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周測9 水溶液中的離子平衡
夯基提能卷⑨
一、選擇題:本題共7小題,每小題6分,共42分。
1.[2019河南洛陽質(zhì)檢]能影響水的電離平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的措施是( )
A.向水中通入SO2 B.將水加熱煮沸
C.向純水中投入一小塊金屬鈉 D.向水中加入NaCl固體
答案:A
解析:向水中通入SO2,SO2與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3,抑制水的電離,所得溶液呈酸性,則有c(H+)>c(OH-),A正確;將水加熱煮沸,促進(jìn)水的電離,但水仍呈中性,則有c(H+)=c(OH-),B錯(cuò)誤;向純水中投入一小塊金屬鈉,Na與水反應(yīng)生成NaOH,抑制水的電離,所得溶液呈堿性,則有c(H+)
c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
答案:D
解析:鹽酸呈酸性,氨水和CH3COONa溶液呈堿性,則pH最小的是鹽酸,A正確;鹽酸和氨水抑制水的電離,CH3COONa因發(fā)生水解而促進(jìn)水的電離,故水的電離程度最大的是CH3COONa,B正確;等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合,二者恰好完全反應(yīng)生成NH4Cl,由于NH發(fā)生水解而使溶液呈酸性,C正確;等濃度、等體積的鹽酸和CH3COONa溶液混合,二者恰好完全反應(yīng)生成CH3COOH和NaCl,由于Na+、Cl-均不發(fā)生水解,則有c(Na+)=c(Cl-),D錯(cuò)誤。
4.[2019長郡中學(xué)選拔考試]25 ℃時(shí),CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka=1.7510-5,NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=1.7510-5,現(xiàn)在25 ℃時(shí)向10 mL濃度均為0.1 molL-1的HCl和CH3COOH的混合溶液中逐滴加入0.1 molL-1的氨水,溶液的pH變化曲線如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.A點(diǎn)到B點(diǎn),溶液的導(dǎo)電性逐漸減小
B.整個(gè)過程中,C點(diǎn)處水的電離程度最大
C.pH =7時(shí)對應(yīng)的點(diǎn)應(yīng)在C點(diǎn)和D點(diǎn)之間,此時(shí)溶液中存在:c(NH)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.D點(diǎn)處:c(NH)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
答案:C
解析:HCl和CH3COOH的混合溶液中,HCl先與氨水反應(yīng),則A點(diǎn)到B點(diǎn),隨著氨水加入,離子數(shù)目不變,但溶液體積增大,故溶液導(dǎo)電性逐漸減小,A項(xiàng)正確;C點(diǎn)時(shí)氨水與HCl、CH3COOH的混合溶液恰好完全反應(yīng),此時(shí)水的電離程度最大,B項(xiàng)正確;C點(diǎn)溶液為等物質(zhì)的量濃度的NH4Cl、CH3COONH4的混合溶液,由于NH的水解程度等于CH3COO-的水解程度,故溶液呈酸性,D點(diǎn)溶液為等物質(zhì)的量濃度的NH3H2O、NH4Cl、CH3COONH4的混合溶液,由于NH3H2O的電離程度大于NH的水解程度,溶液呈堿性,故在C點(diǎn)和D點(diǎn)之間某處存在溶液pH=7時(shí)對應(yīng)的點(diǎn),根據(jù)電荷守恒可知,該點(diǎn)溶液中存在:c(NH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),又c(H+)=c(OH-),則c(NH)=c(CH3COO-)+c(Cl-),由于c(Cl-)>c(CH3COOH),故c(NH)>c(CH3COO-)+c(CH3COOH),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由上述分析可知,D點(diǎn)處溶液中c(NH)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D項(xiàng)正確。
5.向濃度均為0.010 molL-1的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010 molL-1的AgNO3溶液[已知Ksp(AgCl)=1.7710-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.2110-12,Ksp(AgBr)=5.3510-13,Ag2CrO4為磚紅色],下列敘述正確的是( )
