- 离子共存
- 共2225题
以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示：
（1）为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO
正确的加入顺序是_______，还缺少的操作步骤是__________和___________。
（2）将滤液的pH调至酸性除去的离子是________，发生反应的离子方程式为________。
（3）若用惰性电极电解200mL1.5mol/L食盐水，当电解2min时，两极共收集到448mL气体（标准状况下）。假设电解前后溶液的体积不变，则电解后该溶液的pH为______。
（4）若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的物质，其化学式是___________。
（5）纯碱在生产生活中有广泛的应用。
①纯碱可用于除灶台油污。其原因是（结合离子方程式表述）_____________。
②常温下，向某pH=11的Na2CO3溶液中加入过量石灰乳，过滤后所得溶液pH=13。则反应前的溶液中与反应后的滤液中水电离出的
正确答案
（1） adbc或dabc (2分) 过滤和蒸发结晶 (2分)
（2）OH-和CO32- (2分) H+ + OH- = H2O (1分) CO32- + 2H+ = CO2↑+ H2O (1分)
（3）13 (2分)
（4）NH3 (1分)
试题分析：（1）除杂过程中，有时为能将杂质全部除去，所用除杂试剂往往稍加过量，但过量的试剂最终要能被其他试剂所除尽。必须了解各个实验步骤的目的，才能分清操作顺序。加入过量的NaOH溶液的目的是除去Mg2＋，加入过量的BaCl2溶液是为了除去SO42-，加入过量的Na2CO3溶液是为了除去Ca2＋及多余的Ba2＋，然后进行过滤，除去Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3、BaCO3等难溶物，然后加适量的盐酸，除去多余的Na2CO3和调节溶液的pH。综上所述，正确的实验操作顺序为adbc或dabc；还缺少的操作步骤是过滤和蒸发结晶。
（2）盐酸与NaOH和Na2CO3反应，离子方程式为：H+ + OH- = H2O，CO32- + 2H+ = CO2↑+ H2O。
（3）电解解氯化钠溶液反应的离子方程式为：2Cl‾+2H2O 
（4）分离出NaHCO3晶体后的母液含NH4Cl，加入过量生石灰，NH4Cl与Ca(OH)2反应获得的可以循环使用的物质为NH3。
（5）①Na2CO3为强碱弱酸盐，水解显碱性，离子方程式为：CO32- + H2O 
②反应前的溶液中水电离出的c（OH-）=1.0×10-14÷10-11=1.0×10-3mol/L，反应后溶液为pH=13，水电离出的c（OH-）=1.0×10-13mol/L，所以比值为1.0×10-3mol•L‾1：1.0×10-13mol•L‾1=1010∶1。
（15分）云南省曲靖的铬渣污染经媒体报道后，铬污染再次引起人们的关注。利用化学原理可以对工厂排放的含铬废水、铬渣等进行有效处理。
I．含铬废水的处理：某企业排放的含铬废水中含有较多毒性较大的Cr2O72-，某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到金属铬，设计了如下的工艺流程。
（1）加酸调节到pH=6，则用pH试纸测定溶液pH的操作是：
（2）在含Cr2O72-废水中存在着平衡：Cr2O72-+H2O
（3）请写出通入SO2时发生的离子反应： 。
（4）写出加入铝粒时发生反应的化学方程式 ，该反应是焓 （填“增加”或“减少”）反应。
II．铬渣的处理
铬渣烧结炼铁法：铬渣中约含有55%的氧化钙和氧化镁，此外还含有15%左右的氧化铁，这些都是炼铁所需的成份。少量的铬渣代替消石灰同铁矿粉、煤粉混合，经烧结后送入高炉冶炼，六价铬还原为三价铬或金属铬，金属铬熔入铁水，而其它成分熔入熔渣。炼铁可使铬渣彻底解毒并充分利用，是铬渣治理的良好方法之一。
碱性溶液还原法：直接在碱性铬渣中加入硫化钠等进行六价铬的还原反应，形成Cr(OH)3沉淀后，过滤回收铬污泥。
（5）铬渣烧结炼铁法中煤粉的作用是 。（写两点）
（6）请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应：□Cr2O72－+□S2—+□H2O=□Cr(OH)3+□S2O32—+□OH—
正确答案
（1）将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。（2分）
（2）c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)（2分） 正向（2分）
（3）Cr2O72－+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+ H2O（2分）
（4）2Al+Cr2O3
（5）为高炉冶炼过程提供热源；燃烧后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂；还起到高温填料的作用（写两点即可）（2分）
