高中化学盐类水解的应用实验题

某化学兴趣小组做了Na₂CO₃的相关性质实验，请按要求回答问题：
第一步：称量10.6g Na₂CO₃固体全部溶于水中，配成100mL溶液；
第二步：量取5.0mL上述溶液于试管中，再滴加2滴酚酞溶液，观察到的现象是             ，请说明原因                   （用离子方程式表示）；
第三步：将第二步试管中的溶液均分成2份，一份微微加热，观察到的现象是               ，请说明原因：            （用文字说明）；另一份慢慢滴加1.0 mol/L CaCl₂溶液，观察到的现象是             ；
第四步：再量取4mL Na₂CO₃溶液于干净的试管中，缓慢滴加1.0mol/L HCl溶液2mL，滴加过程中始终没有观察到气泡产生，请说明原因                         （用离子方程式表示）。

某实验小组同学依据资料深入探究Fe³⁺在水溶液中的行为。
资料：
i．Fe³⁺在水溶液中以水合铁离子的形式存在，如[Fe(H₂O)₆]³⁺；
[Fe(H₂O)₆]³⁺发生如下水解反应：
[Fe(H₂O)₆]³⁺(几乎无色) + nH₂O  [Fe(H₂O)_6-n(OH)_n]^3-n(黄色) + nH₃O⁺(n = 0～6) ；
ii.[FeCl₄(H₂O)₂]^-为黄色。
进行实验：
【实验I】

【实验II】
分别用试管①、③中的试剂作为待测液，用色度计测定其透光率。透光率越小，溶液颜色越深；透光率越大，溶液颜色越浅。
       
图1                                  图2
Fe(NO₃)₃溶液透光率随温度变化曲线           FeCl₃溶液透光率随温度变化曲线
（1）实验I中，试管②溶液变为无色的原因是                。
（2）实验I中，试管③溶液呈棕黄色与[FeCl₄(H₂O)₂]^-有关，支持此结论的实验现象是            。
（3）由实验II图1、2可知：加热时，溶液颜色              （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
（4）由实验II，可以得出如下结论：
[结论一] FeCl₃溶液中存在可逆反应：[FeCl₄(H₂O)₂]^- + 4H₂O  [Fe(H₂O)₆]³⁺ + 4Cl^-,得出此结论的理由是              。
[结论二] 结论一中反应的ΔH           （填“>0”或“<0”）。
（5）实验小组同学重新设计了一个实验证明（4）中结论一。实验方案：取试管①中溶液，          （请描述必要的实验操作和现象）。

（1）常温下将0.2mol/L HCl溶液与0.2mol/L MOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=6，混合溶液中由水电离出的c（H⁺）_______0.2mol/LHCl溶液中由水电离出的c（H⁺）（填“＞”、“＜”、或“=”） 。
（2）常温下若将0.2mol/L MOH溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，测得混合溶液的pH＜7，则说明在相同条件下MOH的电离程度__________MCl的水解程度。（填“＞”、“＜”、或“=”）
（3）常温下若将0.1mol/L的HR溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH≠7，则混合溶液的pH_____________。（填“＞7”、“＜7”、或“无法确定”）
（4）用0.1000mol/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，重复三次的实验数据如下所示

实验序号	0.1032mol/L HCl溶液体积/mL	待测NaOH溶液体积/mL
1	27.83	25.00
2	26.53	25.00
3	27.85	25.00

①待测NaOH溶液的物质的量浓度为________________mol/L。（保留四位有效数字）
②下列情况可能引起测定结果偏高的是____________。
A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗   B．滴定前滴定管尖嘴中有一气泡，滴定后气泡消失了
C．锥形瓶未用待测液润洗             D．酸式滴定管滴定前平视读数，滴定后俯视读数
（5）滴定的方法有酸碱中和滴定、沉淀滴定、络合滴定等．沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂．已知一些银盐的颜色和Ksp（20℃）如下，测定水体中氯化物的含量，常用标准硝酸银溶液进行滴定．

化学式	AgCl	AgBr	AgI	Ag2S	Ag2CrO4
颜色	白色	浅黄色	黄色	黑色	红色
Ksp	1.8×10^﹣10	5.0×10^﹣13	8.3×10^﹣17	2.0×10^﹣48	1.8×10^﹣10

