高中化学竞赛专题考试——沉淀平衡、酸碱反应

酸碱反应、沉淀平衡

总分：110分，考试时间：2.5小时

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一 选择题（每题只有1个正确选项，每题2分，共20分。） 1.下列离子中只能作碱的是（ ）。

A．H2O B．HCO3 C．S2- D．[Fe(H2O)6]3+

2. 按质子理论，下列物质中何者不具有两性（ ）

A. HCO3- B.CO32- C.HPO42- D.HS-

3.对反应HPO42- + H2O H2PO4- +OH-来说（ ）

A.H2O是酸，OH-是碱 B.H2O是酸，HPO42-是它的共轭碱 C.HPO42-是酸，OH-是它的共轭碱 D.HPO42-是酸，H2PO4-是它的共轭碱

4.相同浓度的F-、CN-、HCOO-三种碱性物质的水溶液，在下列叙述其碱性强弱顺序的关系中，哪一种说法是正

确的。(HF的pKa＝3.18，HCN的pKa＝9.21，HCOOH的pKa＝3.74)（ ）

A.F->CN->HCOO- B.CN->HCOO->F- C.CN->F->HCOO- D.HCOO->F->CN-

5.不是共轭酸碱对的一组物质是（ ）

A．NH3,NH2_ B．NaOH,Na+ C．HS_,S-2 D．H2O,OH-

6. 质子理论认为，下列物质中全部是碱的是（ ）

A.HAc、H3PO4、H2O B.Ac-、PO43-、H2O C.HAc、H2PO4-、OH- D.Ac-、PO43-、NH4+ 7. 25℃时，H2SO3及其钠盐的溶液中，H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数(α)随溶液pH变化关系如下图所示，下列叙述错误的是（ ） A．溶液的pH=5时，硫元素的主要存在形式为HSO3- B．当溶液恰好呈中性时：c(Na+)>c(SO32-)+c(HSO3-) C．向pH=8的上述溶液中滴加少量澄清石灰水，

的值增大

D．向pH=3的上述溶液中滴加少量稀硫酸,α(HSO3-)减小

8. 苯甲酸钠（

–

，缩写为NaA），可作饮料防腐剂。研究表明苯甲酸（HA）的抑菌能力显着高于A

5711

。已知25 ℃时，HA的Ka=6.25×10–，H2CO3的Ka1=4.17×10–，Ka2=4.90×10–。在生产碳酸饮料的过程中，

除了添加NaA外，还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是（温度为25 ℃，不考虑饮料中其他成分）（ ）

A．相比于未充CO2的饮料，碳酸饮料的抑菌能力较低 B．提高CO2充气压力，饮料中c(A–)不变

C．当pH为5.0时，饮料中

c(HA)=0.16

c(A)2D．碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为：c(H+)=c(HCO3)+c(CO3)+c(OH–)–c(HA) 9．25 ℃时，用0.050 0 mol·L1 H2C2O4溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L1 NaOH溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是（ ）

＋－－

A．点①所示溶液中：c(H)＋c(H2C2O4)＋c(HC2O4)＝c(OH)

－－＋

B．点②所示溶液中：c(H2C2O4)＋c(HC2O4)＋2c(C2O24)＝c(Na)

＋－－

C．点③所示溶液中：c(Na)>c(HC2O4)>c(H2C2O4)>c(C2O24)

＋－－＋－

D．滴定过程中可能出现：c(Na)>c(C2O24)＝c(HC2O4)>c(H)>c(OH) 10、下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是（ ）

A．等pH的氨水、KOH溶液、Ba（OH）2溶液中：c（NH4+）=c（K+）=c（Ba2+）

－

－

B．将10mL0.1mol·L﹣1Na2CO3溶液逐滴滴加到10mL0.1mol·L﹣1盐酸中：

c（Na+）＞c（Cl﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）

C．向NH4HCO3溶液中滴加NaOH溶液至pH=7：c（NH4+）+c（Na+）=c（HCO3﹣）+c（CO32﹣） D．0.2mol·L﹣1的某一元弱酸HA溶液和0.1mol·L﹣1NaOH溶液等体积混合后的溶液：

2c（OH﹣）+c（A﹣）=2c（H+）+c（HA）

二、简答题、计算题（规范写出解题过程，注意卷面的整洁，共100分） 11、（6分）解释下列现象：

（1）Fe(OH)3溶于稀盐酸。

（2）Mg(OH)2既能溶于稀盐酸，又能溶于NH4Cl溶液中。

（3）H2S通入ZnSO4溶液中，ZnS沉淀很不完全，但是在ZnSO4溶液中先加入若干NaAc，再通H2S气体，ZnS几乎完全沉淀出来。

12．（6分）在含Ca3(PO4)2固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对Ca3(PO4)2的溶解度有什么影响，并解释之。

