2023-2025北京高三（上）期末化学汇编：水的电离和溶液的pH

第1页/共1页2023-2025北京高三（上）期末化学汇编水的电离和溶液的pH一、单选题1．（2025北京房山高三上期末）下列实验的对应操作中，不合理的是A．分离粗盐中的不溶物B．从提纯后的溶液获得晶体眼睛注视锥形瓶中溶液C．配制一定物质的量浓度的溶液D．用标准溶液滴定NaOH溶液A．A B．B C．C D．D二、解答题2．（2025北京石景山高三上期末）水是生命之源。水溶液中的离子平衡与我们的生产生活密切相关。(1)水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则100°C时水溶液的离子积为Kw=。(2)常温下向20.00mL0.100mol·L-1HX(一元酸)溶液中滴加0.100mol·L-1NaOH的pH变化如图所示。①HX的电离常数为。②B点溶液中c(X-)c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。③C点为恰好完全反应点，溶液中的离子浓度顺序为。(3)25℃时，三种酸的电离平衡常数如表：化学式CH3COOHH2CO3HF电离平衡常数1.8×10-5K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-116.0×10-4①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是(填序号)。a．

b．F−

c．CH3COO−

d．②一般来说，如果一个反应的平衡常数数值大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；平衡常数数值小于10-5，这个反应很难进行；平衡常数介于10-5~105之间的认为存在一定程度的可逆反应。请从化学反应平衡常数的角度分析CH3COOH能否与NaF反应生成HF。3．（2025北京石景山高三上期末）为探究金属铁和铝的钝化现象，某小组同学做了如下探究实验。序号实验操作及现象i将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中，铁钉表面逐渐聚集白色固体，直至无明显现象。将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊。ii将光亮的铝钉放入冷的浓硫酸中，铝钉变暗。将铝钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，无明显现象。(1)已有研究证实铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的性，是由H2SO4的(填元素符号)体现出来的。(2)为探究铁在浓硫酸中的作用与铝不同，将实验①中覆盖白色固体的铁钉用蒸馏水冲洗，向收集的冲洗液中加入，溶液无现象，再滴加几滴酸化的H2O2溶液，溶液变红，说明溶液中存在Fe2+，因此铁在浓硫酸中生成了FeSO4。(3)经检验实验i中淡黄色浑浊为硫，写出铁与浓硫酸作用的化学方程式。(4)若向FeSO4溶液中滴加未经酸化的H2O2溶液，溶液的pH值变化如图所示：已知：a．未经酸化的H2O2溶液pH值为4.4，FeSO4溶液的起始pH值为3.5；b．Fe3+沉淀的pH值范围为3.2~1.9。结合化学用语解释滴定过程中pH变小的原因。(5)探究被浓硫酸处理后的铁钉、铝钉(试剂A)与盐溶液(试剂B)的反应：序号试剂A试剂B实验现象I铁钉10mL0.1mol∙L-1CuSO4溶液很快有大量红色固体析出II铝钉10mL0.1mol∙L-1CuSO4溶液无明显现象III铝钉10mL0.1mol∙L-1CuCl2溶液短时间内有较多红色固体析出IV铝钉10mLamol∙L-1CuSO4溶液+少量b固体有红色固体析出，速率比III慢①结合上下文实验解释实验I和实验II现象不同的原因。②由实验II和实验III(填“能”或“不能”)推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，理由是。③小组同学一致认为，由实验III和实验IV可推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，则实验IV中，a处填，b处填。4．（2023北京西城高三上期末）黏土钒矿中，钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在，还包括、和铝硅酸盐()等。采用以下流程可由黏土钒矿制备、和硫酸铝铵。已知：i.有机酸性萃取剂HR的萃取原理为：

org表示有机溶液ii.酸性溶液中，HR对+4价钒萃取能力强，而对+5价钒的萃取能力较弱iii.HR能萃取而不能萃取(1)从黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有。(2)滤渣的主要成分是。(3)浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因：。(4)从平衡移动原理解释加入20%溶液的作用：。(5)和反应生成和的离子方程式是。(6)测定产品的纯度称取产品ag，先加入硫酸将转化为，加入指示剂后，用溶液滴定将转化为至终点，消耗溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则产品中的质量分数是(的摩尔质量为Mg/mol)。(7)从无机层获得的离子方程式是。(8)硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质，根据下图的溶解度曲线，进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶解、、洗涤、干燥。5．（2023北京昌平高三上期末）利用氢氧化钡沉淀-碘量法对锰酸钾和高锰酸钾共存时的离子浓度进行分别测定，方法如下。已知：①，易溶于水②③溶液中较高时，易被空气氧化④该条件下，和的还原产物都是I.取和共存液于烧杯中，加入过量溶液，产生灰绿色沉淀，过滤。II.取I中的滤液于碘量瓶中，加入溶液和浓硫酸，此时溶液颜色发生变化，盖上盖子后至黑暗处放置5分钟。III.用溶液滴定，待溶液颜色变为淡黄色时，加入淀粉指示剂，达到滴定终点时，消耗溶液。IV.另取一份相同共存液于碘量瓶中，重复II、III操作，记录消耗溶液。(1)I中灰绿色沉淀是，同时生成的另一种产物的化学式是。(2)II中反应的离子方程式是。(3)III中滴定终点时的现象是。(4)II中加入浓硫酸要适量，防止溶液中较高发生副反应：(写出反应的离子方程式)。(5)该溶液中锰酸钾的物质的量浓度为。

