高中化学盐类水解的应用试题

(13分)硫、碳、氮等元素及其化合物与人类的生产生活密切相关，其中．硫酸、氨气、硝酸都是重要的化工原料．而SO₂、NO、NO₂、CO等相应氧化物又是主要的环境污染物：
（1）过度排放CO₂会造成“温室效应”，而煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径。煤综合利用的一种途径如图所示。

已知：C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  AH₁= +131．3 kJ·mol^-
C(s)十2H₂O(g)=CO₂(g)+2H₂(g)  AH₂=" +90" kJ·mol^-
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是                         。
（2）298 K时．将氨气放入体积固定的密闭容器中使其发生分解反应。当反应达到平衡状态后．改变其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是           (填字号)：

a．当X表示温度时，Y表示氨气的物质的量
b．当X表示压强时．Y表示氨气的转化率
c．当X表示反应时间时．Y表示混合气体的密度
d．当x表示氨气的物质的量时．Y表示某一生成物的物质的量
（3）燃煤产生的烟气中的氮氧化物NO_x(主要为NO、NO₂)易形成污染．必须经脱除达标后才能排放：能作脱除剂的物质很多．下列说法正确的是            (填序号)：
a．用H₂O作脱除剂，不利于吸收含氮烟气中的NO
b．用Na₂SO₃作脱除剂，O₂会降低Na₂SO₃的利用率
c．用CO作脱除剂，会使烟气中NO₂的浓度增加
d．用尿素[CO(NH₂)₂]作脱除剂．在一定条件下能有效将NOx氧化为N₂
（4）在压强为O．1 MPa条件下，容积为V L的密闭容器中，amol CO与2amol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇。反应的化学方程式为CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，CO的平衡转比率与温度、压强的关系如图所示，则：

①P₁       P₂(填“>”“<”或“=”)。
②在其他条件不变的情况下，向容器中增加a molCO与2amol H₂．达到新平衡时．CO的转化率      (填“增大””减小”或“不变”．下同)，平衡常数              .
③在P₁下、100℃时，CH₃OH(g) CO(g)十2H₂(g)的平衡常数为     (用含a、V的代数式表示)。
（5）①常温下．若将2 mol NH₃(g)和l mol CO₂(g)通入1 L水中．可得pH=10的溶液，则该溶液中浓度最大的阴离子是                                  ；
②常温下，将0．01 mol·L^- NaOH溶液和0.01 mol·L^-(NH₄)₂SO₄溶液等体积混合．所得溶液pH为10，那么该混合液中c(Na⁺)+c(NH₄⁺)=          mol·L^一(填准确代数式．不能估算)。

下列说法或解释不正确的是

A．等物质的量浓度的下列溶液中，由大到小的顺序是①>②>③>④

B．室温下，向0. 01 molNH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：

C．向0.2 molNaHCO3溶液中加入等体积0.1 molNaOH溶液：

D．物质的量浓度均为1 mol的NaCl和MgCl2混合液1L中，含有Cl^－的数目为3(表示阿伏加德罗常数的值）

(15分)高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种绿色氧化剂，在许多领域展现出广阔的应用前景。
（1）湿法制备K₂FeO₄:在KOH溶液中，用KC10直接氧化Fe(NO₃)₃即可制得K₂FeO₄。该反应的离子方程式为_________________________________。
（2）测定K₂FeO₄:样品纯度：i．称取样品mg，加入到盛有过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)₄]溶液的锥形瓶中充分反应；ii．将所得铬酸钠(Na₂CrO₄)溶液酸化；iii．在所得Na₂Cr₂O₇溶液中加入8—9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂，用c  mol·L^－1(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V mL。整个过程中发生的反应如下：
i．  Cr(OH)₄^－ ＋  FeO₄^2－＋  =   Fe(OH)₃ (H₂O)₃↓＋   CrO₄^2－＋
ii．2CrO₄^2－＋2H^＋=Cr₂O₇^2－＋H₂O；
iii．Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋=2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
①配平方程式i；
②利用上述数据计算该样品的纯度为________________(用含字母的代数式表示)。
（3）高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25 ℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图所示：

i．pH=2．2时，溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________；为获得尽可能纯净的高铁酸盐，pH应控制在______________。
ii.已知H₃FeO₄^＋ 的电离常数分别为：K₁=2.51×10^－2，K₂=4.16×10^－4，K₃=5.01×10^－8，当pH=4时，溶液中 =       。
iii．向pH=6的高铁酸盐溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为______________。
（4）某新型电池以金属锂为负极，K₂FeO₄为正极，溶有LiPF₆的有机溶剂为电解质。工作时Li^＋通过电解质迁移人K₂FeO₄晶体中，生成K₂Li₂FeO₄。该电池的正极反应式为______________．

