- 离子共存
- 共2225题
描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。
表1
表2
请回答下面问题:
(1)上述四种酸中,酸性最强的是 (用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离度增大,而电离常数不变的操作是 (填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈 (选填“酸性”、“中性”、“碱性”),溶液中各离子浓度大小的关系是 。
(3)物质的量l:l的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子的浓度从大到小排列为 。
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如:BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO42-物质的量浓度达到0。0lmol·L-1以上,则溶液中CO32-物质的量浓度应≥ mol·L-1
正确答案
(10分)(1)HCN (1分) B(1分)(2)中性(1分)
水电离出的H+和OH-的浓度相等,CH3COONH4溶于水后,根据电离平衡常数,CH3COO-结合H+和NH4+结合OH-生成弱电解质的程度一样,导致水溶液中的H+和OH-浓度相等,呈中性。(1分)c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)(2分)
(3)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)(2分)(4)0.26(2分)
略
现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子K+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、Al3+和五种阴离子Cl-、OH-、、
、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是________和________。
(2)物质C中含有离子X。为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体。则X为________(填字母)。
A.Br- B.
C.CH3COO- D.
(3)将19.2 g Cu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,写出Cu溶解的离子方程式:________________,若要将Cu完全溶解,至少加入H2SO4的物质的量是________。
(4)若用惰性电极电解C和D的混合溶液,溶质的物质的量均为0.1 mol,请在坐标系中画出通电后阴极析出固体的质量m与通过电子的物质的量n的关系。(标明纵坐标数值)
(5)E溶液与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为______________________________。
正确答案
(1)K2CO3 Ba(OH)2
(2)B
(3)3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O 0.4 mol
(4)如图
(5)2Fe3++2I-=2Fe2++I2
(1)五种均为可溶性物质,所以必含有K2CO3,因与另外四种阳离子形成的物质都是难溶物;由此可知必含有Ba(OH)2,因OH-与另三种阳离子形成的物质都是难溶物。(2)A与C混合产生的蓝色沉淀溶于稀硝酸,且剩余一种不溶于稀硝酸的白色沉淀,所以A为Ba(OH)2、C为CuSO4。(3)由于Cu未溶解,加稀硫酸后产生红棕色气体,所以D为Al(NO3)3,3Cu+8H++2
=3Cu2++2NO↑+4H2O,
,所需硫酸为0.4 mol。(4)阴极上阳离子放电:Cu2++2e-=Cu,转移0.2 mol电子时Cu2+放电完全,得到金属Cu 6.4 g,之后水电离出的H+放电:2H++2e-=H2↑,固体的质量不再变化。(5)由上述推断知E为FeCl3,2Fe3++2I-=2Fe2++I2。
某无色溶液X,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO、MnO
、CO
、SO
中的若干种离子组成,取溶液进行右图实验:
(1)白色沉淀甲是 。
(2)X溶液中一定存在的离子是 。
(3)白色沉淀乙中一定有: ,可能有 。
(4)若将过量的气体A与适量的气体B通入水中,写出反应的化学方程式 。
正确答案
(1)Al(OH)3
(2)Na+、Al3+、CO
(3) BaCO3、 BaSO4
(4)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
试题分析:MnO为紫红色,不符合题意;加入过量盐酸有气体产生确定有CO
,Ag+、Ba2+、Al3+与其不共存,溶液中不能存在;阳离子只有Na+,一定存在;加入碳酸氢铵,产生的气体是其与过量的盐酸反应生成的CO2,沉淀为氢氧化铝,即溶液中含有AlO
,溶于过量的盐酸形成Al3+,进而与碳酸氢铵双水解,产生沉淀和气体;加入氢氧化钡气体为氨气,沉淀为BaSO4或过量的碳酸氢铵与氢氧化钡反应生成的BaCO3,所以溶液一定含有Na+、Al3+、CO
,不能确定有SO
。
(16分)运用相关原理,回答下列各小题:
Ⅰ.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4=Na++ H++ SO42-。
(1)在NaHSO4溶液中c(H+) c(OH-)+ c(SO42-)(填“>”、“=”或“<”
下同);用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡,若溶液中SO42-完全沉淀,则反应后溶液的pH 7。
(2)将20mLpH=2的NaHSO4溶液逐滴加入到20mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,溶液中发生反应的离子方程式为: ;向此反应后的溶液中滴加
0.001 mol·L-1BaCl2溶液,首先析出的沉淀是 。[KSP(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2;KSP(BaCO3)=5.1×10-9mol2·L-2]
Ⅱ.已知:在25时 H2OH++OH- KW=10-14
CH3COOHH++CH3COO--> Ka=1.8×10-5
(3)醋酸钠水解的平衡常数Kh的表达式为 。当升高温度时,Kh将 (填“增大”“减小”“不变”);
(4)0.5mol·L-1醋酸钠溶液pH为m,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a;1mol·L-1醋酸钠溶液pH为n,水解的程度为b,则m与n的关系为 ,a与b的关系为 (填“大于”“小于”“等于”);
(5)0.9mol·L-1醋酸钠溶液中[OH-]= mol·L-1
在某溶液中含Mg2+、Cd2+、Zn2+三种离子的浓度均为0.01mol·L-1。向其中加入固体醋酸钠,使其浓度为0.9mol·L-1,以上三种金属离子中 能生成沉淀,原因是 。
(KSP[Mg(OH)2]=1.8×10-11、KSP[Zn(OH)2]=1.2×10-17、
KSP[Cd(OH)2]=2.5×10-14、=2.2)
正确答案
(16分)答案Ⅰ.(1)= (2分) >(1分)
(2)CO32-+H+=== HCO3- (1分) BaSO4 (2分)
Ⅱ.
(3)Kh=;增大(各1分)(4)小于;大于(各1分)
(5)(各2分)[OH-]=2.2×10-5mol·L-1 Cd2+、Zn2+;
[OH-]=2.2×10-5mol·L-1 [M2+][OH-]2=5×10-12(mol·L-1)3
5×10-12小于KSP[Mg(OH)2]=1.8×10-11
5×10-12大于KSP[Zn(OH)2]=1.2×10-17
5×10-12大于KSP[Cd(OH)2]=2.5×10-14
略
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),且各离子的物质的量均为0.1mol。
①若向原溶液中加入KSCN溶液,无明显现象;
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)若向原溶液中先加入少量盐酸,再滴入KSCN溶液,实验现象是________________;实验中中所发生反应的离子方程式是_________________________;
(2)原溶液中所含阳离子是(写离子符号)___________________.
(3)若向原溶液中加入足量NaOH溶液,充分反应后静置一段时间,过滤、洗涤、灼烧,最终所得固体的质量是________________g。
正确答案
(1)溶液呈血红色 3Fe2++NO3-+4H+ = 3Fe3+ +NO↑+2H2O Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
(2)Fe2+、 Cu2+ (3)16
试题分析:根据“①若向溶液中加入KSCN溶液,无明显变化”,说明原溶液中不含Fe3+;根据“②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-和还原性的Fe2+;根据“③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0.1mol,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)向原溶液中先加入少量盐酸,发生反应3Fe2++NO3-+4H+ = 3Fe3+ +NO↑+2H2O,生成Fe3+,再滴入KSCN溶液,发生反应Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,实验现象为溶液呈血红色;(2)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,得到的固体是CuO、Fe2O3,根据题意各离子的物质的量均为0.1mol可知m(CuO)=0.1mol×80g/mol=8g,m(Fe2O3)=0.5×0.1mol×160g/mol=8g,所得固体的质量为16g。
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