3.5mol·L-1,根據(jù)Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)=c2(H+)·c(C2O42-)c(H2C2O4)≈3.6×10-6可知,c(C2O42-)c(H2C2O4)=3.6×10-6c22.C由點(diǎn)a(2,2.5)可知,此時pH=2,pOH=12,則Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-2.5×10-12×3=10-38.5,故A錯誤;由點(diǎn)(5,6)可知,此時pH=5,pOH=9,則Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-)=10-6×10-9×3=10-33,pH=4時Al(OH)3的溶解度為10-=10-3mol·L-1,故B錯誤;由圖可知,當(dāng)鐵離子完全沉淀時,鋁離子尚未開始沉淀,可通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法分步沉淀Al3+和Fe3+,故C正確;由圖可知,Al3+沉淀完全時,c(Al3+)≤10-5mol·L-1,pM≥5,此時pH約為4.7,在此pH下Cu2+剛開始沉淀的濃度為0.1mol·L-1,而題中c(Cu2+)=0.2mol·L-1>0.1mol·L-1,則Al3+、Cu2+會同時沉淀,故D錯誤。3.C由圖中信息可知,pH約為9時,上層清液中銅元素的含量最低,此時反應(yīng)為Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,隨著pH增大,溶液中c(OH-)增大,在bc段NH4+與OH-反應(yīng)生成NH3·H2O,使得c(NH3)增大,發(fā)生反應(yīng)為Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]+2OH-,使清液中的銅元素含量升高;在cd段,隨著c(OH-)增大,反應(yīng)Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡逆向移動,則清液中的銅元素含量又逐漸降低,當(dāng)c(OH-)增大到一定值時,可能發(fā)生反應(yīng)Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-,清液中的銅元素濃度又可能升高。由題干圖示信息可知,b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中pH約為9時,上層清液中銅元素的含量最低,故處理工業(yè)廢水中的Cu2+最佳點(diǎn)應(yīng)選擇b點(diǎn),A錯誤;由圖可知,b點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)為Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,隨著pH增大,溶液中c(OH-)增大,在bc段NH4+與OH-反應(yīng)生成NH3·H2O,使得c(NH3)增大,發(fā)生反應(yīng)為Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,平衡正向移動,使清液中的銅元素含量即[Cu(NH3)4]2+的量增加,而不是Cu2+的量增加,B錯誤;cd段溶液的堿性較強(qiáng),上層清液中銅元素的含量隨pH增大而減小,則反應(yīng)Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡逆向移動,再次生成Cu(OH)2沉淀,C正確;d點(diǎn)以后,隨c(OH-)增加,可能發(fā)生反應(yīng)Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-,則上層清液中銅元素的含量可能上升,D錯誤。4.BpOH=-lgc(OH-),因此溶液堿性越強(qiáng),pOH越小,縱坐標(biāo)從上至下溶液堿性逐漸增強(qiáng),向XH2Cl2溶液中加入固體NaOH,利用堿性強(qiáng)的制取堿性弱的,即XH22+的濃度隨著氫氧化鈉物質(zhì)的量增大而減小,XH+,推出①代表XH22+,②代表XH+,③代表X。