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高中 | 盐溶液的酸碱性题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第三章 水溶液中的离子平衡
第三节 盐类的水解
盐溶液的酸碱性
红矾钠$\rm (N{{a}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}\cdot 2{{H}_{2}}O)$可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后,得到浸出液$\rm ($主要含$\rm N{{a}^{+}}$、$\rm N{{i}^{2+}}$、$\rm C{{r}^{3+}}$、$\rm {{H}^{+}}$、$\rm C{{r}_{2}}O_{7}^{2-}$和$\rm SO_{4}^{2-})$,经过如下主要流程,可制得红矾钠,实现铬资源的有效循环利用。
已知:$\rm i.Cr(VI)$溶液中存在以下平衡:$\rm C{{r}_{2}}O_{7}^{2-}+{{H}_{2}}O\rightleftharpoons 2CrO_{4}^{2-}+2{{H}^{+}}$
$\rm ii.$相关金属离子形成氢氧化物沉淀的$\rm pH$范围如下:
金属离子 | 开始沉淀的$\rm pH$ | 沉淀完全的$\rm pH$ |
$\rm C{{r}^{3+}}$ | $\rm 4.3$ | $\rm 5.6$ |
$\rm N{{i}^{2+}}$ | $\rm 7.1$ | $\rm 9.2$ |
Ⅰ中,$\rm NaHS{{O}_{3}}$溶液呈酸性,结合化学用语说明其原因: 。
$\\rm HSO_{3}^{-}$在水溶液中既能发生电离:$\\rm HSO_{3}^{-}\\rightleftharpoons SO_{3}^{2-}+{{H}^{+}}$,又能发生水解:$\\rm HSO_{3}^{-}+{{H}_{2}}O\\rightleftharpoons {{H}_{2}}S{{O}_{3}}+O{{H}^{-}}$,且电离大于水解
"]]由于$\rm HSO_{3}^{-}$在水溶液中既能发生电离:$\rm HSO_{3}^{-}\rightleftharpoons SO_{3}^{2-}+{{H}^{+}}$,又能发生水解:$\rm HSO_{3}^{-}+{{H}_{2}}O\rightleftharpoons {{H}_{2}}S{{O}_{3}}+O{{H}^{-}}$,且电离大于水解,故导致$\rm NaHSO_{3}$溶液呈酸性。
Ⅱ中,加入$\rm NaOH$调节$\rm pH$至 $\rm ($填字母序号$\rm )$。
$\rm a$.$\rm 4.3\sim 5.6$
$\rm b$.$\rm 4.3\sim 7.1$
$\rm c$.$\rm 5.6\sim 7.1$
$\rm d$.$\rm 7.1\sim 9.2$
$\\rm c$
"]]Ⅱ中,加入$\rm NaOH$调节$\rm pH$的目的是将$\rm Cr^{3+}$完全沉淀,而使$\rm Ni^{2+}$不沉淀,故应该调节$\rm pH$至$\rm 5.6\sim 7.1$。
Ⅲ中,$\rm {{H}_{2}}{{O}_{2}}$氧化$\rm Cr{{(OH)}_{3}}$沉淀的化学方程式为 。
$\\rm 3H_{2}O_{2}+2Cr(OH)_{3}+4NaOH=2Na_{2}CrO_{4}+8H_{2}O$
"]]Ⅲ中,$\rm {{H}_{2}}{{O}_{2}}$氧化$\rm Cr{{(OH)}_{3}}$沉淀即生成$\rm Na_{2}CrO_{4}$和$\rm H_{2}O$,根据氧化还原反应配平可得,该反应的化学方程式为$\rm 3H_{2}O_{2}+2Cr(OH)_{3}+4NaOH=2Na_{2}CrO_{4}+8H_{2}O$。
Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,$\rm N{{a}_{2}}Cr{{O}_{4}}$的产率反而降低,可能的原因是 。
$\\rm H_{2}O_{2}$受热易分解,所以氧化$\\rm Cr(OH)_{3}$的$\\rm H_{2}O_{2}$减少,故能导致$\\rm Na_{2}CrO_{4}$的产率反而降低
"]]Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,$\rm H_{2}O_{2}$受热易分解,所以氧化$\rm Cr(OH)_{3}$的$\rm H_{2}O_{2}$减少,故能导致$\rm Na_{2}CrO_{4}$的产率反而降低。