滴定时，你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的_________________。
A．KBr               B．KI                C．K₂S               D．K₂CrO₄

(1)研究CO₂在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO₂，用N₂从酸化后的海水中吹出CO₂并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO₃，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度=        mol/L。
（2）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH   0.1 mol/L Na₂SO₃溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2–、CO₃^2–、HSO₃^–、HCO₃^– 浓度从大到小的顺序为      。
已知： H₂SO₃  K_i1=1.54×10^-2  K_i2=1.02×10^-7
HClO  K_i1=2.95×10^-8
H₂CO₃  K_i1=4.3×10^-7  K_i2=5.6×10^-11

《化学反应原理》一书中，我们学习了两个重要的定量实验。请回答下列问题：
I.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
（1）实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃棒、0.5mol·L^-1盐酸、0.55mol·L^-1  NaOH溶液，尚缺少的实验玻璃用品是        、        。
（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？     （填“能”或“否”），其原因是         。
（3）他们记录的实验数据如下：

实 验 试剂如下	溶 液 温 度	中和热 △H
t1	t2
①	50mL0.55mol.L^-1NaOH	50mL.0.5mol.L^-1HCl	20℃	23.3℃
②	50mL0.55mol.L^-1NaOH	50mL.0.5mol.L^-1HCl	20℃	23.5℃

已知：Q（放）="C" m(t₂ -t₁)，反应后溶液的比热容C为4.18KJ·℃^-1·Kg^-1，m指溶液的质量，各物质的密度均为1g·cm^-3。
①计算分析△H=             。(结果保留3位有效数字)
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式：
II.为了测定含有H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的试样中各物质的质量分数，进行如下实验：
①称取6.0 g试样，加水溶解，配成250 mL试样溶液。
②用酸式滴定管量取25.00 mL试样溶液放入锥形瓶中，并加入2~3滴酚酞试液，用0.2500 mol/L NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00 mL。
③再取25.00 mL试样溶液放入另一锥形瓶中，用0.1000 mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液16.00 mL。
回答下列问题：
（1）已知：0.10 mol/L KHC₂O₄溶液pH约为3，其中含碳元素的粒子浓度由大到小的顺序为
（2） 完成并配平下列离子方程式
C₂O₄^2-    +      MnO₄^-   +    H⁺   =    CO₂    +    Mn²⁺    +
（3） 步骤②中量取试样溶液时，酸式滴定管用蒸馏水洗过后没有润洗，则测得的H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数        。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（4） 步骤③中判断滴定终点的方法是                                  。
（5）常温下0.01 mol/L的H₂C₂O₄、KHC₂O₄、K₂C₂O₄溶液的pH如下表所示

①写出H₂C₂O₄的电离方程式_________                          __________________。
②KHC₂O₄溶液显酸性的原因是 (请用方程式并结合必要的文字回答该小题) _______________
③向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液里各粒子浓度关系正确的是______。
A．c K⁺) = c(HC₂O₄-) + c(H₂C₂O₄) + c(C₂O₄^2-)
B．c(Na⁺) = c(H₂C₂O₄) + c(C₂O₄^2-)
C．c(K⁺) + c(Na⁺) = c(HC₂O₄-) + c(C₂O₄^2-)
D．c(K⁺) > c(Na⁺)

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等），生产碱式硫酸铁的部分工艺如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

（1）反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式是__________。
（2）反应II中加入NaHCO₃调节体系的pH在____范围内。
（3）反应III中生成的气体遇空气变红棕色，则III中发生反应的离子方程式是_________ 。
（4）反应III中通入氧气可减少NaNO₂的用量，若消耗1mol氧气可节约n(NaNO₂)=____mol。
（5）用硫酸可知体系的pH。若硫酸加入量过小，溶液生成沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，用化学平衡移动原理分析其原因是_________。
（6）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)²⁺离子可发生水解生成Fe₂(OH)₄²⁺聚合离子，该水解反应的离子方程式是____________。

工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水（含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物）联合利用电子工业废料（含SiO₂和Cu₂(OH)₂CO₃）回收铜的工艺设计。

