第三章高考强化

一、刷真题

1. $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 微溶于水,但在 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}} $ 浓度较高的溶液中因形成 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}} $ 和 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-}} $ 而溶解。将适量 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 完全溶于盐酸,得到含 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}} $ 和 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-}} $ 的溶液,下列叙述正确的是(      )

A.加水稀释, $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-}} $ 浓度一定下降

B.向溶液中加入少量 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 固体, $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}} $ 浓度一定上升

C. $ {\rm \mathrm{H}[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]} $ 的电离方程式为 $ {\rm \mathrm{H}[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]\xlongequal{}{\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{C}\mathrm{u}}^{+}+2{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}} $

D.体系中, $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{+})+c({\mathrm{H}}^{+})=c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})+c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-})+c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $

答案:A
解析:

加水稀释后, $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}} $ 、 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}} $ 、 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-}} $ 的浓度均下降, $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确; $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 完全溶于盐酸后生成 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}} $ 、 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-}} $ ,溶液中存在平衡: $ {\rm ①\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}+{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}⇌{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}.} $ 、 $ {\rm ②{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}+{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}⇌{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-}.} $ ,向溶液中加入少量 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 固体, $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})} $ 增大,若②中平衡正向移动程度更大,则 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-}} $ 浓度下降, $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误;配合物的内界在书写电离方程式时不可拆写,电离方程式为 $ {\rm \mathrm{H}[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]\xlongequal{}{\mathrm{H}}^{+}+[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]^{-}} $ , $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误;电荷不守恒,应为 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{+})+c({\mathrm{H}}^{+})=c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})+c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}]}^{-})+2c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}]}^{2-})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。


2. $ 25℃ $ 时, $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}} $ 的电离常数 $ {\rm {K}_{\mathrm{a}1}=4.5×{10}^{-7}} $ , $ {\rm {K}_{\mathrm{a}2}=4.7×{10}^{-11}} $ ; $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}({\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})=3.4×{10}^{-9}} $ 。下列描述不正确的是(      )

A. $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3}+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}⇌{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}+{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}.} $ , $ {\rm K=2.2×{10}^{-8}} $

B. $ {\rm 2{\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3}⇌{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-}.} $ , $ {\rm K=1.0×{10}^{-4}} $

C. $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3}+{\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+}⇌{\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{s})+{\mathrm{H}}^{+}.} $ , $ {\rm K=1.4×{10}^{-2}} $

D. $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}} $ 溶液中, $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})+c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})=c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})+c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})} $ ,则 $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})=\dfrac{{K}_{\mathrm{a}1}[{K}_{\mathrm{a}2}c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})+{K}_{\mathrm{w}}]}{{K}_{\mathrm{a}1}+c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}} $

答案:D
解析:

该反应为 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3}} $ 的水解反应,则水解常数 $ {\rm K=\dfrac{c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})\cdot c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})}{c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}=\dfrac{c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})\cdot c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})\cdot c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})\cdot c({\mathrm{H}}^{+})}=\dfrac{{K}_{\mathrm{w}}}{{K}_{\mathrm{a}1}}=\dfrac{{10}^{-14}}{4.5×{10}^{-7}}\approx 2.2×{10}^{-8}} $ , $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确;该反应的平衡常数 $ {\rm K=\dfrac{c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})\cdot c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})}{{c}^{2}({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}=\dfrac{c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})\cdot c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})\cdot c({\mathrm{H}}^{+})}{{c}^{2}({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})\cdot c({\mathrm{H}}^{+})}=\dfrac{{K}_{\mathrm{a}2}}{{K}_{\mathrm{a}1}}=\dfrac{4.7×{10}^{-11}}{4.5×{10}^{-7}}\approx 1.0×{10}^{-4}} $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确;该反应的平衡常数 $ {\rm K=\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+})\cdot c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}=\dfrac{c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})\cdot c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})\cdot c({\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+})\cdot c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}=\dfrac{{K}_{\mathrm{a}2}}{{K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}({\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})}=\dfrac{4.7×{10}^{-11}}{3.4×{10}^{-9}}\approx 1.4×{10}^{-2}} $ , $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确;可采用逆推的方法, $ {\rm \dfrac{{K}_{\mathrm{a}1}[{K}_{\mathrm{a}2}c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})+{K}_{\mathrm{w}}]}{{K}_{\mathrm{a}1}+c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}=\dfrac{\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})}×[\dfrac{c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})\cdot c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}×c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})+c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})]}{\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})}+c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}={c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})×\dfrac{c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})}{c({\mathrm{H}}^{+})+c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})}} $ ,由于 $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})+c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3})=c({\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3}^{2-})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ ,则 $ {\rm \dfrac{{K}_{\mathrm{a}1}[{K}_{\mathrm{a}2}c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})+{K}_{\mathrm{w}}]}{{K}_{\mathrm{a}1}+c({\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})}={c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。