A.原溶液中n(Na+)=0.040 mol
B.Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示劑
C.生成沉淀的先后順序是AgBr>Ag2CrO4>AgCl
D.出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時(shí),溶液中c(Cl-) :c(Br-)=177:535
答案:B
解析:原溶液中c(Na+)=0.040 molL-1,但溶液體積未知,故無法知道n(Na+)的量,A錯(cuò)誤;析出沉淀時(shí),AgCl溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=(1.7710-10)/0.01=1.7710-8molL-1,AgBr溶液中c(Ag+)=Ksp(AgBr)/c(Cl-)=(5.3510-13)/0.01 molL-1=5.3510-11 molL-1,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=[Ksp(Ag2CrO4)/c(CrO)]=[(1.2110-12)/0.01 molL-1]=1.110-5 molL-1,c(Ag+)越小,則越先生成沉淀,所以產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)锽r-、Cl-、CrO,可用Na2CrO4作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示劑,故B正確、C錯(cuò)誤;出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時(shí),溶液中c(Cl-) :c(Br-)=1 770:5.35,D錯(cuò)誤。
6.常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6
B.曲線N表示pH與lg的變化關(guān)系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.當(dāng)混合溶液呈中性時(shí),c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
答案:D
解析:H2X的電離方程式為H2XH++HX-,HX-H++X2-。當(dāng)==1時(shí),即橫坐標(biāo)為0.0時(shí),Ka1=c(H+),Ka2=c′(H+),因?yàn)镵a1>Ka2,故c(H+)>c′(H+),即pHc(OH-),C項(xiàng)正確;電荷守恒式為c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-),中性溶液中存在c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-),假設(shè)c(HX-)=c(X2-)或c(HX-)>c(X2-)(見C項(xiàng)分析),則溶液一定呈酸性,故中性溶液中c(HX-)Ksp(BaCO3)
B.加入Na2CO3固體立即有BaCO3固體生成
C.20 ℃時(shí),BaCO3的Ksp=2.510-10
D.曲線BC段內(nèi),c(CO)c(SO)=25
答案:D
解析:由圖可知,當(dāng)c(CO)=0時(shí),c(SO)=c(Ba2+)=1.010-5molL-1,則Ksp(BaSO4)=c(SO)c(Ba2+)=1.010-51.010-5=1.010-10;當(dāng)c(CO)≥2.510-4 molL-1時(shí),開始有BaCO3沉淀生成,c(Ba2+)逐漸減小,則有Ksp(BaCO3)=c(CO)c(Ba2+)=1.010-52.510-4=2.510-9,故20 ℃時(shí),Ksp(BaSO4)”“=”或“<”)。
(2)將物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸與氨水混合后,溶液中的c(NH)=c(Cl-),則鹽酸的體積________氨水的體積(填“>”“=”或“<”)。
(3)將0.2 molL-1HA溶液與0.1 molL-1NaOH溶液等體積混合(混合后溶液體積變化忽略不計(jì)),測得混合溶液中c(Na+)>c(A-),則:
①混合溶液中,c(A-)________c(HA)(填“>”“<”或“=”,下同);
②混合溶液中,c(HA)+c(A-)________0.1 molL-1。
(4)常溫時(shí),取0.1 molL-1HX溶液與0.1 molL-1NaOH溶液等體積混合,測得混合溶液的pH=8。
①混合溶液中由水電離出的c(OH-)與0.1 molL-1NaOH溶液中由水電離出的c(OH-)之比為________。
②已知NH4X溶液呈中性,又知將HX溶液加入到Na2CO3溶液中有氣體放出,試推斷(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“>”“<”或“=”)。
答案:
(1)> (2)< (3)①< ②=
(4)①1071?、?