已知常温下，浓度均为0.1 mol·L^－1的5种钠盐溶液pH如下表：

溶质	Na2CO3	NaClO	NaHCO3	CH3COONa	NaHSO3
pH	11.6	10.3	9.7	8.8	5.2

下列说法中正确的是
A．少量SO₂通入NaClO溶液中发生反应的离子方程式为：H₂O+SO₂+ClO^－＝2H⁺+ Cl^－+SO₄^2－
B．常温下，稀释CH₃COOH或HClO溶液时，溶液中不变（HR代表CH₃COOH或HClO）
C．等体积、等物质的量浓度的Na₂CO₃、CH₃COONa、NaHSO₃三种溶液混合，溶液中：c（HSO₃^－)＞c（CH₃COO^－)＞c（CO₃^2－)
D．含等物质的量的NaHCO₃和CH₃COONa的混合液中：c（OH^－)—c（H⁺)＝c（H₂CO₃)+c（CH₃COOH)

25℃时，有c（CH₃COOH）+c（CH₃COO^－）=0.1mol·L^-1的一组醋酸、醋酸钠混合溶液，溶液中c（CH₃COOH）、c（CH₃COO^－）与pH的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是

A．25℃时，醋酸的电离常数Ka=1×10^-4.75

B．W点所表示的溶液中：c（Na^+）+c（H^+）=c（CH3COOH）+c（OH^－）

C．pH=5.5的溶液中：c（CH3COOH）>c（CH3COO^－）>c（H^+）>c（OH^－）

D．pH=3.5的溶液中：c（Na^+）+c（H^+）-c（OH^－）+c（CH3COOH）=0.1mol·L^-1

室温下，下列溶液中粒子浓度大小关系正确的是

A．0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合，所得溶液中：c(Na^＋)＞c(CO3^2^－)＞c(HCO3^－)＞c(OH^－)

B．pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaAlO2三份溶液中的c(Na^+）：②＞③＞①

C．0.1mol•L^-1的硫化钠溶液中：c（OH^-）=c（H^+）+c（HS^-）+c（H2S）

D．上图中a点溶液中各离子浓度的关系是：c（OH^-）=c（H^+）+c（CH3COO^-）+2c（CH3COOH）

硫元素有多种化合价，可形成多种化合物。
（1）常温下用1mol•L^－1 100 mL NaOH溶液恰好完全吸收0.1mol SO₂气体，此反应的离子方程式为               ；该溶液pH<7的原因是              （结合方程式回答）。以石墨作电极，电解该物质的饱和溶液时，只有一个电极产生气体，写出阳极的电极反应式                。
（2）请按照浓度由大到小的顺序排列0.1mol/LNa₂SO₃溶液中的离子              。Na₂SO₃溶液放置于空气中一段时间后，溶液的pH        （填“增大”“减小”或 “不变”）。
（3）某同学在常温下设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

实验①可说明        （填字母）

A．该Na2S2O3溶液中水电离的c（OH^—）=10^—8mol/L

B．H2S2O3是一种弱酸

C．Na2S2O3是一种弱电解质

D．Na2S2O3水解方程式为S2O3^2—+2H2OH2S2O3+2OH^—

写出实验②发生反应的离子方程式                   。
（4）实验室制得的Na₂S₂O₃粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO₄标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO₄溶液不反应）。
称取1.28 g的粗样品溶于水，用0.40mol/L KMnO₄溶液（加入适量硫酸酸化）滴定，当溶液中S₂O₃^2—全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积20.00 mL。
5S₂O₃^2—+8MnO₄^—+14H⁺ ＝8Mn²⁺+10SO₄^2—+7H₂O）。试回答：
①此滴定实验是否需要指示剂     （填“是”或“否”），KMnO₄溶液置于    （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
②若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数的测量结果     （填“偏高”“偏低”或“不变”）。
③产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数为          。（Na₂S₂O₃·5H₂O式量：248）（保留小数点后两位数）

某温度下，向一定体积0．1mol/LHCl溶液中逐滴加入等浓度的氨水溶液，溶液中pOH[pOH=-lgc(OH^-）]与pH的变化关系如图所示，则下列说法错误的是

A．Q点消耗氨水溶液的体积等于HCl溶液的体积

B．M点所示溶液导电能力弱于Q点

C．M点和N点所示溶液中水的电离程度相同

D．N点所示溶液中c(NH4^+） ＞ c(OH^－）

某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO₂）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co²⁺的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离。
①阴极的电极反应式为：LiCoO₂ + 4H⁺ + e^- ="==" Li⁺ + Co²⁺ + 2H₂O 、         。
阳极的电极反应式为         。
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示。当c(H₂SO₄) > 0.4 mol·L^-1时，钴的浸出率下降，其原因可能为         。
（2）电解完成后得到含Co²⁺的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。

