2020版高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡章末检测

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2020版高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡章末检测

第八章 水溶液中的离子平衡 章末检测 一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分。)‎ ‎1.合理利用某些盐能水解的性质,能解决许多生产、生活中的问题,下列叙述的事实与盐水解的性质无关的是(  )‎ A.金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂 B.配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉 C.长期施用铵态氮肥会使土壤酸化 D.向FeCl3溶液中加入CaCO3粉末后有气泡产生 解析:NH4Cl溶液水解显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,故和盐类水解有关,A错误;亚铁离子易被氧化,配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉的目的是防止氧化,与盐类的水解无关,B正确;铵根水解显酸性,所以长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,与盐类的水解有关,C错误;FeCl3是强酸弱碱盐,水解显酸性,故加入碳酸钙后有气泡产生,和盐类的水解有关,D错误。‎ 答案:B ‎2.下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是(  )‎ ‎①滴入酚酞,NaNO2溶液显红色 ‎②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗 ‎③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2的中和碱能力强 ‎④0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2‎ ‎⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体 ‎⑥c(H+)=0.1 mol·L-1的HNO2溶液稀释至1 000倍,pH<4‎ A.①⑤     B.②⑤‎ C.③⑥ D.③④‎ 解析:NO水解,生成弱电解质HNO2和OH-,使酚酞试液显红色,①能证明;HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗,只能说明溶液中离子的浓度小,并不能说明HNO2部分电离,②不能证明;等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液,HNO2中和碱能力强,0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH=2,都能说明HNO2部分电离,③④能证明;HNO2与CaCO3反应放出CO2气体,说明HNO2的酸性比碳酸强,但并不一定是弱电解质,⑤不能证明;HNO2若是强酸,⑥中pH应等于4,⑥能证明。‎ 答案:B ‎3.醋酸钡[(CH3COO)2Ba·H2O]是一种酶染剂,下列是有关0.1 mol·L-1‎ 12‎ 醋酸钡溶液中粒子浓度的比较,其中不正确的是(  )‎ A.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)‎ B.c(H+)+‎2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)‎ C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)‎ D.‎2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)‎ 解析:CH3COO-离子水解程度较小,水解后溶液呈碱性,由(CH3COO)2Ba可知,则有c(CH3COO-)>c(Ba2+),c(OH-)>c(H+),正确的顺序应为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+),故A错误;溶液呈电中性,溶液中阳离子所带电荷等于阴离子所带电荷,故c(H+)+‎2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故B正确;根据溶液电中性可知:c(H+)+‎2c(Ba2+)=c(OH+)+c(CH3COO-),根据物料守恒可知,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=‎2c(Ba2+),则有c(H+)+c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(OH-)+c(CH3COO-),则c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH),故C正确;由(CH3COO)2Ba,根据物料守恒可知,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=‎2c(Ba2+),故D正确。‎ 答案:A ‎4.‎25 ℃‎时,某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子。下列说法正确的是(  )‎ A.对于该溶液一定存在:pH≥7‎ B.在c(OH-)>c(H+)的溶液中不可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)‎ C.若溶液中c(A-)=c(Na+),则溶液一定呈中性 D.