3.某兴趣小组探究 $ {\rm [\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]{({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})}_{2}} $ 的生成过程。若向 $ {\rm 3\mathrm{m}\mathrm{L}0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})}_{2}} $ 溶液中逐滴加入 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 氨水,则下列说法正确的是(      )

A.产生少量沉淀时 $ {\rm (\mathrm{p}\mathrm{H}=4.8)} $ ,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}) < c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $

B.产生大量沉淀时 $ {\rm (\mathrm{p}\mathrm{H}=6.0)} $ ,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}) > c({\mathrm{N}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})} $

C.沉淀部分溶解时,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}) < c({\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4})} $

D.沉淀完全溶解时,溶液中 $ {\rm 2c{{[\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]}^{2+}} > c({\mathrm{N}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})} $

答案:C
解析:

整个过程先后发生反应 $ {\rm ①{\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}+2{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}\cdot {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{C}\mathrm{u}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}↓+2{\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}.} $ 、 $ {\rm ②\mathrm{C}\mathrm{u}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}+2{\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}+2{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}\cdot {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\xlongequal{}[\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]^{2+}+4{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ 。产生少量沉淀时,发生反应①,溶液中的溶质为 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})}_{2}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ , $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 完全电离,酸性溶液中 $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ 极小,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}) > c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ , $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误;产生大量沉淀时,发生反应①,溶液中溶质为 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 、 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})}_{2}} $ , $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}} $ 发生水解,则 $ {\rm c({\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}) < c({\mathrm{N}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})} $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误;沉淀部分溶解时,发生反应②,溶液中的溶质为 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 、 $ {\rm [\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]{({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})}_{2}} $ , $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}} $ 极少, $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确;沉淀完全溶解时,溶液中的溶质为 $ {\rm [\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]{({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})}_{2},{[\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]}^{2+}} $ 发生水解,则 $ {\rm 2c{{[\mathrm{C}\mathrm{u}{({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3})}_{4}]}^{2+}} < c({\mathrm{N}\mathrm{O}}^{-}{}_{3})} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。


4.草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究了草酸的性质:

实验1向 $ {\rm 10\mathrm{m}\mathrm{L}0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液中滴入一定量 $ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 溶液。

混合溶液的 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 与 $ {\rm \lg X [X=\dfrac{c ({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4} )}{c ({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4} )}} $ 或 $ {\rm \dfrac{c ({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-} )}{c ({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4} )} ]} $ 的关系如图所示。

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实验2向 $ {\rm 10\mathrm{m}\mathrm{L}0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液中加入 $ {\rm 10\mathrm{m}\mathrm{L}0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}} $ 溶液。

已知: $ 25℃ $ 时, $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}({\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})={10}^{-7.6}} $ 。混合后溶液体积变化忽略不计。下列说法错误的是(      )

A.实验1,当溶液中 $ {\rm c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})=c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})} $ 时, $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=2.5} $

B.实验1,当溶液呈中性时: $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-}) > c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4}) > c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})} $

C.实验2,溶液中有沉淀生成

D.实验2,溶液中存在: $ {\rm 2c({\mathrm{B}\mathrm{a}}^{2+})+c({\mathrm{H}}^{+})=c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})+c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})+2c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})} $

答案:D
解析:

$ {\rm {K}_{\mathrm{a}1}×{K}_{\mathrm{a}2}=\dfrac{c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})}×\dfrac{c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})}=\dfrac{c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-}){c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})}={10}^{-5.0}} $ ,当溶液中 $ {\rm c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})=c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})} $ 时, $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})={10}^{-2.5}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ , $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=2.5} $ , $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确;当溶液呈中性时, $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=7} $ ,结合题图知, $ {\rm \dfrac{c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})}{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})} > 1} $ , $ {\rm \dfrac{c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})}{c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})} > 1} $ ,即 $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-}) > c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4}) > c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})} $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确;实验2中两溶液混合后, $ {\rm c({\mathrm{B}\mathrm{a}}^{2+})=0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,若此时 $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-}) > \dfrac{{K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}({\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})}{c({\mathrm{B}\mathrm{a}}^{2+})}={10}^{-6.6}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,则有 $ {\rm {\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}} $ 沉淀生成,根据实验1计算 $ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液中 $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})} $ ,向 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液中滴入 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 溶液, $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 增大,题图中实线部分表示滴入 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 溶液后的 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ ,由此可知 $ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液中 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=1.2} $ , $ {\rm \dfrac{c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})}{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})}={10}^{0}=1} $ , $ {\rm \dfrac{c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})}{c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})}={10}^{-2.6}} $ ,设 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})=c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4})=x\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,则 $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})={10}^{-2.6}x\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,由物料守恒可得, $ x+x+{10}^{-2.6}x=0.2 $ ,则 $ x\approx 0.1 $ ,故 $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})={10}^{-2.6}x\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\approx {10}^{-3.6}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,实验2中两溶液混合后, $ {\rm c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})\approx \dfrac{1}{2}×{10}^{-3.6}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\gg {10}^{-6.6}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,则有沉淀生成, $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确;由电荷守恒可得 $ {\rm 2c({\mathrm{B}\mathrm{a}}^{2+})+c({\mathrm{H}}^{+})=c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})+2c({\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}^{2-})+c({\mathrm{H}\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}^{-}{}_{4})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ ,题干中缺 $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。


5.常温下,溶液中 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+}} $ 以氢氧化物形式沉淀时, $ {\rm - \lg [c(\mathrm{X})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]} $ 与 $ {\rm - \lg [c({\mathrm{H}}^{+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]} $ 的关系如图[其中 $ {\rm \mathrm{X}} $ 代表 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+}} $ 、 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{l}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right) ^ {-}}{}_{4}} $ 、 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ 或 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{ (\mathrm{O}\mathrm{H} )}_{4}^{2-} ]} $ 。

已知: $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}] < {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}]} $ , $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 比 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 更易与碱反应,形成 $ {\rm \mathrm{M}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ ;溶液中 $ {\rm c(\mathrm{X})⩽ {10}^{-5}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 时, $ {\rm \mathrm{X}} $ 可忽略不计。

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下列说法错误的是(      )

A. $ {\rm \mathrm{L}} $ 为 $ {\rm - \lg c[\mathrm{A}\mathrm{l}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right) ^ {-}}{}_{4}]} $ 与 $ {\rm - \lg c({\mathrm{H}}^{+})} $ 的关系曲线

B. $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}+4{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}\xlongequal{}\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ 的平衡常数为 $ {10}^{11.2} $

C.调节 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 溶液浓度,通过碱浸可完全分离 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 和 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{l}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{3}} $

D.调节溶液 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 为 $ 4.7\sim 6.4 $ ,可将浓度均为 $ {\rm 0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 的 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ 和 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 完全分离

答案:B
解析:

由图像中的点 $ (8.4,5) $ 得 $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}]=c({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+})\cdot {c}^{2}({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})={10}^{-5}×{\left({10}^{-5.6}\right) ^ {2}}={10}^{-16.2}} $ ,再由图像中的点 $ (12.4,5) $ 得 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}+2{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⇌\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}.} $ 的平衡常数 $ {\rm {K}_{2}=\dfrac{c[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}]}{{c}^{2}({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})}=\dfrac{{10}^{-5}}{{\left({10}^{-1.6}\right) ^ {2}}}={10}^{-1.8}} $ ,因为反应 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}+4{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⇌.\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ 可拆分为 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}+2{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⇌\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}.} $ 和 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}+2{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⇌\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}.} $ ,所以反应 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}+4{\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}⇌.\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ 的平衡常数 $ {\rm K=\dfrac{{K}_{2}}{{K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}]}=\dfrac{{10}^{-1.8}}{{10}^{-16.2}}={10}^{14.4}} $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误;由图像中的点 $ (14.0,5) $ 得 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 恰好开始溶解时 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=14.0} $ ,而由曲线 $ {\rm \mathrm{L}} $ 可知,当 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=14.0} $ 时, $ {\rm c[\mathrm{A}\mathrm{l}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right) ^ {-}}{}_{4}] > 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,可认为 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{l}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{3}} $ 已全部溶解为 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{l}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right) ^ {-}}{}_{4}} $ ,则可以通过碱浸完全分离 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 和 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{l}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{3}} $ , $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确;由图像中的点 $ (3.0,0) $ 得 $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{A}\mathrm{l}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{3}]=c({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})\cdot {c}^{3}({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})=1×{\left({10}^{-11}\right) ^ {3}}={10}^{-33}} $ , $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 完全沉淀时 $ {\rm c({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})⩽ {10}^{-5}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ , $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})⩾ \sqrt[3]{\dfrac{{10}^{-33}}{{10}^{-5}}}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\approx {10}^{-9.3}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,即 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{O}\mathrm{H}⩽ 9.3} $ ,则 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}⩾ 4.7} $ ,由 $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}]={10}^{-16.2}} $ 知, $ {\rm 0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ 开始沉淀时, $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})=\sqrt{\dfrac{{10}^{-16.2}}{0.1}}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}={10}^{-7.6}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,即 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{O}\mathrm{H}=7.6} $ ,则 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=6.4} $ ,因此调节 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 的范围为 $ 4.7\sim 6.4 $ ,可使浓度均为 $ {\rm 0.1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 的 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 完全分离, $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

