高考化学必考知识点《离子共存》高频试题特训(2019年最新版)(七)

时间:2019-06-25 22:00:49

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1、填空题  (10分)随着工业的迅速发展,产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度;当溶液中金属离子浓度小于10-5 mol?L-1时通常认为该离子沉淀完全)。

金属离子
Ksp
pH(10-1 mol?L-1)?
?pH(10-5 mol?L-1)
?Fe3+
?4.0×10-38
?2.7
?3.7
Cr3+ ?
6.0×10-31
4.3
5.6
Cu2+
2.2×10-20
?4.7
6.7
Ca2+
?4.0×10-5
?12.3?
?14.3
(1)某厂排出的废水中含有Cu2+和Fe3+,测得其浓度均小于0.1 mol?L-1。为除去其中的Fe3+,回收铜,需控制的pH范围是_______________________________。
(2)为了处理含有Cr2O72-酸性溶液的工业废水,采用如下方法:向废水中加人适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。
①Cr2O72-转变为Cr3+的离子方程式为______________________。
②pH对废水中Cr2O72-去除率的影响如图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利,请说明理由:_________________________________。
[注:去除率(%)=[(c0-c)/co]×100%,式中:co—处理前废水中Cr2O72-浓度,c—处理后废水中Cr2O72-的浓度]

(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如,用Na2CO3溶液可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为较疏松而易清除的CaCO3,该沉淀转化达到平衡时,其平衡常数K=_________(写数值)。[已知Ksp (CaSO4)=9.1x10-6,Ksp (CaCO3)=2.8×10-9]


参考答案:(1)3.7≤pH<4.7(2分)
(2)①Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(2分)
②4.3~5.6(或5~6)(2分)? pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离;pH越大,Cr2O72-的去除率越小(2分)
(3)3.25×103(2分)


本题解析:(1)由所给数据可看出,Fe3+在pH=3.7时已完全沉淀,而Cu2+在pH=4.7时才开始沉淀,所以为除去其中的Fe3+,回收铜,需控制的pH范围是3.7≤pH<4.7
(2)①废水以Fe为电极进行电解,铁作阳极铁电子生成Fe2+:Fe —2e—=Fe2+,Fe2+还原Cr2O72-:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
②综合考虑所给信息,虽然pH越小,Cr2O72-的去除率越大,但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离(Cr3+在pH=4.3时才开始沉淀,在pH=5.6时完全沉淀),pH太高,Cr2O72-的去除率太小,无实际意义,综合分析可知pH取值在4.3~5.6(或5~6)范围内对降低废水中的铬含量最有利
(3)由转化方程式得:K=Ksp (CaSO4)=9.1x10-6 / Ksp (CaCO3)= 3.25×103


本题难度:一般



2、选择题  下列离子组在指定溶液中能大量共存的是(? )
A.强酸溶液中:
B.滴加石蕊试液显红色的溶液中:
C.既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液中:
D.在含有大量的溶液中


参考答案:C


本题解析:A项:酸性条件下氧化Fe2+而不共存;B项:Fe3+和SCN-不能大量共存;C项:既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液是强碱性溶液,四种离子能够大量共存;D项:不能大量共存


本题难度:一般



3、选择题  某溶液中含有下列六种离子:①HCO3- ②SO32- ③Na+ ④CO32- ⑤NH4+⑥NO3—,向其中加入一定量Na2O2后,溶液中离子浓度基本保持不变的是
A.只有⑥
B.④⑥
C.③④⑥
D.①②⑤


参考答案:A


本题解析:Na2O2与水反应生成NaOH和O2,反应后溶液成碱性,则:①HCO3-、④CO32-、⑤NH4+浓度发生变化;Na2O2具有强氧化性,②SO32-被氧化,离子浓度发生变化,③Na+浓度增大,浓度不变的只有NO3-,故选A。
考点:考查过氧化钠的性质


本题难度:一般



4、选择题  下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A.NH4+、K+、Cl-、OH-
B.H+、Na+、NO3-、HCO3-
C.Mg2+、NH4+、NO3-、SO42-
D.Ag+、H+、SO42-、Cl-


参考答案:C


本题解析:离子间如果发生化学反应,则不能大量共存,反之是可以的。A中NH4+和OH-不能大量共存;B中H+和HCO3-不能大量共存;D中Ag+和SO42-、Cl-均不能大量共存,答案选C。
考点:考查离子共存的正误判断
点评:该题是高考中的高频题,属于中等难度的试题,试题侧重考查学生的能力。该题需要明确离子不能大量共存的一般情况,即(1)能发生复分解反应的离子之间;(2)能生成难溶物的离子之间;(3)能发生氧化还原反应的离子之间;(4)能发生络合反应的离子之间(如 Fe3+和 SCN-);解决离子共存问题时还应该注意题目所隐含的条件,题目所隐含的条件一般有:(1)溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的 H+或OH-;(2)溶液的颜色,如无色时可排除 Cu2+、 Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色离子的存在;(3)溶液的具体反应条件,如“氧化还原反应”、“加入铝粉产生氢气”;(4)是“可能”共存,还是“一定”共存等。


本题难度:简单



5、选择题  下列说法中正确的是
[? ]
A.NH4+与HCO3-均可以水解,故NH4HCO3是弱电解质
B.25℃时,1LpH=3的盐酸与l LpH=11的氨水能恰好中和
C.25℃时,用pH试纸测定出某醋酸溶液的pH=3.5
D.25℃时,pH=14的溶液中,Na+、CO32-、K+、ClO-可以大量共存


参考答案:D


本题解析:


本题难度:一般




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