①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式         。该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是         。
②已知(NH₄)₂C₂O₄溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是         （填字母序号）。
a.c (NH₄⁺)> c(C₂O₄^2-)>c (H⁺)>c (OH^-)
b.c (H⁺) +c (NH₄⁺) ="c" (OH^-) + c(HC₂O₄^-)+c(C₂O₄^2-)
c.c (NH₄⁺)+ c (NH₃•H₂O) = 2[c(C₂O₄^2-) + c(HC₂O₄^-) + c(H₂C₂O₄)]
（3）已知所用锂离子电池的正极材料为x g，其中LiCoO₂（M =" 98" g·mol^-1）的质量分数为a%，则回收后得到CoC₂O₄•2H₂O （M =" 183" g·mol^-1）的质量不高于         g。

（本题14分）
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）．氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理。
①氯化铁做净水剂______________________；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板____________________________。
（2）．吸收剂X的化学式为                   ；氧化剂Y的化学式为________________。
（3）．碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）．过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为
2KOH＋Na₂FeO₄→K₂FeO₄＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_________。
（5）．K₂FeO₄在水溶液中易发生反应：4FeO₄^2+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^+3O₂↑。在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用      （填序号）。

A．H2O	B．稀KOH溶液、异丙醇
C．NH4Cl溶液、异丙醇	D．Fe(NO3)3溶液、异丙醇

（6）．可用滴定分析法测定粗K₂FeO₄的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO₄^2-＋CrO₂^-＋2H₂O→CrO₄^2-＋Fe(OH)₃↓＋OH^-
②2CrO₄^2-＋2H^＋→Cr₂O₇^2-＋H₂O
③Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋＋14H^＋→2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
现称取1．980 g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤，滤液定容于250 mL容量瓶中。每次取25．00 mL加入稀硫酸酸化，用0．1000 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为            。（答案用小数表示，保留3位小数）

（本题12分）
氮是地球上含量丰富的一种元素，合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重要影响。铵盐在工农业生产、生活中有着重大作用。
完成下列填空
（1）．在固定体积的密闭容器中，进行如下放热反应：N₂(g)＋3H₂(g)         2NH₃(g)，其平衡常数K与温度T的关系如下表。

T/K	298	398	498	……
平衡常数K	4．1×10^6	K1	K2	……

则该反应的平衡常数K₁________K₂ (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（2）．能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2    b．v(N₂)_正＝3v(H₂)_逆
c．容器内压强保持不变                      d．混合气体的密度保持不变
NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。
请回答下列问题：
（3）．相同条件下，0．1 mol·L^－1 NH₄Al(SO₄)₂中c(NH₄⁺)________(填“等于”“大于”或“小于”)0．1 mol·L^－1 NH₄HSO₄中的c(NH₄⁺)。
（4）．如图所示是0．1 mol·L^－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。

①其中符合0．1 mol·L^－1 NH₄Al(SO₄)₂溶液的pH随温度变化的曲线是________(填写序号)，
导致pH随温度变化的原因是_______________________________；
②20℃时，0．1 mol·L^－1 NH₄Al(SO₄)₂中2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝__________。
（5）．室温时，向100 mL 0．1 mol·L^－1 NH₄HSO₄溶液中滴加0．1 mol·L^－1 NaOH溶液，得到溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大是________点；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________。

(16分)碳、氮、硫、氯是四种重要的非金属元素。
（1）CH₄(g)在O₂(g)中燃烧生成CO(g)和H₂O(g)的△H难以直接测量，原因是                   。
已知：a．2CO(g)+ O₂(g)==2CO₂(g)    △H =-566．0 kJ·mol^-1
b．CH₄(g)+2O₂(g)==CO₂(g)+2H₂O(g)   △H =-890．0 kJ·mol^-1
则CH₄(g)在O₂(g)中燃烧生成CO(g)和H₂O(g)的热化学方程式为                            。
（2）工业上合成氨气的反应为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0。现将10 mol N₂和26 mol H₂置于容积可变的密闭容器中，N₂的平衡转化率()与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题：

①反应达到平衡状态B时，容器的容积10 L，则T₁时，合成氨反应的平衡常数K=       L²·mol^-1。
②平衡状态由A变到C时，对应的平衡常数K(A)      K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
（3）在25℃时，HSCN、HClO、H₂CO₃的电离常数如下表：