参考答案1．C【详解】A．分离粗盐中的不溶物可以采用过滤的操作，图示过滤操作是正确的，A正确；B．NaCl的溶解度随温度升高变化不明显，从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法，B正确；C．配制一定物质的量浓度的溶液时，玻璃棒引流底端应该在容量瓶刻度线以下；定容阶段，当液面在刻度线以下约1cm时，应改用胶头滴管滴加蒸馏水，C错误；D．用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时，眼睛应注视锥形瓶中溶液，以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点，D正确；故选C。2．(1)10-12(2)10-5=c(Na＋)>c(X-)>c(OH-)>c(H＋)(3)adcb计算反应CH3COOH+F-CH3COO-+HF的平衡常数K==3×10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF)【详解】（1）B点时，c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6mol/L，Kw=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-6×1.0×10-6=10-12；（2）①0.100mol·L-1HX起点时pH=3，c(H+)=10-3mol/L，电离出的c(X-)≈c(H+)=10-3mol/L，c(HX)=0.100mol/L-c(X-)=0.100mol/L-10-3mol/L≈0.100mol/L，Ka==；②B点时，pH=7，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)=c(Na+)；③C点恰好完全反应，pH>7，溶液呈碱性，c(H+)<c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)<c(Na+)，则溶液中离子浓度大小关系为：c(Na＋)>c(X-)>c(OH-)>c(H＋)；（3）①弱酸的电离常数越大，对应的酸酸性越强，其离子水解程度越小，结合氢离子能力越小，由电离常数大小可知，酸性HF>CH3COOH>H2CO3>，其酸根结合质子的能力由大到小的顺序为>>CH3COO−>F-，序号为：adcb；②计算反应CH3COOH+F-CH3COO-+HF的平衡常数K==3×10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF)。3．(1)氧化性硫元素或S(2)KSCN(3)3Fe+4H2SO4=3FeSO4+S↓+4H2O(4)H2O2氧化Fe2+的反应为H2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+，随着反应的进行，生成氢离子增多，因此pH下降(5)铝钉在浓硫酸中生成致密的氧化铝膜，使其钝化；而铁钉在浓硫酸中生成硫酸亚铁，对铁钉起不到保护作用不能有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率0.1NaCl【分析】铁钉放入冷的浓硫酸中生成FeSO4，将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊，淡黄色物质为S单质，Al与浓硫酸作用发生钝化，表面生成白色氧化铝，体现了浓硫酸的强氧化性。【详解】（1）铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的氧化性；由于H2SO4中S为+6价最高价的原因；（2）证明Fe2+离子，向收集的冲洗液中加入KSCN试剂，再加入酸化的H2O2，H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变红色；（3）铁与浓硫酸作用生成硫酸亚铁和S单质，根据电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式：3Fe+4H2SO4=3FeSO4+S↓+4H2O；（4）根据Fe3+沉淀的pH值和FeSO4溶液的pH值，H2O2氧化Fe2+生成Fe(OH)3沉淀，同时有H+生成，反应离子方程式为：H2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+，随着反应的进行，生成氢离子增多，因此pH下降；（5）①根据实验I和II的现象，铝钉在浓硫酸中生成致密的氧化铝膜，使其钝化，氧化铝与CuSO4溶液不反应；而铁钉在浓硫酸中生成硫酸亚铁，对铁钉起不到保护作用，能够与硫酸铜溶液反应；②根据实验II和III，钝化后的铝钉与硫酸铜溶液不反应，与CuCl2溶液反应，可能是Cl-加快金属与Cu2+的反应，也有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率；③实验III和IV对比，Cu2+浓度不变，a=0.1，加入少量的NaCl，增加了Cl-浓度，有固体析出，说明是Cl-加快了铝钉与Cu2+的反应速率，b是NaCl。4．(1)使用浓硫酸、升高温度到250℃(2)(3)将溶液中的+5价钒、Fe3+分别转化为+4价钒、Fe2+，利于+4价钒的萃取，实现钒元素和铁元素的分离(4)加入20%溶液，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，利于钒元素进入水层，与萃取剂分离(5)(6)(7)(8)降温结晶、过滤【分析】黏土钒矿加入浓硫酸、通入空气加入后水浸，二氧化硅不反应成为滤渣，浸出液加入氨水调节pH生成硫酸铝铵沉淀，滤液加入铁将三价铁转化为二价铁、并将五价钒还原为四价钒，使用HR萃取钒到有机层，有机层加入硫酸、氯酸钾将四价钒转化为五价钒，加入氨水得到，煅烧得到；水层加入氨水、空气得到氢氧化铁，煅烧得到氧化铁；【详解】（1）加快浸出速率的措施有粉碎增大接触面积、适当升高温度等；（2）由分析可知，滤渣的主要成分是；（3）酸性溶液中，HR对+4价钒萃取能力强，而对+6价钒的萃取能力较弱；HR能萃取而不能萃取；浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在，铁具有还原性，加入铁粉的原因为将三价铁转化为二价铁、并将五价钒还原为四价钒，以利于HR萃取分离铁和钒元素；（4）有机酸性萃取剂HR的萃取原理为：，加入20%溶液，氢离子浓度增大，平衡逆向移动，利于钒元素进入水层；（5）和反应生成和，离子方程式是；（6）用溶液滴定将转化为，铁元素化合价由+2变为+3，钒元素化合价由+5变为+4，根据电子守恒可知，，则产品中的质量分数是（7）无机层含有亚铁离子，加入一水合氨、氧气生成氢氧化铁沉淀，反应为；（8）由图可知，相同温度下硫酸铵溶解度更大，则进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶解、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。5．(1)BaMnO4KOH(2)(3)溶液由蓝色变为无色，且半分钟不褪色(4)(5)【分析】将KMnO4和K2MnO4共存液20mL于烧杯中，加入过量Ba(OH)2溶液，KMnO4不反应，，所以第Ⅰ步的滤液为KMnO4、KOH、Ba(OH)2，加入KI和浓硫酸，中和反应，，及，用Na2S2O3滴定时，