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大题冲关滚动练之八
——电解质溶液的图表类综合题
1.为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱，某化学学习小组
设计了以下实验：室温下，将pH=2的两种酸溶液HA、HB和
pH＝12的碱溶液MOH各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其
pH的变化与溶液体积的关系如图所示，根据所给数据，请回答
下列问题：
(1)HA为________酸，HB为________酸(填“强”或“弱”)。
(2)若c＝9，则稀释后的三种溶液中，由水电离的氢离子的浓度的大小顺序为________________________________________________________________________
(用酸、碱的化学式表示)。
将稀释后的HA溶液和MOH溶液取等体积混合，则所得溶液中c(A－)与c(M＋)的大小关系为____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)若b＋c＝14，则MOH为__________碱(填“强”或“弱”)。将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合，所得混合溶液的pH________7(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
2．高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。
(1)请完成FeO与水反应的离子方程式：4FeO＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋______。K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是________和________。
(2)将适量K2FeO4配制成c(FeO)＝1.0 mmol·L－1的试样，将试样分别置于20 ℃、30 ℃、40 ℃和60 ℃的恒温水浴中，测定c(FeO)的变化，结果见图Ⅰ。第(1)题中的反应为FeO变化的主反应，则温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是
________________________________________________________________________；
发生反应的ΔH______________。

(3)FeO在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是______(填字母)。
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH＝2的这种溶液中加KOH溶液至pH＝10，HFeO的分布分数先增大后减小
C．向pH＝8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为H2FeO4＋OH－===HFeO＋H2O
(4)H2FeO4H＋＋HFeO的电离平衡常数表达式为K＝
________________________________________________________________________。
3．食醋的总酸量即一定体积的食醋原液所含醋酸的质量，单位是g·L－1或g/100 mL。国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3.5 g/100 mL。
(1)用酸碱滴定法测定某食醋样品中的总酸量时，下列说法中正确的是________。
A．用NaOH溶液滴定时反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O
B．食醋样品通常需要预先稀释一定倍数后再进行滴定
C．用NaOH溶液滴定时，可使用酚酞或甲基橙作指示剂
D．若测得样品的物质的量浓度为0.75 mol·L－1，则其总酸量为45 g·L－1
(2)某同学仔细观察该食醋样品的标签，发现其中还含有作为食品添加剂的苯甲酸钠(C6H5COONa)，他想用理论验证醋酸与苯甲酸钠不会发生离子互换反应，需查找在一定温度下醋酸与苯甲酸的________。
　 A．pH B．电离度 C．电离常数 D．溶解度
(3)常温下，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 HCl溶液和20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 CH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，如图所示。
①滴定醋酸溶液的曲线是________(填“图1”或“图2”)；滴定曲线中a＝________ mL；
②E点pH>8的原因是(用离子方程式表示)：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)测定食醋的总酸量实验中，配制NaOH溶液和稀释食醋所用的蒸馏水必须煮沸，目的是________________________________________________________________________。
(5)实验时，吸取食醋样品10 mL于100 mL容量瓶中定容。移取定容后的溶液20 mL于锥形瓶中，加入1～2滴指示剂，用浓度为c mol·L－1的NaOH标准溶液滴定，平行测定三次，消耗NaOH溶液的平均体积为V mL。则原食醋样品的总酸量＝________ g/100 mL。
4．金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。几种难溶金属的氢氧化物Fe(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2和Co(OH)2在不同pH下的溶解度(s/mol·L－1)见右图。
(1)pH＝3时，溶液中铜元素的主要存在形式是________(写化学式)。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________(选填序号)。
A．<1　　　B．在4左右　　　C．>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是
________________________________________________________________________。
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2＋，写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
2.5×10－13
1.3×10－36
3.4×10－28
6.4×10－53
1.6×10－24
为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(选填序号)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
5．铁、铜都是人类最早使用的金属，它们的单质及化合物应用非常广泛。
(1)钢铁“发蓝”，是将钢铁制品浸到某些氧化性溶液中，使其表面形成一层四氧化三铁的过程。其中有一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热至130 ℃，反应过程为
Ⅰ.3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
