甲酸HCOOH是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐…——2023 高考化学第 13 题答案解析

2023_浙江卷

2023 浙江 第 13 题 单选题 区分题
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13. 甲酸HCOOH是重要的化工原料。工业废水中的甲酸及其盐,通过离子交换树脂(含固体活性成分$\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N }$ ,R为烷基)因静电作用被吸附回收,其回收率(被吸附在树脂上甲酸根的物质的量分数)与废水初始pH关系如图(已知甲酸 $\mathrm { K _ { a } } = 1 . 8 { \times } 1 0 ^ { - 4 } \mathrm { ) }$ ,下列说法不正确的是

A. 活性成分 $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N }$ 在水中存在平衡: $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } \mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N H } ^ { + } + \mathrm { O H } ^ { - }$
B. pH 5= 的废水中 $\mathsf { c } \left( \mathsf { H C O O } ^ { - } \right)$ $\mathsf { c } ( \mathrm { H C O O H } ) = 1 8$
C. 废水初始 $\mathrm { p H } < 2 . 4$ ,随pH下降,甲酸的电离被抑制,与 $\mathsf { R } _ { 3 } \mathrm { N H } ^ { + }$ 作用的HCOO<sup>-</sup>数目减少
D. 废水初始 $\mathrm { p H } > 5$ ,离子交换树脂活性成分主要以 $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N H } ^ { + }$ 形态存在
参考答案

D

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【答案】D

【解析】

【详解】A.由图可知, $\mathsf { R } _ { 3 } \mathrm { N }$ 溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡 $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } \mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N H } ^ { + } + \mathrm { O H } ^ { - }$ ,故A 正确;

B.由电离常数公式可知,溶液中 $\frac { \mathrm { c ( H C O O ^ { - } ) } } { \mathrm { c ( H C O O H ) } } { = } \frac { \mathrm { K _ { a } } } { \mathrm { c ( H ^ { + } ) } }$ ,当溶液pH 为5时,溶液中 $\frac { \mathrm { c } \big ( \mathrm { H C O O ^ { - } } \big ) } { \mathrm { c } ( \mathrm { H C O O H } ) } { } =$ $\frac { 1 . 8 \times 1 0 ^ { - 4 } } { 1 . 0 \times 1 0 ^ { - 5 } } { = 1 8 }$ ,故B正确;

C.由图可知,溶液pH 为2.4时,废水中的甲酸及其盐回收率最高,当溶液中pH 小于2.4时,随溶液pH下降,溶液中氢离子浓度增大,甲酸的电离被抑制,溶液中甲酸根个离子浓度减小,与 $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N H } ^ { + }$ 作用的数目减小,故C正确;

D.由图可知, $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N }$ 溶液呈碱性,溶液中存在如下平衡 $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } \mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N H } ^ { + } + \mathrm { O H } ^ { - }$ ,当废水初始pH大于5时,平衡向左移动,离子交换树脂活性成分主要以 $\mathrm { R } _ { 3 } \mathrm { N }$ 形态存在,故D 错误;故选 D。

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