【题图剖析】

$ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 水解的方程式为 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}+3{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}⇌\mathrm{A}\mathrm{l}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{3}+3{\mathrm{H}}^{+}.} $ ,则 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ 的水解常数 $ {\rm {K}_{\mathrm{h}}({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})=\dfrac{{c}^{3}({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})}} $ ,由此得 $ {\rm \lg {K}_{\mathrm{h}}({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})=3 \lg [c({\mathrm{H}}^{+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]- \lg [c({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]} $ ,即 $ {\rm - \lg [c({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]=-3 \lg [c({\mathrm{H}}^{+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]+ \lg {K}_{\mathrm{h}}({\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+})} $ ,同理可得 $ {\rm - \lg [c({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]=-2 \lg [c({\mathrm{H}}^{+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]+ \lg {K}_{\mathrm{h}}({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+})} $ , $ {\rm - \lg [c({\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]=-2 \lg [c({\mathrm{H}}^{+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]+ \lg {K}_{\mathrm{h}}({\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+})} $ ,观察图像可知曲线Ⅰ对应的 $ {\rm \mathrm{X}} $ 代表 $ {\rm {\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}} $ ,又因为 $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}] < {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}]} $ ,所以当 $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ 相同时,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}) < c({\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+})} $ ,即 $ {\rm - \lg [c({\mathrm{H}}^{+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]} $ 相同时, $ {\rm - \lg [c({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})] > - \lg [c({\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]} $ ,则Ⅱ、Ⅲ对应的 $ {\rm \mathrm{X}} $ 分别为 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{d}}^{2+}} $ 。因为曲线Ⅱ对应的为 $ {\rm {\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+}} $ ,若曲线 $ {\rm \mathrm{L}} $ 对应的为 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ ,则交点处应同时满足 $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}]=c({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+})\cdot {c}^{2}({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})=c[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}]\cdot {c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})} $ ,但交点处 $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})\ne c({\mathrm{H}}^{+})} $ ,则 $ {\rm c({\mathrm{Z}\mathrm{n}}^{2+})\ne c[\mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}]} $ ,故曲线 $ {\rm \mathrm{L}} $ 对应的不是 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ ,已知 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 比 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 更易与碱反应,即 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{2}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}} $ 结合生成 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ 对应的 $ {\rm c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ 更小,故曲线 $ {\rm \mathrm{L}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{L}}_{1}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{L}}_{2}} $ 对应的 $ {\rm \mathrm{X}} $ 分别为 $ {\rm \mathrm{A}\mathrm{l}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right) ^ {-}}{}_{4}} $ 、 $ {\rm \mathrm{Z}\mathrm{n}{(\mathrm{O}\mathrm{H})}_{4}^{2-}} $ 、 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{d}{ (\mathrm{O}\mathrm{H} )}_{4}^{2-} (\mathrm{A}} $ 正确 $ ) $ 。

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6. $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A}} $ 是二元弱酸, $ {\rm {\mathrm{M}}^{2+}} $ 不发生水解。 $ 25℃ $ 时,向足量的难溶盐 $ {\rm \mathrm{M}\mathrm{A}} $ 粉末中加入稀盐酸,平衡时溶液中 $ {\rm \lg [c({\mathrm{M}}^{2+})/(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1})]} $ 与 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 的关系如图所示。