若溶质为NaA,则溶液中一定存在:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)‎ 解析:如果溶质是NaOH、NaA在溶液显碱性,如果溶质为NaA属于强碱弱酸盐,则溶液呈现中性,如果溶液是NaA、HA,HA为强酸,则溶液显酸性,A错误;加入溶液的溶质为NaOH、NaA,n(NaOH)>n(NaA),离子浓度大小关系为c(Na+) >c(OH-)>c(A-)>c(H+),B错误;根据溶液显电中性,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),当c(Na+)=c(A-),则有c(H+)=c(OH-),C正确;根据选项B的分析,D错误。‎ 答案:C ‎5.用pH传感器测得0.10 mol·L-1Na2CO3溶液从‎55 ℃‎升高至‎85 ℃‎的pH如图所示。在‎55 ℃‎升高至‎85 ℃‎升温过程中,下列说法正确的是(  )‎ A.c(H+)增大,c(OH-)减小 B.c(CO)/c(HCO)比值不断增大 C.c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=0.10‎ D.c(OH-)-c(HCO)-c(H2CO3)=10-11.1‎ 12‎ 解析:水的电离和盐类水解都是吸热反应,升高温度,促进电离或水解,碳酸钠溶液的碱性增强,c(OH-)增加,不会减小,故A错误;升高温度促进水解,c(CO)减小,c(HCO)增大,则比值减小,故B错误;根据物料守恒,c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,故C正确;根据质子守恒,c(H+)=c(OH-)-‎2c(H2CO3)-c(HCO)=10-11.1,故D错误。‎ 答案:C ‎6.下列有关电解质溶液的说法正确的是(  )‎ A.向0.1 mol·L-1氨水中加入少量水,溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)减少 B.将NH4Cl溶液从‎20 ℃‎升温至‎30 ℃‎,溶液中增大 C.向氢氧化钠溶液中加入醋酸至中性,溶液中=1‎ D.向含有BaSO4、BaCO3的饱和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的减小 解析:A项,NH3·H2ONH+OH-,加水稀释,促进电离,此比值增大,错误;B项,c(H+)·c(OH-)=Kw,代入式子,得到,升高温度,Kb、Kw增大,因此无法比较,错误;C项,c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) ,溶液呈电中性,c(H+)=c(OH-),即c(CH3COO-)=c(Na+),比值为1,故正确;D项,此比值==,比值保持不变,错误。‎ 答案:C ‎7.‎25 ℃‎时,将某一元碱MOH和盐酸溶液等体积混合(体积变化忽略不计),测得反应后溶液的pH如下表,则下列判断不正确的是(  )‎ 实验 序号 c(盐酸)/‎ ‎(mol·L-1)‎ c(MOH)/‎ ‎(mol·L-1)‎ 反应后溶 液的pH 甲 ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎5‎ 乙 ‎0.10‎ a ‎7‎ A.实验甲所得溶液:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(MOH)‎ B.将实验甲中所得溶液加水稀释后,变小 C.a>0.10‎ D.MOH的电离平衡常数可以表示为Kb= 解析:根据甲中的数据分析,碱(MOH)为弱碱,盐(MCl)为强酸弱碱盐,A正确;盐溶液中加水,阳离子M+水解程度增大,则溶液中氢离子的物质的量增大,M+的物质的量减小,‎ 12‎ 由于在同一溶液中,则变大,B错误;MOH为弱碱,当a=0.10时,反应恰好生成了盐,溶液显酸性,若要呈中性,则加入的碱应稍过量,C正确;对乙溶液应用电荷守恒可知c(M+)=c(Cl-)=0.05 mol·L-1,又根据M元素守恒可知,c(MOH)=‎0.5a-c(M+)=(‎0.5a-0.05)mol·L-1,则MOH的电离平衡常数Kb=c(M+)c(OH-)/c(MOH)=0.05×10-7/(‎0.5a-0.05)=10-8/(a-0.10),D正确。‎ 答案:B ‎8.使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作能够使测定结果偏高的是(  )‎ ‎①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸 ‎②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线 ‎③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴 ‎④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下 A.①③ B.②④‎ C.②③④ D.①②③④‎ 解析:①量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸,浓盐酸被稀释,滴定NaOH溶液时结果偏高;②俯视容量瓶刻度线,配制的盐酸浓度偏大,滴定NaOH溶液时结果偏低;③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴,读取的盐酸标准液体积偏大,则滴定结果偏高;④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下,不产生误差。‎ 答案:A ‎9.常温常压下,将NH3缓慢通入饱和食盐水中至饱和,然后向所得溶液中缓慢通入CO2,整个实验进程中溶液的pH随通入气体体积的变化曲线如图所示(实验中不考虑氨水的挥发)。下列叙述不正确的是(  )‎ A.由a点到b点的过程中,溶液中增大 B.