第三章 水溶液中的离子平衡
章末检测
1.下列有关水处理方法不正确的是
A.用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C.用氯气处理水中的Cu2+、Hg+等重金属离子
D.用烧碱处理含高浓度word/media/image2_1.png的废水并回收利用氨
2.物质的量浓度相同的下列溶液,pH由大到小排列正确的是
A.Ba(OH)2、Na2SO3、FeCl3、KCl
B.Na2SiO3、Na2CO3、KNO3、NH4Cl
C.NH3·H2O、H3PO4、Na2SO4、H2SO4
D.NaHCO3、C6H5COOH、C2H5OH、HCl
3.下列水解反应的离子方程式书写正确的是
A.Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
B.Cl−+H2OHCl+OH−
C.word/media/image4_1.png+2H2OH2CO3+2OH−
D.word/media/image2_1.png+2H2ONH3·H2O+H3O+
4.准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L−1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
5.在蒸发皿中加热蒸干下列物质的溶液并灼烧(低于400°C),可以得到该物质固体的是
A.氯化铝 B.碳酸氢钠 C.硫酸镁 D.高锰酸钾
6.下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.向0.1 molword/media/image5_1.pngCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中word/media/image6_1.png减小
B.将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中word/media/image7_1.png增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中word/media/image8_1.png
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中word/media/image9_1.png不变
7.弱酸H2A溶液中,存在H2A、HA−和A2−三种形态的粒子,其物质的量分数δ(X)随溶液pH变化的关系如图所示[已知δ(X)=word/media/image10_1.png],下列说法正确的是
A.曲线①代表的粒子是HA−
B.0.1 mol·L−1 NaHA溶液中:c(Na+)+c(A2−)+c(H2A)+c(HA−)>0.2 mol·L−1
C.若图中a为1.2,则H2A的电离平衡常数K1为10−1.2
D.HA−的浓度对A2−的浓度无影响
8.常温下将0.01 mol NH4Cl和0.002 mol NaOH溶于水配成1 L溶液。
(1)该溶液中存在的平衡体系有 ; ; 。
(2)溶液中共有 种不同的微粒。
(3)这些微粒中浓度为0.01 mol·L-1的是 ,浓度为0.002 mol·L-1的是 。
(4)物质的量之和为0.01 mol的两种微粒是 。
(5) 和 两种微粒的物质的量之和比OH-的物质的量多0.008 mol。
9.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·xH2O,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微粒的大小,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溶液做指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为 。
(2)检验TiO2·xH2O中Cl-是否被除净的方法是 。
(3)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量稀硫酸的原因是 。
(4)滴定终点的现象是 。
10.用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I−),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.1000 mol·L−1 NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.1000 mol·L−1 AgNO3溶液(过量),使I−完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.1000 mol·L−1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是___________________________。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其原因是___________________________________。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒________________,说明理由________________________。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为_____mL,测得c(I−)=_________________ mol·L−1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为________________________。
(7)判断下列操作对c(I−)测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果_______________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果____________________。
1.【答案】C
2.【答案】B