解析:
(1)pH相等的NaOH溶液與CH3COONa溶液中c(OH-)相等,分別加熱到相同的溫度后,NaOH溶液中n(OH-)不變,而CH3COONa溶液中CH3COO-的水解平衡正向移動,n(OH-)增大,則CH3COONa溶液中c(OH-)大于NaOH溶液中c(OH-),故CH3COONa溶液的pH大。
(2)物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸與氨水混合后,溶液中的c(NH)=c(Cl-),據(jù)電荷守恒可得c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),則有c(H+)=c(OH-),此時(shí)溶液呈中性;若兩溶液恰好完全反應(yīng)則生成NH4Cl,所得溶液呈酸性,若使溶液呈中性,則有V(HCl)c(A-),則有c(H+)7。
9.(14分)[2019陜西咸陽模擬]Ⅰ.常溫下,某水溶液M中存在的離子有Na+、A2-、HA-、H+和OH-,存在的分子有H2O、H2A。根據(jù)題意回答下列問題:
(1)寫出酸H2A的電離方程式:
________________________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)測得NaHA溶液的pH>7,請分析NaHA溶液顯堿性的原因:
________________________________________________________________________。
Ⅱ.(3)如圖甲表示用相同濃度的NaOH溶液分別滴定濃度相同的三種一元酸,由圖可確定酸性最強(qiáng)的是________(填“①”“②”或“③”)。如圖乙表示用相同濃度的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液分別滴定濃度相同的含Cl-、Br-及I-的混合溶液,由圖可確定首先沉淀的離子是________。
(4)25℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.810-10。在1 L 0.1 molL-1 NaCl溶液中加入1 L 0.2 molL-1AgNO3溶液,充分反應(yīng)后溶液中c(Cl-)=________ molL-1(假設(shè)混合后溶液的體積變化忽略不計(jì))。
答案:
Ⅰ.(1)H2AH++HA-、HA-H++A2-
(2)HA-的水解程度大于其電離程度
Ⅱ.(3)③ I- (4)3.610-9
解析:
Ⅰ.(1)水溶液M中存在的離子有Na+、A2-、HA-、H+和OH-,存在的分子有H2O、H2A,說明H2A為二元弱酸,H2A在水溶液中發(fā)生分步電離:H2AH++HA-、HA-H++A2-。
(2)NaHA溶液中存在HA-的電離平衡(HA-H++A2-)和水解平衡(HA-+H2OH2A+OH-),實(shí)驗(yàn)測得NaHA溶液的pH>7,說明HA-的水解程度大于其電離程度。
Ⅱ.(3)相同濃度的一元酸,其酸性越強(qiáng),電離程度越大,溶液中c(H+)越大,溶液的pH越??;由圖可知,相同濃度的三種酸的pH:①>②>③,則酸性強(qiáng)弱:①<②<③,故酸性最強(qiáng)的是③。-lg c(X-)越大,則c(X-)越小,由圖可知,-lg c(X-)的大?。篒->Br->Cl-,則沉淀完全時(shí)c(X-)的大?。篶(I-)110-7 molL-1,C錯(cuò)誤;向純水中加入少量NaOH固體,溶液中c(OH-)增大,水的電離平衡逆向移動,D錯(cuò)誤。
2.將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的2.24 L CO2通入150 mL 1 molL-1的NaOH溶液中,下列說法正確的是( )
A.c(HCO)略大于c(CO)
B.c(HCO)等于c(CO)
C.c(Na+)等于c(CO)與c(HCO)之和
D.c(HCO)略小于c(CO)
答案:A
解析:0.1 mol CO2與0.15 mol NaOH反應(yīng)生成的Na2CO3和NaHCO3各為0.05 mol,由于CO的水解能力比HCO強(qiáng),且CO水解又生成HCO,因此溶液中c(HCO)略大于c(CO)。由物料守恒可知,2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]。
3.某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對溶液作如下的歸納總結(jié)(均在常溫下)。其中正確的是( )
①pH=3的強(qiáng)酸溶液1 mL,加水稀釋至100 mL后,溶液pH降低2個(gè)單位
②1 L 0.50 molL-1 NH4Cl溶液與2 L 0.25 molL-l NH4Cl溶液含NH物質(zhì)的量前者大
③在某鈉鹽溶液中含有Cl-、I-、AlO、CO、NO、SiO中的若干種,當(dāng)加入過量的鹽酸時(shí)產(chǎn)生氣泡,溶液顏色變深,則原溶液中一定有CO
④pH=4、濃度均為0.1 molL-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中:c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=[2(10-4-10-10)] molL-1
A.①② B.②④
C.②③ D.①③
答案:B