（6）4 6 19 8 3 14 （2分）
（1）测定溶液的pH的方法是：用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸的中心位置，然后对照标准比色卡，读出对应颜色的数据。
（2）水为纯液体，浓度为常数，在平衡常数表达式中不出现；加水稀释，使c(Cr2O72-)、c(CrO42-)、c(H+)均减少，该反应的浓度商公式中，分子减少的更快，使浓度商<平衡常数，平衡正向移动。
（3）根据流程图分析Cr2O72－转化为Cr3+，SO2一般是转化为SO42-，根据化合价升降法配平方程式。
（4）铝热反应是放热反应，即焓减少反应。
（6）根据化合价升降法配平方程式。
Ⅰ．某溶液中仅含下表离子中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解），且离子的物质的量均为1mol。
①若向原溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。②若向原溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变。③若向原溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。试回答下列问题
（1）若先向原溶液中加入过量的盐酸，再加入KSCN溶液，现象是 。
（2）原溶液中含有的阳离子是 。
（3）向原溶液中加入足量的盐酸，发生反应的离子方程式为 。
（4）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体用托盘天平称量质量为 。
Ⅱ. 草酸亚铁晶体（FeC2O4·2H2O）、碳酸锂和二氧化硅在氩气中高温反应可制备锂电池的正极材料硅酸亚铁锂（Li2FeSiO4）。草酸亚铁晶体在氩气气氛中进行热重分析，结果如右图所示（TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）,请回答下列问题：
（5）草酸亚铁晶体中碳元素的化合价为：
（6）A→B发生反应的化学方程式为 。
（7）精确研究表明，B→C实际是分两步进行的，每一步只释放一种气体，第二步释放的气体的相对分子质量较第一步的大，则第一步释放的气体化学式为： ；释放第二种气体时，反应的化学方程式为 。
正确答案
（16分，每空2分）（1）溶液呈红色（2分） （2）Fe2+、Cu2+ （2分）；
（3）3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O（2分） （4）160.0g（2分）(写成160g不给分)；
（5）+3（2分） （6）FeC2O4·2H2O
（7）CO（2分） FeCO3
试题分析：Ⅰ.若向溶液中加入KSCN溶液，无明显变化，说明原溶液中不含Fe3+；若向溶液中加入过量的盐酸，有气体生成，溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中含有Cl-，该气体只能是NO，说明含有具有氧化性的NO3-和具有还原性的Fe2+。若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有SO42-。各离子的物质的量均为1mol，因此根据电荷守恒可知还应含有Cu2+，所以原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+，阴离子是NO3-、Cl-、SO42-。
（1）如果先加入盐酸，在酸性条件下NO3-具有氧化性，能和具有还原性的Fe2+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O。所以再滴入KSCN溶液，溶液呈红色。
（2）原溶液中含有的阳离子是Fe2+和Cu2+。
（3）根据以上分析可知，向原溶液中加入足量的盐酸，发生反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-＝3Fe3++NO↑+2H2O。
（4）原溶液中所含阳离子是Fe2+、Cu2+，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，最终得到的固体应该是是CuO、Fe2O3。根据题意各离子的物质的量均为1mol可知，m(CuO)＝1.0mol×80g/mol＝80.0g，m(Fe2O3)＝
Ⅱ.（5）草酸亚铁晶体（FeC2O4·2H2O）中铁元素的化合价是＋2价，氧元素是－2价，所以碳元素的化合价是（2×4－2）÷2＝＋3价。
（6）根据草酸亚铁晶体的化学式FeC2O4·2H2O可知，晶体中结晶水的含量是
（7）草酸亚铁晶体中FeO的含量是
水溶液中存在多种平衡，请回答下列问题。
（1）有下列几种溶液：a. NH3·H2O b. CH3COONa c. NH4Cl d. NaHSO4
常温下呈酸性的溶液有 (填序号)。
（2）已知NaHCO3溶液呈碱性，该溶液中除水的电离外还存在着两个平衡，用电离方程式或离子方程式表示： 、
，该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是： 。
