高中 | 盐溶液的酸碱性 题目答案及解析

稿件来源:高途

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$\left( \text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{r}}_{2}}{{\text{O}}_{7}}\cdot 2{{\text{H}}_{2}}\text{O} \right)$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$\text{N}{{\text{a}}^{+}}$$\text{N}{{\text{i}}^{2+}}$$\text{C}{{\text{r}}^{3+}}$${{\text{H}}^{+}}$$\text{C}{{\text{r}}_{2}}\text{O}_{7}^{2-}$$\text{SO}_{4}^{2-}\rm )$,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:$\rm i.\text{Cr}\left( \text{VI} \right)$溶液中存在以下平衡:$\text{C}{{\text{r}}_{2}}\text{O}_{7}^{2-}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rightleftharpoons 2\text{CrO}_{4}^{2-}+2{{\text{H}}^{+}}$

$\rm ii.$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$\rm pH$
$\text{C}{{\text{r}}^{3+}}$$\rm 4.3$$\rm 5.6$
$\text{N}{{\text{i}}^{2+}}$$\rm 7.1$$\rm 9.2$

Ⅰ中,$\text{NaHS}{{\text{O}}_{3}}$溶液呈酸性,结合化学用语说明其原因:                

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$\\text{HSO}_{\\text{3}}^{-}$在水溶液中既能发生电离:$\\text{HSO}_{\\text{3}}^{-}\\rightleftharpoons \\text{SO}_{\\text{3}}^{\\text{2-}}+{{\\text{H}}^{+}}$,又能发生水解:$\\text{HSO}_{\\text{3}}^{-}+{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}\\rightleftharpoons {{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{S}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}\\text{+O}{{\\text{H}}^{-}}$,且电离大于水解

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由于$\text{HSO}_{\text{3}}^{-}$在水溶液中既能发生电离:$\text{HSO}_{\text{3}}^{-}\rightleftharpoons \text{SO}_{\text{3}}^{\text{2-}}+{{\text{H}}^{+}}$,又能发生水解:$\text{HSO}_{\text{3}}^{-}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\rightleftharpoons {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{S}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+O}{{\text{H}}^{-}}$,且电离大于水解,故导致$\rm NaHSO_{3}$溶液呈酸性,故答案为:$\text{HSO}_{\text{3}}^{-}$在水溶液中既能发生电离:$\text{HSO}_{\text{3}}^{-}\rightleftharpoons \text{SO}_{\text{3}}^{\text{2-}}+{{\text{H}}^{+}}$,又能发生水解:$\text{HSO}_{\text{3}}^{-}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\rightleftharpoons {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{S}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+O}{{\text{H}}^{-}}$,且电离大于水解;

Ⅱ中,加入$\rm NaOH$调节$\rm pH$                $\rm ($填字母序号$\rm )$

$\rm a.4.3$~$\rm 5.6$    $\rm b.4.3$~$\rm 7.1$    $\rm c.5.6$~$\rm 7.1$    $\rm d.7.1$~$\rm 9.2$

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$\\rm c$

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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$$\rm 5.6$~$\rm 7.1$

Ⅲ中,${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$氧化$\text{Cr}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$沉淀的化学方程式为                

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$\\rm 3H_{2}O_{2}+2Cr(OH)_{3}+4NaOH=2Na_{2}CrO_{4}+8H_{2}O$

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Ⅲ中,${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$氧化$\text{Cr}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$沉淀即生成$\rm Na_{2}CrO_{4}$$\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,$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{Cr}{{\text{O}}_{4}}$的产率反而降低,可能的原因是                

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$\\rm H_{2}O_{2}$受热易分解,所以氧化$\\rm Cr(OH)_{3}$$\\rm H_{2}O_{2}$减少,故能导致$\\rm Na_{2}CrO_{4}$的产率反而降低

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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}$$\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${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}$的作用是                $\rm ($结合平衡移动原理解释$\rm )$

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加入${{\\text{H}}_{2}}\\text{S}{{\\text{O}}_{4}}$使得溶液中$\\rm H^{+}$增大,使得反$\\text{C}{{\\text{r}}_{2}}\\text{O}_{7}^{2-}+{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}\\rightleftharpoons 2\\text{CrO}_{4}^{2-}+2{{\\text{H}}^{+}}$平衡逆向移动,以提高$\\rm Na_{2}Cr_{2}O_{7}$的产率

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$\rm Na_{2}CrO_{4}$溶液中存在以下平衡:$\text{C}{{\text{r}}_{2}}\text{O}_{7}^{2-}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rightleftharpoons 2\text{CrO}_{4}^{2-}+2{{\text{H}}^{+}}$,加入${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}$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$\rm (\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{r}}_{2}}{{\text{O}}_{7}}\cdot 2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rm )$的纯度,称取上述流程中的产品$\rm ag$配成$\rm 100$ $\rm mL$溶液,取出$\rm 25$ $\rm mL$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$\text{C}{{\text{r}}_{2}}\text{O}_{7}^{2-}$全部转化为$\text{C}{{\text{r}}^{3+}}$后,滴入$\rm 2$~$\rm 3$滴淀粉溶液,最后用浓度为${{c}_{1}}\,\text{mo}{{\text{l}}^{-}}{{\text{L}}^{-1}}$$\text{N}{{\text{a}}_{2}}{{\text{S}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}$标准溶液滴定,共消耗${{V}_{1}}\,\text{mL}$$\rm ($已知:${{\text{I}}_{2}}+2{{\text{S}}_{2}}\text{O}_{3}^{2-}=2{{\text{I}}^{-}}+{{\text{S}}_{4}}\text{O}_{6}^{2-}$$\rm )$

①滴定终点的现象为                

②所得$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{r}}_{2}}{{\text{O}}_{7}}\cdot 2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rm ($摩尔质量为$298\,\text{g}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\rm )$的纯度的表达式为                $\rm ($用质量分数表示$\rm )$

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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 ; $\\dfrac{59.6{{c}_{1}}{{V}_{1}}}{3a}\\%$

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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,故答案为: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,$\rm Na_{2}Cr_{2}O_{7}·2H_{2}O$~$\rm 3I_{2}$~$\rm 6Na_{2}S_{2}O_{3}$,故有$n\left( \text{N}{{\text{a}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{r}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{7}}}\cdot \text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O} \right)=\dfrac{\text{1}}{\text{6}}n\left( \text{N}{{\text{a}}_{\text{2}}}{{\text{S}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}} \right)=\dfrac{\text{1}}{\text{6}}\times {{c}_{1}}\,\text{mol/L}\times {{V}_{1}}\times {{10}^{-3}}\;{\rm L}=\dfrac{\text{1}}{\text{6}}{{c}_{1}}{{V}_{1}}\times {{10}^{-3}}\,\text{mol}$,所得$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{r}}_{2}}{{\text{O}}_{7}}\cdot 2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rm ($摩尔质量为$298\,\text{g}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\rm )$的纯度的表达式为$\dfrac{\dfrac{\text{1}}{\text{6}}{{c}_{1}}{{V}_{1}}\times \text{1}{{\text{0}}^{\text{-3}}}\text{mol}\times \text{298}\,\text{g/mol}\times \dfrac{\text{100}\,\text{mL}}{\text{25}\text{.00}\,\text{mL}}}{a\,\text{g}}\times \text{100 }\!\!\%=\dfrac{59.6{{c}_{1}}{{V}_{1}}}{3a}\%$

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