解析:①pH=3的強(qiáng)酸溶液1 mL,加水稀釋至100 mL后,溶液pH升高2個(gè)單位,①錯(cuò)誤;②銨根離子濃度越大,銨根離子水解程度越小,則1 L 0.50 molL-1 NH4Cl溶液與2 L 0.25 molL-1 NH4Cl溶液含NH物質(zhì)的量前者大,②正確;③在某鈉鹽溶液中含有Cl-、I-、AlO、CO、NO、SiO中的若干種,當(dāng)加入過量的鹽酸時(shí)產(chǎn)生氣泡,溶液顏色變深,這說明一定含有硝酸根離子和碘離子,在酸性溶液中硝酸根離子氧化碘離子生成碘,同時(shí)有NO生成,原溶液中不一定有CO,③錯(cuò)誤;④pH=4、濃度均為0.1 molL-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中,根據(jù)物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)和電荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)可知,c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-2c(OH-)=[2(104-10-10)] molL-1,④正確,選B。
4.常溫下,用0.1 molL-1 HCl溶液滴定10.00 mL濃度為0.1 molL-1 Na2CO3溶液,所得滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.當(dāng)V=0時(shí):c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)=c(OH-)
B.當(dāng)V=5時(shí):c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3) =c(Cl-)
C.當(dāng)V=10時(shí):c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
D.當(dāng)V=a時(shí):c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
答案:D
解析:當(dāng)V=0時(shí),溶液為碳酸鈉溶液,根據(jù)電荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO),根據(jù)物料守恒有:c(Na+)=2c(HCO)+2c(H2CO3)+2c(CO),聯(lián)立可得:c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)=c(OH-),A錯(cuò)誤;當(dāng)V=5時(shí),得到等濃度的NaHCO3、NaCl、Na2CO3混合溶液,根據(jù)物料守恒,c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=2c(Cl-),B錯(cuò)誤;當(dāng)V=10時(shí),反應(yīng)恰好生成等濃度的NaHCO3、NaCl混合溶液,HCO的水解程度大于其電離程度,故溶液顯堿性,則c(H2CO3)>c(CO),C錯(cuò)誤;D.V=a時(shí),pH=7,溶液為中性,則c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(OH-) +2c(CO)+c(Cl-)+c(HCO),聯(lián)立可得c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(Cl-),所以c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),D正確。
5.[2019福建永安一中等三校聯(lián)考]T ℃時(shí),濃度均為0.1 molL-1的MgCl2溶液、氨水溶液,按體積比1:2混合。已知T ℃時(shí)Mg(OH)2的Ksp=4.010-12,F(xiàn)e(OH)3的Ksp=8.010-38。下列說法正確的是( )
A.混合前,氨水溶液中c(NH):c(OH-)=1:1
B.混合后c(NH):c(Cl-)=1:1
C.混合后c(Mg2+)c(OH-)=4.010-12
D.向混合后的分散系中加入FeCl3溶液,白色沉淀變紅褐色
答案:D
解析:混合前,氨水中NH3H2O電離產(chǎn)生NH和OH-,H2O電離產(chǎn)生OH-和H+,則有c(NH):c(OH-)<1:1,A錯(cuò)誤;濃度均為0.1 molL-1的MgCl2溶液、氨水溶液按體積比1:2混合,二者恰好完全反應(yīng)生成Mg(OH)2和NH4Cl,由于NH發(fā)生水解反應(yīng),則溶液中c(NH):c(Cl-)<1:1,B錯(cuò)誤;溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡,存在c(Mg2+)c2(OH-)=Ksp=4.010-12,C錯(cuò)誤;由于Fe(OH)3的Ksp遠(yuǎn)小于Mg(OH)2的Ksp,則Fe(OH)3的溶解度遠(yuǎn)小于Mg(OH)2,向混合后的分散系中加入FeCl3溶液,白色沉淀Mg(OH)2轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3,D正確。