乙二胺第一步電離平衡常數(shù)Kb1=c(XH+)·c(OH-)c(X),c(XH+)=c(X)時,溶液pOH=4.1,Kb1=c(OH-)=10-4.1,數(shù)量級是10-5,故A錯誤;根據(jù)電荷守恒,有2c(XH22+)+c(XH+)+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),因a點(diǎn)c(XH22+)=c(XH+),推出3c(XH22+)+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),即3c(XH22+)+c(H+)<c(OH-)+c(Cl-),故B正確;X的第二步電離XH++H2OXH22++OH-,電離平衡常數(shù)Kb2=c(OH-)c(XH22+)c(XH+),電離平衡常數(shù)只受溫度的影響,利用a點(diǎn)進(jìn)行計算,a點(diǎn)時,c(XH22+)=c(XH+),則Kb2=c(OH-)=10-7.20,根據(jù)Kb2=c(OH-)c(XH22+)c(XH+)=10-7.20XHCl+NaCl+H2O、XH2Cl2+2NaOH===X+2NaCl+2H2O,消耗NaOH物質(zhì)的量為0.3V2mol,n(XH2Cl2)=0.1Vmol,因此t25.D0~a發(fā)生的反應(yīng)為PO43-+H+===HPO42-,a點(diǎn)的主成分為Na2HPO4和NaCl;a~b發(fā)生的反應(yīng)為HPO42-+H+===H2PO4-,b點(diǎn)的主成分為NaH2PO4和NaCl;b~c發(fā)生的反應(yīng)為H2PO4-+H+===H3PO4,c點(diǎn)的主成分為H3PO4和NaCl。a點(diǎn)的主成分為Na2HPO4和NaCl,Kh2=KwKa2=10-146.2×10-8>Ka3,即HPO42-的水解程度大于電離,故該溶液為堿性,故有c(Cl-)>c(HPO42-)>c(OH-)>c(H+),A項(xiàng)正確;b點(diǎn)主要成分為NaH2PO4和NaCl,該溶液中存在質(zhì)子守恒為c(H+)+c(H3PO4)=c(OH-)++2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)+c(Cl-),所以c(H+)=c(H2PO4-)+2+c(OH-),C項(xiàng)正確;Kh3=KwKa1=10-146.9×10-3<Ka2,即H2PO4-電離大于水解,b點(diǎn)溶液呈酸性,H2PO4-電離出來的H+6.B根據(jù)CH3COOHCH3COO-+H+,Ka=c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH),有-lgc(CKb=c(NH4+)c(OH-)c(NH3·H2O),即-lgc(NH3+)c(NH3·H2O)=pKb+pH-pKw,=c(Mg2+)×(Kw)2c2(OH-),即-lgc(Mg2+)=pKsp-2pKw+2pH,隨著橫坐標(biāo)pH的增大,-lgc(Mg2+)逐漸增大,根據(jù)圖像中直線斜率可知,L1代表-lgc(CH3COO-)c(CH3COOH)和pH關(guān)系,L2代表-lgc(NH4+)c(NH3·H2O)和pH關(guān)系,L3代表-lgc(Mg2+)和pH關(guān)系。L3代表-lgc(Mg2+)和pH>c(H+)=c(OH-),B項(xiàng)錯誤;根據(jù)圖像中數(shù)據(jù)計算,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=10-3.25×(10-4)2=10-11.25,同理由a點(diǎn)和b點(diǎn),根據(jù)Ka=c(H+Kb=c(NH4+)c(OH-)c(NH3·H2O)=10-4.76,C項(xiàng)正確;Mg(OH)2+2CH7.B由圖像可知,AgCl的溶解度隨c(Cl-)增大會逐漸轉(zhuǎn)化為AgCl2-、AgCl32-和AgCl43-,使AgCl的溶解度增大,A錯誤;沉淀最徹底時AgCl含量最高,此時lgc(Cl-)=-2.54,已知lgKsp(AgCl)=-9.75,即c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),得c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=10-9.7510-2.54mol·L-1=10-7.21mol·L-1,B正確;由圖可知,當(dāng)lgc(Cl-)=-0.2,AgCl2-與AgCl32-濃度相等,此時AgCl2-+Cl-AgCl38.C隨著pOH的減小,H2S飽和溶液中H2S的電離平衡正向移動,c(HS-)增大,c(S2-)逐漸增大,則lgc(HS-)和lgc(S2-)隨著pOH減小而增大,且pOH相同時,c(HS-)大于c(S2-),即lgc(HS-)大于lgc(S2-),即②③分別代表pOH與lgc(HS-)、lgc(S2-)的關(guān)系曲線;隨著pOH的增大,c(S2-)逐漸減小,c(Ni2+)和c(Cd2+)逐漸增大,即lgc(Ni2+)和lgc(Cd2+)隨pOH增