1、填空题 (共11分)工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法l:还原沉淀法
该法的工艺流程为:
其中第①步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的pH=2,则溶液显 色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。
A.Cr2O2- 7和CrO2- 7的浓度相同 B.2v(Cr2O2- 7)=v(CrO2- 4) C.溶液的颜色不变
(3)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)?c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。
方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(4)用Fe做电极的原因为 。
(5)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应式解释) 。溶液中同时生成的沉淀还有 。
参考答案:(共11分)(1)橙 (1分);(2)C(2分); (3)5(2分);
(4)阳极反应为Fe-2e-=Fe2+(2分);提供还原剂Fe2+(1分)
(5)2H+ +2e-=H2↑(2分);Fe(OH)3 (1分)
本题解析:(1)pH=2说明溶液显酸性,平衡向正反应方向移动,Cr2O72—的浓度会增大,所以溶液显橙色。
(2)在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变时,该可逆反应就到达化学平衡状态。平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,因此选项A不正确;在任何情况下Cr2O72—和CrO42—的反应速率之比总是满足1:2,因此选项B也不正确;颜色的深浅与浓度有关系,溶液颜色不再改变,这说明Cr2O72—和CrO42—的浓度不再发生改变,因此可以说明反应已经达到化学平衡状态,C正确,答案选C。
(3)由溶度积常数的表达式Ksp=c(Cr3+)·c3(OH—)=10-32可知,当c(Cr3+)=10-5mol/L时,c(OH—)=10-9mol/L,所以pH=5。
(4)Cr2O72—要生成Cr(OH)3沉淀,必需有还原剂,而铁做电极时,在阳极上可以失去电子产生Fe2+,阳极方程式为Fe-2e-=Fe2+。
(5)在电解池中阳离子在阴极得到电子,在溶液中由于H+得电子得能力强于Fe2+的,因此阴极是H+放电,方程式为2H++2e-=H2↑。随着电解的进行,溶液中的H+浓度逐渐降低,水的电离被促进,OH-浓度逐渐升高。由于Fe2+被Cr2O72—氧化生成Fe3+,当溶液碱性达到一定程度时就会产生Fe(OH)3沉淀。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响、平衡状态的判断;溶解平衡、电化学原理的应用和计算等
本题难度:困难
2、填空题 分析、归纳、探究是学习化学的重要方法和手段之一。下面就电解质A回答有关问题(假定以下都是室温时的溶液)。
(1)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c?mol/L的A溶液的pH=a。
①试说明HnB的酸性强弱_________________________。
②当a=10时,A溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)________________________。
③当a=10、n=1时,A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为__________________。 c(OH-)-c(HB)=________。
④当n=1、c=0.1、溶液中c(HB)∶c(B-)=1∶99时,A溶液的pH为________?(保留整数值)。
(2)已知难溶电解质A的化学式为XnYm,相对分子质量为M,测得其饱和溶液的密度为ρ?g/cm3,Xm+离子的浓度为c?mol/L,则该难溶物XnYm的溶度积常数为Ksp=________________,该温度下XnYm的溶解度S=________。
参考答案:(1)①当a=7时,HnB为强酸,当a>7时HnB为弱酸
②Bn-+H2O
HB(n-1)-+OH-?
③c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)?;10-10?mol/L
④11?
(2)
?;
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 甲、乙两上实验小组分别进行测定Na2CO3和NaC1混合物中Na2CO3含量的实验.
甲组:沉淀分析法(相对分子质量:Na2CO3为106;?BaCO3为197;?BaCl2为208)
(1)配制一定物质的量浓度的BaC12溶液:用已经称量好的______gBaC12固体配制0.4mol?L-lBaCl2溶液250mL,所需要的仪器为量筒和______.
(2)把m?g混合物溶解后加入过量BaC12溶液,然后将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、称量,固体质量为wg,根据沉淀质量计算原混合物中Na2CO3的质分数为______(用含m、w的代数式表示).如果原溶液中过量的Ba2+浓度达到0.01mol/L,则溶液中残留的CO32-的物质的量浓度是______.[Ksp(BaCO3)=2.58×10-9]
乙组:气体分析法

(3)实验中待锥形瓶中不再产生气体后,打开活塞从导管A端缓缓鼓入一定量的空气,这样做的目的是______.
(4)装置中干燥管B的作用是______.
(5)除已理的agNa2CO3样品外,实验中还应测定的数据是______处(填图中仪器的名称)装置实验前后的质量差.