6.在25 ℃時(shí),用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+兩種金屬離子(M2+),所需S2-最低濃度的對數(shù)值lg c(S2-)與lg c(M2+)關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
B.25 ℃時(shí),Ksp(CuS)約為110-35
C.向100 mL濃度均為10-5 molL-1的Zn2+、Cu2+的混合溶液中逐滴加入10-4 molL-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
D.向Cu2+濃度為10-5molL-1廢水中加入ZnS粉末,會有CuS沉淀析出
答案:A
解析:硫化鈉溶液中的物料守恒式為2c(S2-)+ 2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),A錯(cuò)誤;在25 ℃時(shí),CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡:CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=10-2510-10=10-35,B正確;依據(jù)此圖可知,CuS的Ksp較小,故CuS較難溶,首先出現(xiàn)的沉淀是CuS,即Cu2+先沉淀,C正確;由于在25 ℃時(shí),Ksp(CuS)pc(HC2O),所以c(HC2O)>c(C2O),B錯(cuò)誤;根據(jù)物料守恒,c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)在a點(diǎn)和b點(diǎn)一定相等,C正確;常溫下,的分子和分母同乘以氫離子的濃度,即為,只要溫度不變,比值便不變,D錯(cuò)誤。
二、非選擇題:共43分。
8.(14分)[2019山西孝義模擬]常溫下,濃度均為0.1 molL-1的六種溶液的pH如下表所示:
溶質(zhì)
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
Na2SO4
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
7.0
請回答下列問題:
(1)上述六種溶液中的陰離子,結(jié)合H+能力最強(qiáng)的是________(填離子符號)。
(2)上述六種溶液中,水的電離程度最小的是________(填化學(xué)式)。
(3)若欲增大氯水中次氯酸的濃度,可向氯水中加入上表中的物質(zhì)是
________________________________________________________________________、
________(每空填寫一種物質(zhì))。
(4)依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律,判斷下列反應(yīng)不能進(jìn)行的是________。
A.CH3COOH+Na2CO3===NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaCN===Na2CO3+2HCN
(5)將CO2氣體通入飽和碳酸鈉溶液中,可以觀察到的現(xiàn)象是
________________________________________________________________________,
原因?yàn)?
________________________________________________________________________
(用離子方程式表示)。
答案:
(1)CO (2)Na2SO4
(3)NaHCO3 NaClO或CH3COONa (4)C
(5)溶液變渾濁 CO2+H2O+CO+2Na+===2NaHCO3↓
解析:(1)等濃度的鹽溶液的pH越大,則陰離子的水解程度越大,對應(yīng)酸的酸性越弱。濃度均為0.1 molL-1的六種溶液的pH:Na2CO3>NaCN>NaClO>NaHCO3>CH3COONa>Na2SO4,則陰離子的水解程度:CO>CN->ClO->HCO>CH3COO->SO,故酸性強(qiáng)弱:HCOc(CO)>c(NH)>c(NH4CO)>c(NH)
解析:
Ⅰ.(1)工業(yè)合成氨反應(yīng)為N2+3H22NH3,該反應(yīng)的ΔH<0,降低反應(yīng)溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小,平衡正向移動,NH3的體積分?jǐn)?shù)增大,A錯(cuò)誤;壓縮反應(yīng)混合物,混合物的濃度增大,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動,NH3的體積分?jǐn)?shù)增大,B正確;充入N2,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動,但NH3的體積分?jǐn)?shù)減小,C錯(cuò)誤;液化分離NH3,平衡正向移動,但反應(yīng)速率減小,D錯(cuò)誤。