HClO	HSCN	H2CO3
K=3.2×10^-8	K=0.13	Kl=4.2×10^-7[^来源 K2=5.6×10^-11

①1 mol·L^-1的KSCN溶液中，所有离子的浓度由大到小的顺序为     >     >     >     。
②向Na₂CO₃溶液中加入过量HClO溶液，反应的化学方程式为            。
③25℃时，为证明HClO为弱酸，某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中，你认为能够达到实验目的的是     (填下列各项中序号)。
a．用pH计测量0．1 mol·L^-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，可证明HClO为弱酸
b．用pH试纸测量0．01 mol·L^-1HClO溶液的pH，若测得pH>2，可证明HClO为弱酸
c．用仪器测量浓度均为0．1 mol·L^-1的HClO溶液和盐酸的导电性，若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证睨HClO为弱酸

二氧化硫常用作消毒剂和漂白剂，也是一种重要的工业原料。
（1）将a mol SO₂通入1 L 1 mol/L NaOH溶液中充分反应后，阴离子总数       阳离子总数(填选项前的字母)。
A．a＞1时大于      B．a＝1时等于       C．大于      D．小于
（2）保险粉（Na₂S₂O₄）广泛用于印染行业和食品储存行业。可以将SO₂通入草酸钠（Na₂C₂O₄）和NaOH的混合溶液中制取保险粉。制取保险粉的离子方程式为                    。
（3）工业上常以SO₂为原料制取Na₂S₂O₃。步骤如下：
①将Na₂S和Na₂CO₃按2︰1的物质的量之比配成混合溶液。
②将混合溶液注入敞口反应釜中，加热反应釜将温度控制在50℃左右。
③向反应釜中缓缓通入SO₂至稍微过量使Na₂S和Na₂CO₃完全反应。
④反应结束后加热浓缩溶液，冷却至30℃以下析出大量Na₂S₂O₃晶体。
⑤滤出晶体，母液循环利用。
据此请回答：
（ⅰ）工业制取Na₂S₂O₃的反应的化学方程式为                                   。
（ⅱ）工业生产的首要目的是盈利，为节约成本并减少对环境的污染，应尽可能的提高产率，制取步骤中体现了这一思想的有              （填步骤序号）。
（ⅲ）工业生产的Na₂S₂O₃含有两种杂质，这两种杂质是Na₂SO₃和          。以下条件中可以求出产品中Na₂S₂O₃的物质的量分数的是         。(填选项前的字母)
A．产品中钠原子和硫原子的物质的量之比
B．产品中钠原子和氧原子的物质的量之比
C．产品中硫原子和氧原子的物质的量之比
D．以上均能
（4）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：
2SO₂＋2n Cu＋(n＋1)O₂＋(2－2 n) H₂O＝2n CuSO₄＋(2－2n) H₂SO₄
每吸收标准状况下11.2 L SO₂，被SO₂还原的O₂的质量为      g。
②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式                           。

(14分)工业生产中产生的SO₂、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO₂和NO，同时获得 Na₂S₂O₄和 NH₄NO₃产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。

请回答下列问题。
（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO₂^—的离子方程式                             。
（2）含硫各微粒(H₂SO₃、HSO₃^—和SO₃^2—)存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示。

①下列说法正确的是                     （填标号）。

A．pH＝7时，溶液中c( Na^+)＜c (HSO－3) + c(SO2－3)

B．由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10^－7

C．为获得尽可能纯的 NaHSO3，应将溶液的pH控制在 4～5为宜

D．pH＝2和 pH＝9时的溶液中所含粒子种类不同

②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L（标况下）SO₂，则反应的离子方程式为     。
③取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液应装在    （填“酸式”或“碱式”）滴定管中，判断滴定终点的方法是                     。
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。图中A为电源的      （填“正”或“负”）极。右侧反应室中发生的主要电极反应式为                                    。

（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中NO₂^—的浓度为 0.4 mol/L ，要使 1m³该溶液中的NO₂^—完全转化为NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O₂的体积为      L。

下列有关说法正确的是

A．常温下，0.1 mol·L^－1 Na2S溶液中存在：c(OH^－)＝c(H^＋)＋c(HS^－)＋c(H2S)

B．常温下，0.1 mol·L^－1 HA溶液与0.1 mol·L^－1 NaOH溶液恰好完全反应时，溶液中一定存在：c(Na^＋)＝c(A^－)＞c(OH^－)＝c(H^＋)

C．常温下，将0.1 mol·L^－1 CH3COOH溶液加水稀释，当溶液的pH从3.0升到4.0时，溶液中的值增大到原来的10倍

D．常温下，pH＝7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液中c(Na^＋)＝0.1 mol·L^－1：c(Na^＋)＝c(CH3COOH)＞c(CH3COO^－)＞c(H^＋)＝c(OH^－)