由图可知(NH4)2CO3溶液显碱性、NH4Cl溶液显酸性 C.c点所示溶液中,c(NH)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)‎ D.d点所示溶液中,c (NH)+c(NH3·H2O)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)‎ 解析:a点到b点是向饱和氯化钠溶液中通入氨气达到饱和,溶液中=‎ 12‎ eq f(c(NH3·H2O),c(NH))×=,生成一水合氨的过程中,溶液中氢氧根离子浓度增大,所以比值增大,故A正确;b到c点是一水合氨和通入的二氧化碳反应得到碳酸铵溶液,c到d点是碳酸铵和二氧化碳反应生成碳酸氢铵,在溶液中依据溶解度大小最后反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液,由图可知(NH4)2CO3溶液显碱性、NH4Cl溶液显酸性,故B正确;c点所示溶液是碳酸铵溶液,图象分析可知溶液显碱性,离子浓度大小为c(NH)>c(CO)>c(OH-)>c(H+),故C正确;d点是氯化铵溶液和碳酸氢钠饱和溶液,溶液中存在氮物料守恒,碳元素守恒,析出碳酸氢钠,则溶液中氯离子大于溶液中钠离子,c(NH)+c(NH3·H2O)>c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),故D错误。‎ 答案:D ‎10.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5、Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(AgI)=8.3×10-17。下列有关说法中,错误的是(  )‎ A.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱 B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体,有AgI沉淀生成 C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比 D.在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出 解析:由溶度积数据可知A正确;Ksp(AgI)c(HT-)>c(T2-)>c(OH-)>c(H+)‎ D.当V(NaOH)=20 mL时,溶液中存在:c(OH-)=c(HT-)+‎2c(H2T)+c(H+)‎ 解析:根据图象可知,HT离子物质的量最大的点的溶液是NaHT溶液,该溶液显酸性,说明HT-在溶液中电离程度大于水解程度,A项错误;当V(NaOH)=10 mL时,两者恰好反应生成NaHT和水,溶液中的溶质是NaHT,该溶液呈酸性,HT的电离程度大于水解程度,‎ 12‎ 电离出来的H+对水的电离起抑制作用,所以溶液中水的电离程度比纯水少,B项错误;当V(NaOH)=15 mL时,H2T与NaOH的物质的量之比为2∶3,溶液中的溶质为等物质的量的Na2T和NaHT,同样根据图象可知溶液显酸性,所以c(Na+)>c(T2-)>c(HT-)>c(H+)>c(OH-),C项错误;V(NaOH)=20 mL时,溶液中的溶质是Na2T,根据质子守恒可知,c(OH-)=c(HT-)+‎2c(H2T)+c(H+),D项正确。‎ 答案:D ‎12.一定温度时,Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+等四种金属离子(M2+)形成硫化物沉淀所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列有关判断不正确的是(  )‎ A.该温度下,Ksp(MnS)大于1.0×10-35‎ B.向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀 C.向c(Fe2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入CuS粉末,有FeS沉淀析出 D.该温度下,溶解度:CuS>MnS>FeS>ZnS 解析:在‎25 ℃‎时,MnS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq),Ksp(MnS)=c(Mn2+)×c(S2-)=10-15×10-10=10-25>1.0×10-35,A正确;依据此图可知,CuS的Ksp最小,其次是MnS、FeS和ZnS,所以向含Mn2+、Zn2+的稀溶液中滴加Na2S溶液,Mn2+最有可能先沉淀,B正确;由于硫化铜溶液中硫离子浓度是 mol·L-1,向c(Fe2+)=0.1 mol·L-1的溶液中加入CuS粉末后c(Fe2+)×c(S2-)大于10-20,所以有FeS沉淀析出,C正确;依据此图可知,CuS的Ksp最小,其次是MnS、FeS和ZnS,所以该温度下,溶解度:CuS<MnS<FeS<ZnS,D错误。‎ 答案:D 二、非选择题(本题包括4个小题,共52分。)‎ ‎13.(14分)水溶液是中学化学的重点研究对象。‎ ‎(1)水是极弱的电解质,也是最重要的溶剂。常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9mol·L-1,则该电解质可能是________(填序号)。‎ A.CuSO4 B.HCl C.Na2S D.NaOH E.K2SO4‎ ‎(2)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的c(HClO)增大,‎ 12‎ 可以采取的措施为(至少回答两种)‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(3)常温下,将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合,结果溶液均呈中性。‎ ‎①浓度为1.0×10-3mol·L-1的氨水b L;‎ ‎②c(OH-)=1.0×10-3mol·L-1的氨水c L;‎ ‎③c(OH-)=1.0×10-3mol·L-1的氢氧化钡溶液d L。‎ 则a、b、c、d之间的关系是__________________________。