(2)①未滴加鹽酸時(shí),0.2 molL-1氨水中N元素主要以NH3H2O的形式存在,NH的濃度較小,故圖中A表示NH3H2O的濃度變化曲線,B表示NH的濃度變化曲線。②由圖可知,溶液中NH和NH3H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為50%時(shí),溶液的pH=9.26,此時(shí)溶液中c(NH)=c(NH3H2O),c(OH-)=10-4.74 molL-1。氨水中存在電離平衡:NH3H2ONH+OH-,則電離平衡常數(shù)Kb==c(OH-)=10-4.74 molL-1。③當(dāng)加入鹽酸體積為50 mL時(shí),所得溶液為等濃度的氨水和NH4Cl的混合液,溶液的pH=9.00,根據(jù)電荷守恒可得c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-);根據(jù)物料守恒可得2c(Cl-)=c(NH)+c(NH3H2O),綜合上述兩式可得c(NH)-c(NH3H2O)=2c(OH-)-2c(H+)=(210-5-210-9) molL-1。
Ⅱ.(3)液氨中存在類似水的電離(H2O+H2OH3O++OH-),據(jù)此推知液氨的電離方程式為NH3+NH3NH+NH。
(4)類比Na2CO3在水中的第一級水解(CO+H2OHCO+OH-),推知Na2CO3溶于液氨后第一級氨解的離子方程式為CO+2NH3NH+NH4CO。
(5)類比Na2CO3溶液中各離子的濃度關(guān)系:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+),可寫出Na2CO3的液氨溶液中各離子濃度的大小關(guān)系:c(Na+)>c(CO)>c(NH)>c(NH4CO)>c(NH)。
10.(15分)[2019山東濰坊模擬]三氯氧磷(POCl3)廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等生產(chǎn)。工業(yè)制備三氯氧磷的過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)品亞磷酸(H3PO3)。請回答下列問題:
(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯氣加熱反應(yīng)生成,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
(2)已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸,則Na2HPO3溶液中,各離子濃度的大小關(guān)系為
________________________________________________________________________。
(3)常溫下,將NaOH溶液滴加到亞磷酸(H3PO3)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。
則表示lg的是曲線________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),亞磷酸(H3PO3)的Kal=________,反應(yīng)HPO+H2OH2PO+OH-的平衡常數(shù)值是________。
(4)工業(yè)上生產(chǎn)三氯氧磷的同時(shí)會產(chǎn)生含磷廢水(主要成分為H3PO4、H3PO3)。向廢水中先加入適量漂白粉,再加入生石灰調(diào)節(jié)pH,將磷元素轉(zhuǎn)化為磷酸的鈣鹽沉淀并回收。若處理后的廢水中c(Ca2+)=510-6 molL-1,則溶液中c(PO)=________molL-1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=210-29)
答案:(1)PCl3+Cl2+H2OPOCl3+2HCl
(2)c(Na+)>c(HPO)>c(OH-)>c(H2PO)>c(H+)
(3)Ⅰ 10-1.4 10-7.5
(4)410-7
解析:
(1)POCl3可由三氯化磷、水、氯氣加熱反應(yīng)生成,結(jié)合得失電子守恒和質(zhì)量守恒可寫出化學(xué)方程式:PCl3+Cl2+H2OPOCl3+2HCl。
(2)亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸,則Na2HPO3是亞磷酸的正鹽,HPO分步發(fā)生水解反應(yīng):HPO+H2OH2PO+OH-、H2PO+H2OH3PO3+OH-,考慮鹽類水解的程度較小,且Na2HPO3溶液呈堿性,各離子濃度的大小關(guān)系為c(Na+)>c(HPO)>c(OH-)>c(H2PO)>c(H+)。
(3)H3PO3中Ka1=,Ka2=,Ka1>Ka2,c(H+)相同時(shí),>,即lg>lg,則曲線Ⅰ表示lg,曲線Ⅱ表示lg。由圖可知,lg=1時(shí),pH=2.4,則有=10時(shí),溶液中c(H+)=10-2.4 molL-1。亞磷酸(H3PO3)的Ka1==1010-2.4=10-1.4。圖中l(wèi)g=-1時(shí),pH=5.5即=0.1時(shí),c(H+)=10-5.5 molL-1。反應(yīng)HPO+H2OH2PO+OH-的平衡常數(shù)K==1010-14+5.5=10-7.5。
(4)Ca3(PO4)2的溶度積常數(shù)Ksp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)c2(PO),廢水中c(Ca2+)=510-6 molL-1,則有210-29=(510-6)3c2(PO),解得c(PO)=410-7 molL-1。
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