回答下列问题：
（1）初沉加入的试剂是明矾，写出参与净水的离子的水解方程式：                  。
（2）固体X的成分是            ，反应I的化学反应方程式                     。
（3）试剂Y为           ；加快反应II速率的措施有（任写一条）                  。
（4）反应Ⅲ的离子方程式为：                                                  。
（5）硅胶在生活与生产中用途广泛，写出其中一种用途                            。

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O俗名摩尔盐，价格便宜，可用来净水或治疗缺铁性贫血等，是一种重要的化工原料。
（1）摩尔盐的水溶液呈       色。
（2）c(Fe²⁺)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较，物质的量浓度较大的是         。
（3）甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度。甲同学设计的实验装置如下图：
。
从上图推断甲同学想通过测定   计算摩尔盐的纯度。该方案的不足之处在于      。
（4）乙同学在甲同学的基础上做了改进，其实验装置如下图：
。
则B与C中的试剂分别是            和            。C中干燥管的作用是                    。乙同学称取了 10.0g的摩尔盐样品，若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重 0.68g，则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为   %（答案精确到小数点后第一位）。

某研究小组进行Mg(OH)₂沉淀溶解和生成的实验探究。
向2支盛有1 mL 1 mol/L的MgCl₂溶液中各加入10滴2 mol/L NaOH，制得等量Mg(OH)₂沉淀；然后分别向其中加入不同试剂，记录实验现象如下表：

实验序号	加入试剂	实验现象
Ⅰ	4 mL 2mol/LNH4Cl 溶液	沉淀溶解
Ⅱ	4 mL蒸馏水	沉淀不溶解

（1）测得实验Ⅰ中所用NH₄Cl溶液显酸性（pH约为4.5），用离子方程式解释其显酸性的原因                                         。
（2）同学们猜测实验Ⅰ中沉淀溶解的原因有两种：
猜想1：氢氧化镁电离出OH^-离子，与氯化铵电离出来的铵根离子反应生成氨水.
猜想2：                                                                  。
（3）为验证猜想，又设计了以下实验

序号	实验内容	结 果
1	测定醋酸铵溶液的pH	pH约为7，溶液呈中性
2	取少量的相同质量的氢氧化镁分别盛放在试管中，分别向其中滴加醋酸铵溶液和氯化铵溶液	固体均溶解

①用醋酸铵溶液与氢氧化镁反应的原因是                                    。
②实验证明猜想正确的是      （填“1”或“2”）。
（4）实验Ⅱ观察到沉淀不溶解。该实验的目的是                                。

中学化学常见的滴定法包括中和滴定法、氧化还原反应滴定法等。
（1）探究小组甲用酸性KMnO₄溶液滴定某补血剂[主要成分硫酸亚铁晶体(FeSO₄•7H₂O)]中铁元素的含量。
①下列滴定装置中（夹持部分略去），最合理的是：         （填字母序号）。

②实验前，首先要准确配制一定物质的量浓度的酸性KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒外，还需要             （填仪器名称）。
③该小组拟在同浓度的FeSO₄溶液中，探究酸性KMnO₄溶液浓度对Fe²⁺被氧化时反应速率的影响。限选试剂与仪器：0．10mol∙L^-1FeSO₄、0．02mol∙L^-1酸性KMnO₄、蒸馏水、锥形瓶、试管、胶头滴管、量筒、秒表。参照下表格式，完成实验表格（列出所选试剂体积和数据；数据用字母表示）。

物理量 实验序号	V[0．10mol∙L^-1FeSO4] /mL			KMnO4溶液褪色所需时间t/s
1	a			t1
2	a			t2

（2）常温下，探究小组乙将0．1 mol·L^-1盐酸滴入20 mL 0．1 mol·L^-1氨水中，溶液的pH随加入盐酸体积的变化曲线如右图所示。

①a点处假设溶液的pH=10，则该点处由水电离产生的c(OH^－)=                    。
②b点处溶液中c (Cl^－)         c (NH₄⁺)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③取c点时的饱和溶液并向其加入水玻璃（硅酸钠水溶液），振荡、静置。写出实验现象并用必要的文字和相关离子方程式给予解释：                                  。
④d点所示溶液中离子浓度由大到小的排序是                                     。

