11.水溶液中的离子平衡

1.D因为Ka1(H2C2O4)≈6×10-2Ka(HF)=3.5×10-4Ka2(H2C2O4)≈6×10-5,根据强酸制备弱酸原理,向5mL0.1000mol·L-1NaF溶液中,滴加5滴0.1000mol·L-1H2C2O4溶液后,实验①可以发生反应NaF+H2C2O4===HF+NaHC2O4,故A错误;向

0.1000mol·L-1NaHC2O4溶液中,滴加NaOH溶液至pH=5,Ka2(H2C2O4)≈6×10-5

=c(C2O42-)c(HC2O4-)=6×10-5c(H+)=6×10-510-5=6,实验②所得溶液中:c(C2O42-)c(HC2O4-),故B错误;向0.1000mol·L-1H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液至c(H+)=6×10-3.5mol·L-1,根据Ka1(H2C2O4)·Ka2(H2C2O4)=c2(H+)·c(C2O42-)c(H2C2O4)≈3.6×10-6可知,c(C2O42-)c(H2C2O4)=3.6×10-6c2

2.C由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=

10-2.5×10-12×3=10-38.5,故A错误;由点(5,6)可知,此时pH=5,pOH=9,则Ksp[Al(OH)3]

=c(Al3+)·c3(OH-)=10-6×10-9×3=10-33,pH=4时Al(OH)3的溶解度为10-

=10-3mol·L-1,故B错误;由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Al3+和Fe3+,故C正确;由图可知,Al3+沉淀完全时,c(Al3+)≤10-5mol·L-1,pM≥5,此时pH约为4.7,在此pH下Cu2+刚开始沉淀的浓度为0.1mol·L-1,而题中c(Cu2+)=0.2mol·L-10.1mol·L-1,则Al3+、Cu2+会同时沉淀,故D错误。

3.C由图中信息可知,pH约为9时,上层清液中铜元素的含量最低,此时反应为Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,随着pH增大,溶液中c(OH-)增大,在bc段NH4+与OH-反应生成NH3·H2O,使得c(NH3)增大,发生反应为Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]

+2OH-,使清液中的铜元素含量升高;在cd段,随着c(OH-)增大,反应Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-的平衡逆向移动,则清液中的铜元素含量又逐渐降低,当c(OH-)增大到一定值时,可能发生反应Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-,清液中的铜元素浓度又可能升高。由题干图示信息可知,b点对应的溶液中pH约为9时,上层清液中铜元素的含量最低,故处理工业废水中的Cu2+最佳点应选择b点,A错误;由图可知,b点对应的反应为Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,随着pH增大,溶液中c(OH-)增大,在bc段NH4+与OH-反应生成NH3·H2O,使得c(NH3)增大,发生反应为Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,平衡正向移动,使清液中的铜元素含量即[Cu(NH3)4]2+的量增加,而不是Cu2+的量增加,B错误;cd段溶液的碱性较强,上层清液中铜元素的含量随pH增大而减小,则反应Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++

2OH-的平衡逆向移动,再次生成Cu(OH)2沉淀,C正确;d点以后,随c(OH-)增加,可能发生反应Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-,则上层清液中铜元素的含量可能上升,D错误。

4.BpOH=-lgc(OH-),因此溶液碱性越强,pOH越小,纵坐标从上至下溶液碱性逐渐增强,向XH2Cl2溶液中加入固体NaOH,利用碱性强的制取碱性弱的,即XH22+的浓度随着氢氧化钠物质的量增大而减小,XH+

,

推出①代表XH22+,②代表XH+,③代表X。乙二胺第一步电离平衡常数Kb1=c(XH+)·c(OH-)c(X),c(XH+)=c(X)时,溶液pOH=4.1,Kb1=c(OH-)=10-4.1,数量级是10-5,故A错误;根据电荷守恒,有2c(XH22+)+c(XH+)+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),因a点c(XH22+)=c(XH+),推出3c(XH22+)+c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),即3c(XH22+)+c(H+)c(OH-)+c(Cl-),故B正确;X的第二步电离XH++H2OXH22++OH-,电离平衡常数Kb2=c(OH-)c(XH22+)c(XH+),电离平衡常数只受温度的影响,利用a点进行