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已知 $ 25℃ $ 时, $ {\rm {K}_{\mathrm{a}1}({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})={10}^{-1.6}} $ , $ {\rm {K}_{\mathrm{a}2}({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})={10}^{-6.8}} $ , $ \lg 2=0.3 $ 。下列说法正确的是(      )

A. $ 25℃ $ 时, $ {\rm \mathrm{M}\mathrm{A}} $ 的溶度积常数 $ {\rm {K}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}(\mathrm{M}\mathrm{A})={10}^{-6.3}} $

B. $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=1.6} $ 时,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{M}}^{2+}) > c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}) > c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-}) > c({\mathrm{A}}^{2-})} $

C. $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=4.5} $ 时,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-}) > c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A}) > c({\mathrm{A}}^{2-})} $

D. $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=6.8} $ 时,溶液中 $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})+2c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})+c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})=c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})+c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})} $

答案:A
解析:

由题意知, $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=1.6} $ 时,溶液中存在 $ {\rm {\mathrm{M}}^{2+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{H}}^{+}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{A}}^{2-}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-}} $ ,且 $ {\rm c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})=c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})} $ , $ {\rm c({\mathrm{A}}^{2-})\approx {10}^{-5.9}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,则 $ {\rm c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})+c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})\approx c({\mathrm{M}}^{2+})} $ 、 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})-c({\mathrm{H}}^{+})\approx 2c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})+c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})\approx c({\mathrm{M}}^{2+})+c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})} $ ,则 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}) > c({\mathrm{M}}^{2+})} $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误; $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=4.5} $ 时, $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})=\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{K}_{\mathrm{a}2}}=\dfrac{{10}^{-4.5}c({\mathrm{A}}^{2-})}{{10}^{-6.8}}={10}^{2.3}c({\mathrm{A}}^{2-})} $ , $ {\rm c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})=\dfrac{{c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{K}_{\mathrm{a}1}{K}_{\mathrm{a}2}}=\dfrac{{\left({10}^{-4.5}\right) ^ {2}}\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{10}^{-1.6}×{10}^{-6.8}}={10}^{-0.6}c({\mathrm{A}}^{2-})} $ ,可得 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-}) > c({\mathrm{A}}^{2-}) > c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})} $ , $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误; $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=6.8} $ 时,结合物料守恒 $ {\rm c({\mathrm{M}}^{2+})=c({\mathrm{A}}^{2-})+c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})+c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})} $ 及电荷守恒 $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})+2c({\mathrm{M}}^{2+})=2c({\mathrm{A}}^{2-})+c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})+c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ 可得: $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})+2c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})+c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})=c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})+c({\mathrm{O}\mathrm{H}}^{-})} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

【题图剖析】

向 $ {\rm \mathrm{M}\mathrm{A}} $ 粉末中加入稀盐酸后,由物料守恒可得: $ {\rm c({\mathrm{M}}^{2+})=c({\mathrm{A}}^{2-})+c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})+c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})} $ ; $ {\rm {K}_{\mathrm{a}2}=\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})}} $ ,则 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{A}}^{-})=\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{K}_{\mathrm{a}2}}} $ ,同理, $ {\rm c({\mathrm{H}}_{2}\mathrm{A})=\dfrac{{c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{K}_{\mathrm{a}1}\cdot {K}_{\mathrm{a}2}}} $ ,代入物料守恒式可得: $ {\rm c({\mathrm{M}}^{2+})=c({\mathrm{A}}^{2-})+\dfrac{c({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{K}_{\mathrm{a}2}}+\dfrac{{c}^{2}({\mathrm{H}}^{+})\cdot c({\mathrm{A}}^{2-})}{{K}_{\mathrm{a}1}\cdot {K}_{\mathrm{a}2}}} $ 。

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7.已知 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}} $ 和 $ {\rm {\mathrm{L}}^{3-}} $ 结合形成两种配离子 $ {\rm {[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}} $ 和 $ {\rm {[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}} $ 。常温下, $ {\rm 0.100\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 的 $ {\rm {\mathrm{H}}_{3}\mathrm{L}} $ 和 $ {\rm 0.002\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 的 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 混合溶液中, $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-}} $ 和 $ {\rm {\mathrm{L}}^{3-}} $ 的浓度对数 $ \lg c $ (实线)、含铜微粒的分布系数 $ \delta $ (虚线)[例如 $ {\rm {\delta }_{{\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}}=\dfrac{c ({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+} )}{c ({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+} )+c ({ [\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L} ]}^{-} )+c ({ [{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2} ]}^{4-} )} ]} $ 与溶液 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 的关系如图所示:

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下列说法错误的是(      )

A. $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}+{\mathrm{L}}^{3-}⇌{[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}.} $ , $ {\rm K={10}^{9.4}} $

B. $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-}⇌{\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{L}}^{3-}.} $ , $ {\rm K={10}^{-11.6}} $

C.图中 $ a $ 点对应的 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=4.2} $

D.当 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=6.4} $ 时,体系中 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-}) > c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}) > c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}) > c({\mathrm{L}}^{3-})} $

答案:C
解析:

曲线Ⅲ和曲线Ⅳ的交点代表 $ {\rm {\delta }_{{\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}}={\delta }_{{[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}}} $ 即 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+})=c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})} $ ,由图可知,此时 $ {\rm \lg c({\mathrm{L}}^{3-})=-9.4} $ ,代入平衡常数表达式得 $ {\rm K=\dfrac{c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})}{c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+})×c({\mathrm{L}}^{3-})}=\dfrac{1}{{10}^{-9.4}}={10}^{9.4}} $ , $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确;曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点代表 $ {\rm \lg c({\mathrm{L}}^{3-})= \lg c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-})} $ 即 $ {\rm c({\mathrm{L}}^{3-})=c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-})} $ ,此时 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=11.6} $ ,代入平衡常数表达式得 $ {\rm K=\dfrac{c({\mathrm{L}}^{3-})×c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-})}={10}^{-11.6}} $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确;曲线Ⅳ和曲线Ⅴ的交点代表 $ {\rm {\delta }_{{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}}={\delta }_{{[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}}} $ 即 $ {\rm c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-})=c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})} $ ,此时 $ {\rm \lg c({\mathrm{L}}^{3-})=-7.2} $ ,可得 $ {\rm {[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}+{\mathrm{L}}^{3-}⇌{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}.} $ 的平衡常数 $ {\rm K^\prime =\dfrac{c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-})}{c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})×c({\mathrm{L}}^{3-})}=\dfrac{1}{{10}^{-7.2}}={10}^{7.2}} $ , $ a $ 点时, $ {\rm {\delta }_{{\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}}={\delta }_{{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}}} $ ,代入 $ {\rm K×K^\prime =\dfrac{c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})}{c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+})×c({\mathrm{L}}^{3-})}×\dfrac{c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-})}{c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})×c({\mathrm{L}}^{3-})}=\dfrac{1}{{c}^{2}({\mathrm{L}}^{3-})}={10}^{9.4}×{10}^{7.2}={10}^{16.6}} $ ,解得 $ {\rm c({\mathrm{L}}^{3-})={10}^{-8.3}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,且 $ a $ 点对应 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-})={10}^{-1}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,代入 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-}⇌{\mathrm{H}}^{+}+{\mathrm{L}}^{3-}.} $ 的平衡常数 $ {\rm K=\dfrac{c({\mathrm{L}}^{3-})×c({\mathrm{H}}^{+})}{c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-})}={10}^{-11.6}} $ ,计算得 $ {\rm c({\mathrm{H}}^{+})={10}^{-4.3}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,故 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=4.3} $ , $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误;当 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}=6.4} $ 时, $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-})} $ 最大,接近 $ {\rm {10}^{-1}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,结合 $ {\rm \mathrm{B}} $ 项中平衡常数可计算得 $ {\rm c({\mathrm{L}}^{3-})\approx {10}^{-6.2}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ , $ {\rm {\delta }_{{[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}}=0.90} $ , $ {\rm {\delta }_{{[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}}=0.09} $ ,结合 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}} $ 元素守恒知, $ {\rm c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-})=0.90×0.002\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}=1.8×{10}^{-3}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ , $ {\rm c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-})=0.09×0.002\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}=1.8×{10}^{-4}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ,因此体系中 $ {\rm c({\mathrm{H}\mathrm{L}}^{2-}) > c({[{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}}_{2}]}^{4-}) > c({[\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{L}]}^{-}) > c({\mathrm{L}}^{3-})} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

【题图剖析】

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二、刷风向

1. 阅读以下信息,完成下列小题。

草酸晶体 $ {\rm ({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}\cdot 2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O})} $ 用途广泛,易溶于水,其制备及纯度测定实验如下。