‎ ‎(4)强酸制弱酸是水溶液中的重要经验规律。‎ ‎①已知HA、H2B是两种弱酸,存在以下关系:H2B(少量)+‎2A-===B2-+‎2HA,则A-、B2-、HB-三种阴离子结合H+的难易顺序为 ‎_______________________________________________________‎ ‎________。‎ ‎②某同学将H2S通入CuSO4溶液中发现生成黑色沉淀,查阅资料并在老师的指导下写出了化学方程式:H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4,但这位同学陷入了困惑;这不成了弱酸制取强酸了吗?请你帮助解释:__________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(5)已知:H‎2A===H++HA-,HA-H++A2-。‎ 常温下,0.1 mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,则0.1 mol·L-1的H‎2A溶液中氢离子浓度的大小范围是________a=d>c。‎ ‎(4)①根据强酸制取弱酸知,越难电离的酸,酸性越小,结合氢离子越容易,故答案为HB-c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。‎ ‎(6)溶液混合后,盐酸和硝酸银反应盐酸有剩余,剩余盐酸的浓度为0.001 mol·L-1,银离子物质的量浓度为1.8×10-10÷0.001 mol·L-1=1.8×10-7 mol·L-1。H+浓度为0.01 mol·L-1,溶液的pH为2。‎ 答案:(1)CD (2)再通入氯气;加入碳酸盐;加入次氯酸钠(任答两条即可) (3)b>a=d>c ‎(4)①HB-c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)‎ ‎(6)1.8×10-7mol·L-1 2‎ ‎14.(12分)回答下列问题。‎ ‎(1)如下图,某温度(t ℃)时水的图象如下,a点离子积KW=________;该温度下,pH=12的NaOH溶液与pH=2的H2SO4溶液等体积混合,溶液显________性。‎ ‎(2)‎25 ℃‎时,向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体,当固体溶解后,测得溶液pH________,NH的物质的量浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)体积相等的稀NaOH和CH3COOH溶液混合,若溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”),则混合前c(NaOH)________c(CH3COOH)(填“>”“<”或“=”)。‎ ‎(4)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,要使溶液中的Fe3+沉淀完全[残留在溶液中的c(Fe3+)<10-5mol·L-1],则溶液的pH应大于________。‎ ‎(5)用可溶性碳酸盐,可以浸取CaSO4固体,则溶液浸取过程中会发生反应:‎ CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。‎ 已知298 K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,则此温度下该反应的平衡常数K为________________(计算结果保留三位有效数字)。‎ 解析:(1)根据图知,当c(H+)=10-6mol·L-1,c(OH-)=10-6mol·L-1,‎ 12‎ 离子积常数=c(H+)×c(OH-)=10-6×10-6=10-12,pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=12的NaOH中c(OH-)=10-12/10-12 mol·L-1=1 mol·L-1,等体积混合时碱过量,溶液呈碱性。‎ ‎(2)一水合氨为弱电解质,溶液中存在电离平衡NH3·H2ONH+OH-,向氨水中加入氯化铵时,溶液中铵根离子浓度增大,抑制一水合氨电离,溶液中氢氧根离子浓度减小,则pH减小。‎ ‎(3)溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)=c(CH3COO-),则c(OH-)=c(H+),故溶液呈中性;醋酸钠溶液呈碱性,要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,因为二者的体积相等,所以醋酸的浓度大于氢氧化钠。‎ ‎(4)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,要使溶液中的Fe3+沉淀完全,残留在溶液中的c(Fe3+)<10-5mol·L-1;Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-5×c3(OH-)=1×10-38;解得c(OH-)=10-11mol·L-1,c(H+)=10-14/10-11 mol·L-1=10-3 mol·L-1,溶液pH=3。‎ ‎(5)溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq),CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq);CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO(aq);依据硫酸钙、碳酸钙溶度积常数的计算表达式,反应的平衡常数K===4.90×10-5÷2.8×10-9=1.75×104。‎ 答案:(1)1.0×10-12 碱 (2)减小 增大 (3)中性 <‎ ‎(4)3 (5)1.75×104‎ ‎15.(12分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:‎ 步骤Ⅰ 称取样品‎1.500 g。