【解析】KCl、KNO3、Na2SO4均为强酸强碱盐,不水解,溶液显中性,而A中Na2SO3、FeCl3分别水解而使溶液分别显碱性和酸性;B中,由于酸性H2SiO3 < H2CO3,根据越弱越水解可判断溶液碱性为Na2SiO3>Na2CO3,NH4Cl水解显酸性,C中,pH:NH3·H2O> Na2SO4 > H3PO4> H2SO4;D中,word/media/image14_1.png水解大于电离而显碱性,C2H5OH对水的电离平衡无影响,pH=7。故只有B项是pH由大到小排列的。
3.【答案】D
【解析】A项,水解程度是微弱的,一般不写“↑”或“↓”,除非是水解比较彻底的反应;B项,Cl−不发生水解;C项,多元弱酸的酸根离子水解是分步进行的,要分步书写。
4.【答案】B
【解析】滴定管用蒸馏水洗涤并用NaOH溶液润洗后,方可装入NaOH溶液进行滴定,A项错误;在滴定过程中,溶液的pH会由小逐渐变大,B项正确;用酚酞作指示剂,当溶液由无色变为浅红色,且30 s内颜色不褪去,说明达到滴定终点,可停止滴定,C项错误;滴定后,若滴定管尖嘴部分有悬滴,说明计算时代入的NaOH溶液体积的值比实际滴入的大,导致测定结果偏大,D项错误。
5.【答案】C
【解析】A项,加热促进AlCl3水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,生成的HCl具有挥发性,平衡正向移动,得到Al(OH)3,受热后最终得到Al2O3;B项,NaHCO3受热分解,最终得到Na2CO3;C项,MgSO4受热水解产生的H2SO4是高沸点酸,抑制水解,即不会完全水解,C正确;D 项,KMnO4蒸干后受热分解,得到K2MnO4、MnO2的混合物。
6.【答案】D
【解析】A、word/media/image16_1.png=word/media/image17_1.png,因为加水,稀释溶液,醋酸电离程度增大,但醋酸根离子浓度减小,平衡常数不变,故比值变大,故错误;B、醋酸钠溶液加热,醋酸根离子水解程度增大,其word/media/image18_1.png=1/K,K变大,所以比值变小,故错误;C、盐酸中加入氨水到中性,则有c(H+)=c(OH−),根据电荷守恒,c(NH4+)=c(Cl−),故错误;D、向氯化银和溴化银的饱和溶液中加入少量硝酸银,沉淀溶解平衡逆向移动,氯离子和溴离子浓度比仍等于其溶度积的比值,故不变,故正确。
7.【答案】C
8.【答案】(1)H2O H++OH− NH3·H2Oword/media/image2_1.png+OH− word/media/image2_1.png+H2O NH3·H2O+OH−
(2)7 (3)Cl− Na+
(4)word/media/image2_1.png、NH3·H2O (5)H+ word/media/image2_1.png
【解析】将0.01 mol NH4Cl和0.002 mol NaOH溶于水配成1 L溶液,反应后生成0.002 mol NH3·H2O和 0.002 mol NaCl,剩余 0.008 mol NH4Cl。
(1)该溶液中存在水和NH3·H2O的电离平衡、word/media/image2_1.png的水解平衡。
(2)溶液中存在H2O、NH3·H2O、Na+、Cl-、word/media/image2_1.png、OH-、H+7种不同的微粒。
(3)Cl-和Na+没有参与反应,其物质的量不变,根据溶液体积可求其浓度。
(4)根据物料守恒可得出答案。
(5)根据电荷守恒[H+]+[word/media/image2_1.png]+[Na+]=[OH-]+[Cl-]可得,[H+]+[word/media/image2_1.png]-[OH-]=0.008 mol/L。
9.【答案】(1)TiCl4+(2+x)H2O TiO2·xH2O+4HCl
(2)取少量洗涤液,滴加AgNO3溶液,不产生白色沉淀,说明Cl−已除净
(3)抑制NH4Fe(SO4)2水解 (4)溶液变成红色
(5)word/media/image21_1.png ×100% (6)偏高 偏低
【解析】(1)设TiCl4的系数为1,根据元素守恒,TiO2·xH2O的系数为1,HCl的系数为4;再根据氧元素守恒,可知H2O的系数为(2+x)。
(2)检验沉淀是否除净的方法:取少量洗涤液,检验溶液中是否还存在Cl-。
(3)NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解。
(4)因为用KSCN做指示剂,终点时NH4Fe(SO4)2不再反应,过量的一滴NH4Fe(SO4)2溶液会与之反应显红色。
10.【答案】(1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
(2)避免AgNO3见光分解
(3)防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解)
(4)否(或不能) 若颠倒,Fe3+与I−反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点
(5)10.00 0.0600
(6)用NH4SCN标准溶液进行润洗
(7)偏高 偏高
(5)根据所提供的三组数据,第一组数据误差较大,舍去,第二、三两组数据取平均值即可,所以所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为10.00 mL。加入的AgNO3物质的量:n(AgNO3)= 0.1000 mol·L−1×25.00 mL。根据Ag++SCN−AgSCN↓,反应后剩余的AgNO3物质的量:n(AgNO3)= 0.1000 mol·L−1× 10.00 mL。则与NaI反应的AgNO3物质的量:n(AgNO3)= 0.1000 mol·L−1×15.00 mL。根据Ag++I−AgI↓,则c(I−)= 0.0600 mol·L−1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液前应用NH4SCN标准溶液进行润洗。
(7)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,造成溶质减少,所配制的AgNO3标准溶液浓度偏低,测定结果偏高。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,造成读数偏小,则测定结果偏高。
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