Ⅰ.制备

步骤1:将 $ m\mathrm{g} $ 淀粉溶于水后与少量硫酸加入反应器中,保持 $ 85\sim 90℃ $ 约 $ 30 \min $ ,然后逐渐降温至 $ 60℃ $ 左右。

步骤2:控制反应温度在 $ 55\sim 60℃ $ 条件下,边搅拌边缓慢滴加含有适量催化剂的混酸 $ (65\% $ 硝酸与 $ 98\% $ 硫酸 $ ) $ ,主要反应为 $ {\rm\hspace{-0.5em} \begin{array} {l} \rm {\mathrm{C}}_{6}{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_{6}+12{\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}\begin{matrix}\xrightarrow[]{△}\\ \end{matrix}3{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}+9{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{2}↑+3\mathrm{N}\mathrm{O}↑+9{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}.\end{array} \hspace{-0.5em} } $ 。严格控制混酸的滴加速度,防止发生副反应。 $ 3\mathrm{h} $ 左右,冷却,减压过滤得粗品,精制得草酸晶体 $ {m}_{1}\mathrm{g} $ 。

Ⅱ.纯度测定

称取制得的草酸晶体 $ {m}_{2}\mathrm{g} $ ,配成 $ {\rm 100.00\mathrm{m}\mathrm{L}} $ 溶液。取出 $ {\rm 20.00\mathrm{m}\mathrm{L}} $ ,用 $ {\rm c\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 酸性 $ {\rm {\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}}_{4}} $ 标准溶液滴定,重复 $ 2\sim 3 $ 次,滴定至终点时,平均消耗标准溶液 $ {\rm V\mathrm{m}\mathrm{L}} $ 。

答案:

1.C

2.D

3.D

解析:

1.配制混酸时应该将 $ 98\% $ 硫酸缓慢加入 $ 65\% $ 硝酸中,边加边搅拌, $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误;水解液中含有硫酸,加入的新制氢氧化铜会与硫酸反应,检验“步骤1”水解液中的葡萄糖的操作为取水解液加入 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 溶液调至碱性,再加新制氢氧化铜,加热, $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误;“精制”过程为溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥, $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确;滴定过程中眼睛应注意锥形瓶内溶液颜色的变化情况,并非滴定管的液面变化, $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

2. $ 65\% $ 硝酸 $ {\rm (\rho =1.4\mathrm{g}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{L}}^{-1})} $ 的物质的量浓度 $ {\rm c=\dfrac{1000\rho w}{M}=\dfrac{1000×1.4×65{\%}}{63}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\approx 14.44\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ , $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误;根据元素守恒与题给信息,可得关系式 $ {\rm {({\mathrm{C}}_{6}{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{O}}_{5})}_{n} ~} $ $ {\rm n{\mathrm{C}}_{6}{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_{6}~3n{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}\cdot 2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ ,则草酸晶体的理论产量为 $ \dfrac{378m}{162}\mathrm{g} $ ,故草酸晶体的产率为 $ \dfrac{{m}_{1}}{\dfrac{378m}{162}}×100\%=\dfrac{162{m}_{1}}{378m}×100\%=\dfrac{3{m}_{1}}{7m}×100\% $ , $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误;根据得失电子守恒有关系式 $ {\rm 5{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{C}}_{2}{\mathrm{O}}_{4}\sim 2{\mathrm{K}\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}}_{4}} $ ,则配制的草酸溶液物质的量浓度为 $ {\rm \dfrac{5cV×{10}^{-3}}{2×0.020}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}=0.125cV\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ , $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误;根据草酸溶液的物质的量浓度,计算草酸晶体的纯度: $ {\rm \dfrac{0.125cV\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}×(100×{10}^{-3})\mathrm{L}×126\mathrm{g}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}}{{m}_{2}\mathrm{g}}×100\%=\dfrac{1.575cV}{{m}_{2}}×100\%} $ , $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

3.最后需要定容,配制溶液时容量瓶底部残留少量水,对所配溶液浓度无影响, $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误;混酸的滴加速度过快,易发生副反应,会影响草酸晶体的产率, $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误;锥形瓶用草酸溶液润洗,导致标准液消耗体积偏大,所测产品纯度会偏高, $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误;滴定终点读数时仰视,导致读取的标准液体积偏大,所测产品纯度偏高, $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。