(1)磷酸 (2) Ca(NO3)2 (3)KNO3 13.（8分） 填空

酸 CH2COO- NH3+

H2O H3O

NH3 [Al(H2O)5OH]2+ S2- 共轭碱 14. （6分）乳酸HC3H5O3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的Ka=1.4×10-4，

试计算浓度为1.0×10-3 mol·L-1乳酸溶液的pH值。

15. （6分） 取0.10 mol·L-1HB溶液50.00 mL，与0.10 mol·L-1KOH溶液20.00 mL混合，将混合溶液加水稀释至100.0 mL，测得其pH值为5.25，试求此弱酸(HB)的解离平衡常数。

616.（6分）已知由弱酸HB(Ka5.010)及其共轭碱B组成的缓冲溶液中，HB的溶液为0.25mol/L,在100mL

—

此溶液中加入0.20g NaOH固体（忽略体积变化），所得溶液的pH为5.60。计算加NaOH之前溶液的pH为多少。 17. （6分）在20mL0.3mol/L的NaHCO3溶液中加入0.2mol/L的Na2CO3溶液后，溶液的pH=10.00，求：加入Na2CO3溶液的体积。已知：H2CO3的Ka1=4.46×10-7,Ka2=4.68×10-11

18. （6分）向0.100mol/L的FeCl2溶液中通入H2S气体至饱和，若要不生成FeS沉淀，溶液的pH最高不应超过多少？已知：Ksp,FeS=6.3×10-18，H2S的Ka1=1.07×10-7,Ka2=1.26×10-13，H2S气体的饱和溶液浓度为0.1mol/L。 19. （8分）已知Ag2C2O4的溶度积常数为5.4×10-12，若Ag2C2O4在饱和溶液中完全解离，试计算： （1）Ag2C2O4在水中的溶解度

（2）Ag2C2O4在0.01mol/L的Na2C2O4溶液中的溶解度（忽略Na2C2O4的电离） （3）Ag2C2O4在0.01mol/L AgNO3溶液中的溶解度

20. （8分）混合溶液中含有2.5×10-2mol/L的Pb2+和1.0×10-2mol/LFe3+，若向其中逐滴加入浓NaOH溶液（忽略体积的变化），能否将Pb2+和Fe3+分离？若能分离，计算分离的pH范围。已知：Ksp,Pb(OH)2=1.43×10-15，Ksp,Fe(OH)3=2.79×10-39

21.（8分）在1mol/L的MgCl2溶液中含有少量的Fe3+，如果加入氨水调节溶液的pH=5，能否除去杂质？如果控制溶液pH=10，将会产生什么影响？通过计算和必要的文字说明。 已知：Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12，Ksp,Fe(OH)3=2.79×10-39

22.（8分） 在浓度均为0.010 mol·L-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液时，AgCl和Ag2CrO4哪个先沉淀析出？当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子浓度为多少? (忽略溶液体积的变化)。{已知：Ksp(AgCl)＝1.77×10-10、Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10-12}

23.（8分）将500 ml c(MgCl2)=0.20 mol·L-1和500 ml c(NH3·H2O) =0.20 mol·L-1混合。求：(1)混合后溶液是否有沉淀生成？请通过计算加以说明。(2)若有沉淀要加入多少克NH4Cl，才能使溶液无Mg(OH)2沉淀产生?（忽略加入NH4Cl固体引起的体积变化）已知Ksp{Mg(OH)2}=5.61 ×10-12，Kb(NH3)=1.8×10-5，Mr(NH4Cl)=53.5。

答案：

11．(1) 在含有Fe(OH)3固体的饱和溶液中存在下列沉淀-溶解平衡

Fe(OH)3(s)Fe3+(aq) + 3OH-(aq)

加入盐酸后，HCl解离出H+与OH-结合，OH-离子浓度降低，c(Fe3+)·c3 (OH-)＜Ksp(Fe(OH)3), 平衡右移, 故Fe(OH)3

能溶于稀盐酸

(2) 在含有Mg(OH)2固体的饱和溶液中存在下列沉淀-溶解平衡

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH-(aq)

加入盐酸后，HCl解离出H+与OH-结合，OH-离子浓度降低，c(Mg2+)·c2 (OH-)＜Ksp(Mg(OH)2), 故Mg(OH)2能溶于稀盐酸。

加入NH4Cl溶液后, NH4+ (aq) + OH-(aq)