‎ 步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。‎ 步骤Ⅲ 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。‎ ‎(1)根据步骤Ⅲ填空。‎ ‎①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。‎ ‎②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察________。‎ A.滴定管内液面的变化 12‎ B.锥形瓶内溶液颜色的变化 ‎④滴定达到终点时,酚酞指示剂由________色变成________色。‎ ‎(2)滴定结果如下表所示。‎ 滴定次数 待测溶液的体积/mL 标准溶液的体积/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 ‎1‎ ‎25.00‎ ‎1.02‎ ‎21.03‎ ‎2‎ ‎25.00‎ ‎2.00‎ ‎21.99‎ ‎3‎ ‎25.00‎ ‎0.20‎ ‎20.20‎ 若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为________。‎ 解析:(1)碱式滴定管未用标准液润洗,会使其消耗量增加,测定结果偏高;而锥形瓶内残余少量水,不影响标准液的消耗量,对结果无影响;滴定时眼睛应注视瓶内溶液的颜色变化,待溶液由无色变为粉红色时即为滴定终点。‎ ‎(2)NaOH溶液的平均消耗量为20 mL,其物质的量为0.101 0 mol·L-1×‎0.02 L=0.002 02 mol ‎4N~4OH-‎ ‎4  4‎ n  0.002 02 mol×250/25‎ n=0.020 2 mol,‎ 则样品中氮的质量分数为18.85%‎ 答案:(1)①偏高 ②无影响 ③B ④无 粉红(浅红) (2)18.85%‎ ‎16.(14分)工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:‎ 已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:‎ 项 目 Fe3+‎ Cu2+‎ Cr3+‎ 开 始 沉 淀 时 的 pH ‎2.1‎ ‎4.7‎ ‎4.3‎ 完 全 沉 淀 时 的 pH ‎3.2‎ ‎6.7‎ a 12‎ ‎(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有 ‎______________________________________________________。‎ ‎(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:‎ ‎①加入石灰乳调节pH范围________________,检验Fe3+已经除尽的操作是________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________;‎ ‎②将浊液加热到‎80 ℃‎,________________________________。‎ ‎(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式:_____________________________________________________‎ ‎______________________________________________________,‎ 此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,除了浪费试剂外,还会出现的问题是______________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)当离子浓度小于或等于1×10-5 mol·L-1时可认为沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀则要保持c(OH-)≥________________[已知:Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31,≈4.0]。‎ 解析:(1)Fe2O3、CuO、Cr2O3均能溶于硫酸,分别生成盐[Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3]和水。(2)由部分物质沉淀的pH及除铁操作的目的可知,加入石灰乳调节溶液的pH为3.2~4.3,不会沉淀Cu2+、Cr3+,但能除去Fe3+;Fe3+遇KSCN变红,如果溶液中Fe3+已经除尽,则滤液遇KSCN溶液不变红;再由CaSO4的溶解度曲线可知,CaSO4的溶解度随温度升高而逐渐减小,如果将浊液加热到‎80 ℃‎,趁热过滤,可以除去CaSO4。‎ ‎(3)由铜元素降价可知硫元素必须升价,还原步骤的原理为 ‎2Cu++2H2O===12O↓+1+5H+;‎ 亚硫酸属于中强酸,而还原步骤可以生成的硫酸是强酸,若NaHSO3过量,过量的NaHSO3可以与强酸反应生成有毒的SO2气体,造成环境污染。(4)由沉淀溶解平衡可知,Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-)=6.3×10-31,则c3(OH-)==6.3×10-26=63×10-27,c(OH-)= mol·L-1=4.0×10-9 mol·L-1,即要使Cr3+完全沉淀则要保持c(OH-)≥4.0×10-9 mol·L-1。‎ 答案:(1)CuSO4‎ 12‎ ‎(2)①3.2~4.3 取适量滤液,加KSCN溶液,若不变红,则说明Fe3+已除尽 ②趁热过滤 ‎(3)2H2O+HSO+2Cu2+===Cu2O↓+SO+5H+ 产生SO2,污染环境 ‎(4)4.0×10-9 mol·L-1‎ 12‎
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