Ⅳ中,加入$\rm {{H}_{2}}S{{O}_{4}}$的作用是 $\rm ($结合平衡移动原理解释$\rm )$。
加入$\\rm {{H}_{2}}S{{O}_{4}}$使得溶液中$\\rm H^{+}$增大,使得反$\\rm C{{r}_{2}}O_{7}^{2-}+{{H}_{2}}O\\rightleftharpoons 2CrO_{4}^{2-}+2{{H}^{+}}$平衡逆向移动,以提高$\\rm Na_{2}Cr_{2}O_{7}$的产率
"]]$\rm Na_{2}CrO_{4}$溶液中存在以下平衡:$\rm C{{r}_{2}}O_{7}^{2-}+{{H}_{2}}O\rightleftharpoons 2CrO_{4}^{2-}+2{{H}^{+}}$,加入$\rm {{H}_{2}}S{{O}_{4}}$使得溶液中$\rm H^{+}$增大,使得上述平衡逆向移动,以提高$\rm Na_{2}Cr_{2}O_{7}$的产率。
为了测定获得红矾钠$\rm (N{{a}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}\cdot 2{{H}_{2}}O)$的纯度,称取上述流程中的产品$\rm ag$配成$\rm 100\ mL$溶液,取出$\rm 25\ mL$放于锥形瓶中,加入稀硫酸和足量的$\rm KI$溶液,置于暗处充分反应至$\rm C{{r}_{2}}O_{7}^{2-}$全部转化为$\rm C{{r}^{3+}}$后,滴入$\rm 2\sim 3$滴淀粉溶液,最后用浓度为$c_1 \ \rm {mol}\cdot {L}^{-1}$的$\rm N{{a}_{2}}{{S}_{2}}{{O}_{3}}$标准溶液滴定,共消耗${{V}_{1}}\ \rm mL$。$\rm ($已知:$\rm {{I}_{2}}+2{{S}_{2}}O_{3}^{2-}=2{{I}^{-}}+{{S}_{4}}O_{6}^{2-}$。$\rm )$
①滴定终点的现象为 。
②所得$\rm N{{a}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}\cdot 2{{H}_{2}}O($摩尔质量为$\rm 298 \ {g} \cdot {mol}^{-1})$的纯度的表达式为 $\rm ($用质量分数表示$\rm )$。
滴入最后一滴$\\rm Na_{2}S_{2}O_{3}$标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色;$\\dfrac{59.6{{c}_{1}}{{V}_{1}}}{3a} \\%$
"]]①本实验指示剂为淀粉溶液,$\rm I_{2}$遇到淀粉溶液显蓝色,故滴定终点的现象为滴入最后一滴$\rm Na_{2}S_{2}O_{3}$标准溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。
②根据得失电子总数相等可知,$\rm Na_{2}Cr_{2}O_{7}\cdot 2H_{2}O\sim 3I_{2}\sim 6Na_{2}S_{2}O_{3}$,故有$n{\rm (Na_{2}Cr_{2}O_{7}\cdot 2H_{2}O)}=\dfrac{1}{6}n{\rm (Na_{2}S_{2}O_{3})}=\dfrac{1}{6}\times c_{1}\ {\rm mol/L}\times V_{1}\times 10^{-3}\ {\rm L}=\dfrac{1}{6}c_{1}V_{1}\times 10^{-3}\rm \ mol$,所得$\rm N{{a}_{2}}C{{r}_{2}}{{O}_{7}}\cdot 2{{H}_{2}}O($摩尔质量为$\rm 298 \ {g} \cdot {mol}^{-1})$的纯度的表达式为$\dfrac{\dfrac{1}{6}{{c}_{1}}{{V}_{1}}\times 1{{0}^{-3}}\ \rm mol \times 298\ g/mol \times\dfrac{100\ mL}{25.00\ mL}}{a\ \rm g}\times 100 \%=\dfrac{59.6{{c}_{1}}{{V}_{1}}}{3a}\%$。
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