(6)该实验还存在的明显缺陷是______.
参考答案:(1)BaC12固体的质量m=cVM=0.4mol?L-l×0.25L×208g/mol=20.8g,故答案为:20.8;
溶液配制步骤为:一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水),用玻璃棒搅拌,冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤并将洗涤液移入容量瓶中,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加至溶液凹面与刻度线水平相切,盖好瓶塞,摇匀,所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、筒量(可用、也可不用)、玻璃棒、250ml容量瓶、胶头滴管,故答案为:烧杯、玻璃棒、250ml容量瓶、胶头滴管;
(2)根据题意可知发生的反应为碳酸钠和氯化钡的反应,同时生成碳酸钡的质量为wg,所以可以据此求出碳酸钠的质量,然后得出样品中碳酸钠的质量分数;
设碳酸钠的质量为x
BaCl2+Na2CO3═2NaCl+BaCO3↓
? 106?197?
? x? ?wg?
?106?x?=197?wg??
? 解得:x=106wg?197
所以碳酸钠的质量分数可以表示为:106wg?197mg×100%,
碳酸钡沉淀的溶度积为Ksp(BaCO3)=2.58×10-9,原溶液中过量的Ba2+浓度达到0.01 mol/L,则溶液中残留的CO32-的物质的量浓度为Ksp(BaCO3)C(Ba?2+)=2.58×10?-90.01mol/L=2.58×10-7mol/L,
故答案为::106wg?197mg×100%;2.58×10-7mol/L;
(3)实验中待锥形瓶中不再产生气体后,二氧化碳会滞留在装置中,所以通入空气使产生的二氧化碳全部进入后续的装置,故答案为:使产生的二氧化碳全部进入后续的装置;
(4)空气中的二氧化碳和水可以进入U型管,所以装置中干燥管B的作用是吸收空气中的二氧化碳和水,故答案为:吸收空气中的二氧化碳和水;
(5)实验的原理通过测定二氧化碳的质量来求出碳酸钠的质量,二氧化碳的质量也就是U型管增重的质量,故答案为:U型管;
(6)盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳中混有氯化氢,也能被碱石灰吸收,使得二氧化碳的质量偏大,最后结果偏大,故答案为:盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳中混有氯化氢,U型管增重的质量偏大,最后结果偏大.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的MgCl2溶液,加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡,测得pH=13,则下列说法不正确的是(? )
A.所得溶液中的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1
B.所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1
C.所加的烧碱溶液pH=13
D.所得溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-10 mol·L-1
参考答案:C
本题解析:加入一定量的烧碱溶液测得pH=13,则所加烧碱溶液的pH大于13,故C项错误,A、B、D项正确。
本题难度:一般
5、简答题 (1)向2.0mL浓度为0.1mol/L的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol/LAgNO3溶液,振荡,沉淀呈黄色,说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp______(填“小”或“大”).
(2)医药级二水合氯化钙(CaCl2?2H2O)样品中Cl-含量的测定方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.05000mol/LAgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值是20.39mL.
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器是______,如果在测定前没有润洗该仪器,测定结果(质量分数)会
______(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
②计算上述样品中CaCl2?2H2O的质量分数.
参考答案:(1)在溶液中溶度积小的沉淀先析出,已知向2.0mL浓度为0.1mol/L的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol/LAgNO3溶液,振荡,沉淀呈黄色,说明先生成AgI,所以AgI的溶解度小,即AgCl的Ksp比AgI的Ksp大;故答案为:大;
(2)①标准溶液为硝酸银溶液,所以用酸式滴定管盛放,在使用前应先用硝酸银溶液进行润洗;若没有润洗该仪器,则硝酸银浓度减小,滴定时消耗的硝酸银的体积偏大,根据c(未知)=c(已知)?c(已知)V(未知),可知测定结果会偏大;
故答案为:酸式滴定管;偏大;
②已知称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容,量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,所以样品中n(Cl-)=0.05000mol?L-1×0.02039L×10=0.010195mol,根据n(AgCl)=2n(CaCl2?2H2O),则n(CaCl2?2H2O)=0.0050975mol,所以m(CaCl2?2H2O)=0.0050975mol×147g/mol=0.7493325g,
则有:0.74933250.7500×100%=99.9%,
答:样品中CaCl2?2H2O的质量分数为99.9%.
本题解析:
本题难度:一般