Ⅱ.6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O===3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH
Ⅲ.Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O===Fe3O4＋4NaOH
①反应Ⅱ中的氧化剂是__________。
②上述过程产生了大量NH3，有关NH3处理方案合理的是 (　　)
a．用H2SO4吸收制氮肥　 b．高空排放
c．用于制备HNO3
(2)工业上常用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板。
①请根据金属活动顺序及反应原理，判断Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋的氧化性强弱顺序：
________________________________________________________________________。
②请设计实验验证Cu2＋、Fe3＋氧化性强弱的结论。实验方案及现象为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如图横坐标为溶液pH，纵坐标为金属离子物质的量浓度的对数值(当溶液中金属离子浓度≤10－5 mol·L－1时，可认为沉淀完全)，试回答：
①腐蚀铜板后的溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋浓度均为0.1 mol·L－1，今向混合溶液中通入氨气调节溶液的pH＝5.6时，溶液中存在的金属阳离子为
________________________________________________________________________。
②从图中数据计算可得Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]＝
________________________________________________________________________
6．请回答有关锌及其化合物的问题。
(1)高温锻烧时，闪锌矿(ZnS)与氧气反应生成ZnO和SO2。其反应方程式为
________________________________________________________________________，
该反应1 mol还原剂失去电子__________ mol。
(2)已知Zn(OH)2具有两性，在过量的强碱性溶液中生成可溶于水的Zn(OH)。下图是Zn2＋在某温度时水解、沉淀、溶解的曲线图。
①当pH＝7、c(Zn2＋)＝0.01 mol·L－1，Zn2＋主要存在形式为________、________(写化学式)。
②向c(Zn2＋)＝1×10－5 mol·L－1的溶液中加入固体NaOH到pH＝13，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③已知该温度下的Ksp[Zn(OH)2]＝1×10－17、Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。当向新生成的Zn(OH)2 浊液中滴入足量的Na2S溶液，振荡后Zn(OH)2会全部转化为ZnS，其原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1.(1)强　弱　(2)HA＝MOH＞HB　等于　(3)弱　等于
解析　(1)pH＝a的强酸，稀释10n倍后，溶液的pH＝a＋n；pH＝a的弱酸，稀释10n倍后，溶液的pH介于a和a＋n之间。据此可确定HA是强酸，HB是弱酸。(2)pH＝9的MOH溶液中，c(H＋)水＝1×10－9 mol·L－1；pH＝5的HA溶液中，c(H＋)水＝c(OH－)水＝1×10－9 mol·L－1；pH＝b的HB溶液中，c(H＋)水＝c(OH－)水<1×10－9 mol·L－1。将稀释后的HA溶液和MOH溶液取等体积混合，二者恰好完全反应生成强酸强碱盐，溶液显中性，根据电荷守恒可知c(A－)＝c(M＋)。(3)若b＋c＝14，则b＝14－c，在pH＝c的MOH溶液中，c(OH－)＝10c－14 mol·L－1＝10－b mol·L－1，即c(OH－)＝10－2 mol·L－1的MOH稀释103倍后，c(OH－)≠10－5 mol·L－1，所以MOH是弱碱。因为同温度下，HB和MOH的电离能力相同，所以将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合，反应后溶液呈中性。
2．(1)3O2　杀菌消毒　吸附(净水)(或其他合理答案)
(2)温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动(或其他合理答案)　>　(3)B
(4)
3．(1)BD　(2)C　(3)图2　20　CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－　(4)除去溶解在水中的二氧化碳
(5)3cV
4．(1)Cu2＋　(2)B
(3)不能　Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小
(4)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O　(5)B
解析　本题考查混合物的分离，意在考查对溶度积概念的理解及计算能力。(1)由图可以看出，Cu2＋开始沉淀的pH约为4.5，所以pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是Cu2＋。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH使Fe3＋完全沉淀而Cu2＋不能沉淀。欲使Fe3＋完全沉淀，溶液的pH应大于2.5，欲使Cu2＋不沉淀，需使溶液的pH小于4.5。故应调节溶液的pH在2.5到4.5之间。(3)观察图像可知，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，当杂质Co2＋完全沉淀时，有很多Ni2＋也形成沉淀。(5)加入过量的NaOH和Na2S都会引入新杂质。但加入FeS，发生FeSFe2＋＋S2－，由于CuS、PbS、HgS的溶度积远小于FeS的溶度积，因此会发生沉淀的转化，FeS转化为CuS、PbS、HgS，并且不会引入新杂质。
5．(1)①NaNO2　②ac
(2)①Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋　②将铜棒与碳棒用导线连接(带电流表)，再插入氯化铁溶液中，发现有电流产生(或将足量的铜屑加入到适量的FeCl3溶液中，一段时间后，溶液由棕黄色变为蓝绿色)
(3)①Cu2＋、Fe2＋　②1.0×10－17
6．(1)2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2　6
(2)①Zn2＋、ZnOH＋或Zn(OH)2(任意两个均可)
②Zn2＋＋4OH－===Zn(OH)2－4或分步写：Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓、Zn(OH)2＋2OH－===Zn(OH)2－4
③由于在Zn(OH)2浊液中存在溶解平衡：Zn(OH)2(s)Zn2＋(aq)＋2OH－(aq)，而Ksp[Zn(OH)2]>Ksp(ZnS)，滴入的S2－与Zn2＋结合生成了更难溶(或溶度积更小)的ZnS，使Zn2＋浓度减小，溶解平衡继续向右移动直至全部转化为ZnS