（3）有浓度均为0.1 mol•L-1的 ①盐酸②硫酸③醋酸三种溶液，请用序号填空：
三种溶液的c(H+)大小顺序为 ；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次的大小关系为 ；若三种溶液的pH都为2，分别取10mL上述溶液加水稀释至1000mL,此时三种溶液的pH的大小关系为 。
（4）25℃时，AgCl的Ksp=1.8×10-10 ，试写出AgCl溶解平衡的表达式： ，现将足量AgCl固体投入100mL0.1mol/L MgCl2溶液充分搅拌后冷却到25℃时，此时c(Ag＋)= mol/L（忽略溶液体积的变化）。
正确答案
（18分）（每空各2分）（1）c.d （2）HCO3-
（3）②>①>③ ①=③>② ①=②>③
（4）AgCl(S)
试题分析：（1）氨水是弱碱，溶液显碱性。醋酸钠溶于水，CH3COO－发生水解，溶液显碱性。氯化铵溶于水，NH4＋发生水解，溶液显酸性。硫酸氢钠盐，溶于水，完全电离出氢离子，溶液显酸性，答案选cd。
（2）碳酸氢钠是弱酸的酸式盐，既有HCO3-的水解平衡，也有HCO3-的电离平衡，有关的离子方程式是HCO3-
（3）盐酸是一元缺少，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，所以在物质的量浓度相等的条件下，三种溶液的c(H+)大小顺序为②>①>③；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次的大小关系为①=③>②；在稀释过程中，醋酸内继续电离出氢离子，所以稀释后三种溶液的pH的大小关系为①=②>③。
（4）AgCl溶解平衡的表达式为AgCl(S)
点评：该题是中等难度的试题，试题注重基础性知识的检查和巩固。该题考查的知识点比较分散，主要是围绕弱电解质的电离平衡和溶解平衡展开的，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生分析问题、归纳、总结问题的能力。
(9分) (1)水的电离平衡曲线如图所示，若A点表示25°C时水的电离达平衡时的离子浓度，B点表示100°C时水的电离达平衡时的离子浓度。
①100°C时1mol·L﹣1的NaOH溶液中，由水电离出的c(H+)＝ mol·L﹣1，KW(25°C)
KW(100°C)
(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②25°C时，向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体，对水的电离平衡的影响是 (填“促进”“抑制”或“不影响”)。
(2)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：
③25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液，三溶液的pH由大到小的顺序为 。
④25℃时，等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合，混合后所得溶液显碱性，则c(Na＋) c(CH3COO－)(填“＞”、“＜”或“＝”)。
⑤向NaCN溶液中通入少量CO2，所发生反应的化学方程式为
。
正确答案
(1)1×10-12(2分) ＜(1分) 促进(1分) (2)Na2CO3＞NaCN＞CH3COONa(2分)
＞(1分) NaCN＋H2O＋CO2＝HCN＋NaHCO3(2分)
试题分析：（1）①根据图像可知，100°C时1×10-12。所以1mol·L﹣1的NaOH溶液中，由水电离出的c(H+)＝1×10-12mol/L。水的电离是吸热的，所以加热参加水的电离，离子积常数增大。
②氯化铵是强酸弱碱盐，NH4＋水解，促进水的电离。
（2）③根据电离常数的大小可知，酸性强弱顺序是CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞HCO3-。因为酸越弱，相应的钠盐越容易水解，溶液的碱性越强，pH越大，所以三溶液的pH由大到小的顺序)Na2CO3＞NaCN＞CH3COONa。
④25℃时，等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合，混合后所得溶液显碱性，则根据电荷守恒可知c(Na＋)+ c(H＋)= c(OH-)+c(CH3COO－)，所以c(Na＋)＞c(CH3COO－)。
⑤根据较强的酸制取较弱的酸可知，向NaCN溶液中通入少量CO2，生成物是HCN和碳酸氢钠，所以发生反应的化学方程式为NaCN＋H2O＋CO2＝HCN＋NaHCO3。
点评：再利用水的离子积常数计算溶液的氢离子或OH-浓度时，需要注意的是离子积常数是和温度有关系的，因此必须考虑到溶液的温度，然后才能代入关系式计算。利用电离常数判断酸性强弱时，需要注意的是多元弱酸的电离是分步进行的，因此相应的就有多个电离常数，再进行酸性比较和书写方程式时需要特别注意。
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