硫铁矿烧渣的主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄，以及少量SiO₂、Al₂O₃等。由硫铁矿烧渣制备铁红（Fe₂O₃）的一种工艺流程如下：

已知：还原焙烧时，大部分Fe₂O₃、Fe₃O₄转化为FeO。
几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7

（1）“酸浸、过滤”步骤中所得滤液中的金属阳离子有（填离子符号）                。
（2）Fe粉除调pH外，另一个作用是           ；Fe粉调节溶液的pH为          。
（3）“沉淀、过滤”步骤中生成FeCO₃的离子方程式为                               ；
所得滤液的主要溶质是（填化学式）               。
（4）高温条件下，“氧化”步骤中发生反应的化学方程式为                              。

铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1．9	7．0	4．7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3．2	9．0	6．7

请回答下列问题：
（1）加入氧化剂的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 
（2）最适合作氧化剂X的是　　　　　。 
A．K₂Cr₂O₇   B．NaClO                        C．H₂O₂  D．KMnO₄
（3）加入的物质Y是　　　　　。 
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的?　　　　(填“能”或“不能”)。若不能，试解释原因　　　　　　　　　　。 
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?　　　　(填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作?　　　　　　　　　　。 
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

浅绿色的硫酸亚铁铵晶体【又名莫尔盐(NH₄)₂SO₄•FeSO₄•6H₂O】比绿矾（FeSO₄•7H₂O ）更稳定，常用于定量分析。莫尔盐的一种实验室制法如下：

（1）向废铁屑中加入稀硫酸后，并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤，其目的是_________________；证明溶液A不含Fe³⁺离子的最佳试剂是_______________（填序号字母）。
a．酚酞溶液     b．KSCN溶液     c．烧碱溶液     d．KMnO₄溶液
操作I的步骤是：加热蒸发、___________、过滤。
（2）浓度均为0．1mol·L^-1莫尔盐溶液和（NH₄）₂SO₄溶液，c（NH₄⁺）前者大于后者，原因是______。
（3）用托盘天平称量（NH₄）₂SO₄晶体，晶体要放在天平_______（填“左”“右”）盘。
（4）从下列装置中选取必要的装置制取（NH₄）₂SO₄溶液，连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a接__________；__________接__________。

将装置C中两种液体分离开的操作名称是_________。装置D的作用是_______________。

已知在同温时氨水的电离平衡常数与醋酸的电离平衡常数相等，溶有一定量的氯化铵溶液呈酸性。现向少量的Mg(OH)₂悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解，对此：
甲同学的解释是：Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^-   ①
NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺ ②
H⁺+OH^-=H₂O   ③
由于NH₄⁺水解显酸性，H⁺与OH^-反应生成水，导致反应①平衡右移，沉淀溶解。
乙同学的解释是： Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^-  ①
NH₄⁺+OH^-NH₃·H₂O     ②
由于NH₄Cl电离出的NH₄⁺与Mg(OH)₂电离出的OH^-结合，生成了弱电解质NH₃·H₂O，导致反应①平衡右移,沉淀溶解。
（1）丙同学不能肯定那位同学的解释合理，于是，选用下列的一种试剂证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是         （填写编号）

A．NH4NO3

B．CH3COONH4

C．Na2CO3

D．NH3·H2O

（2）丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)₂的悬浊液中，Mg(OH)₂溶解，由此推知：    （填“甲”和“乙”）同学的解释更合理，理由是                                              ；
（3）写出NH₄Cl饱和溶液使Mg(OH)₂悬浊液溶解的离子方程式                       。

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a                
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                         
                                                      。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是               。
（4）(NH₄)₂SO₄“低毒，有刺激性，有吸湿性、吸湿后固结成块”。储存应注意                。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：
 
请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                          。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，
二是                                             。
（3）由MgCl₂溶液蒸发得到MgCl₂·6H₂O晶体，蒸发的目的是_________。
a．得到热饱和溶液      b．析出晶体
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                           
                                            。
②由MgCl₂·6H₂O制备无水MgCl₂的操作在             氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。