NH3(aq) + H2O, OH-离子浓度降低, 同样使c(Mg2+)·c2 (OH-)＜

Ksp[Mg(OH)2], 平衡右移, 故Mg(OH)2又能溶于NH4Cl溶液中。

(3) H2S(g) + 2Ac-(aq)

2HAc(aq) + S2-(aq) S2- (aq) + Zn2+(aq)

ZnS↓

在ZnSO4溶液中先加入若干NaAc，再通入H2S气体，此时溶液中的Ac-可夺取H2S中的H+，使H2S的解离度增大, 从而大大提高了溶液中的S2-浓度, 使ZnS几乎能完全沉淀出来。

12. (1) 加入磷酸，产生同离子效应，Ca3(PO4)2的溶解度减小。 (2) 加入Ca(NO3)2，产生同离子效应，Ca3(PO4)2的溶解度减小。 (3) 加入KNO3，产生盐效应，Ca3(PO4)2的溶解度增大。 13.

酸 共轭碱

H2O OH-

H3O+ H2O

CH2COO- NH3[Al(H2O)6]3+ [Al(H2O)5OH]2+

HS- S2-

NH3

NH2CH2COO-

14.解 由于c/Ka<500，不能用最简式计算。

[H3O]=

+

1.41041.4104241.41041.0103mol·L-1= 3.1×10-4 mol·L-1

2pH = 3.51

15. 解 HB与KOH反应，生成KB，由于HB过量，组成HB-KB缓冲溶液。

0.10 molL150.00 mL0.10 molL120.00 mL[HB]==0.030 mol·L-1，

100.0 mL0.10 molL120.00 mL[B]== 0.020 mol·L-1， [H3O+] = 5.6×10-6 mol·L-1

100.0 mL-

[H3O][B]5.61060.020Ka=3.7×10-6

[HB]0.03016.

0.200.05mol/L解：加入的NaOH的浓度为400.1

设原溶液中B—浓度为x,则加入0.05mol/L NaOH后： HB + OH

—

B + H2O

—

0.25-0.05 x+0.05 x=0.35mol/L

c(B)0.35pH=pKalg5.30lg5.45c(HB)0.25故原溶液

17. 在20mL0.3mol/L的NaHCO3溶液中加入0.2mol/L的Na2CO3溶液后，溶液的pH=10.00，求：加入Na2CO3溶液

的体积。已知：H2CO3的Ka1=4.46×10-7,Ka2=4.68×10-11

答案：14.04mL

18. 向0.100mol/L的FeCl2溶液中通入H2S气体至饱和，若要不生成FeS沉淀，溶液的pH最高不应超过多少？已知：Ksp,FeS=6.3×10-18，H2S的Ka1=1.07×10-7,Ka2=1.26×10-13，H2S气体的饱和溶液浓度为0.1mol/L。 答案：pH小于等于2.33

19 .(1)1.11×10-4mol/L (2)1.16×10-5mol/L (3)5.4×10-8mol/L 20.

答案：分离pH范围2.81-7.38 21.

已知：Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12，Ksp,Fe(OH)3=2.79×10-39 答案：pH=5，可除去Fe3+，不影响Mg2+

pH=10，Mg2+会有损失（徐家宁考研p170） 22.

解 AgCl开始沉淀时：

[Ag]AgCl＝

Ag2CrO4开始沉淀时：

[Ag]Ag2CrO4+

Ksp(AgCl)[Cl]1.771010-8 -1molL1＝1.8×10mol·L

0.010Ksp(Ag2CrO4)[CrO2-4]-5 -1 1.121012molL1＝1.1×10mol·L

0.010沉淀Cl-所需[Ag+]较小，AgCl沉淀先生成。当[Ag+]＝1.1×10-5 mol·L-1时，Ag2CrO4开始沉淀，此时溶液中剩余的Cl-浓度为：

[Cl-]＝

23.

解 (1)混合后溶液中，c(MgCl2)=0.10 mol·L-1，c(NH3·H2O) =0.10 mol·L-1 ∵ cKb>20Kw, c/Kb>500

∴[OH-] =Kbc(NH3)1.8100.10molL1.310molL Qc=[Mg2+][OH-]2=0.10×(1.3×10-3)2=1.7×10-7＞Ksp{Mg(OH)2}，有沉淀生成

5131Ksp(AgCl)[Ag]1.771010-5 -11＝1.6×10mol·L molL51.110(2)要使沉淀溶解，设需加入x g NH4Cl，则：

125.6110-6-1[OH]≤=7.5×10 mol·L molL2[Mg]0.10-

Ksp∴

[NH4+]=

Kb[NH3H2O]1.81050.10-11=0.24 mol·L molL6[OH]7.510