高中化学水的电离试题

NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品。请回答下列问题：
（1）NH₄Al(SO₄)₂可作净水剂，其理由是        （用离子方程式表示） 。
（2）下图是 0.1mol·L^-1电解质溶液的pH 随温度变化的图像。

其中符合0.1mol·L^-1NH₄Al(SO₄)₂的 pH随温度变化的曲线是          （填写序号），导致 pH 随温度变化的原因是          ；
（3）室温时，向100 mL 0.1 mol·L^-1 NH₄Al(SO₄)₂溶液中滴加0.1 mol·L^-1 NaOH溶液，得到溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：

①试分析图中 a、b、c、d 四个点，水的电离程度最大是         点；在 a 点，反应的离子方程式为            。
②下列对 b点时的说法正确的是         。

A．Al^3+已经完全沉淀

B．c(Na^+)＞c(SO4^2-)＞c(NH4^+)

C．Al(OH)3部分溶解

D．消耗的 NaOH 溶液体积大于300mL

(13分)世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO₂的流程如下：

已知：①NCl₃是黄色黏稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性气味，自然爆炸点为95℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定。②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
回答下列问题：
（1）电解时，发生反应的化学方程式为                     。
实验室制备气体B的化学方程式为               。
为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl₃的浓度；②                 。
（2）NCl₃与NaClO₂（亚氯酸钠）按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO₂，该反应的离子方程式为                                 。
（3）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10 mL，稀释成100 mL试样；
步骤2：量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30 min。
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－）
①上述步骤3中滴定终点的现象是                             ；
②根据上述步骤可计算出原ClO₂溶液的浓度为   g /L（用含字母的代数式表示）。

亚硝酸钠（NaNO₂）是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量，某兴趣小组进行下面实验探究，查阅资料知道：
①2NO + Na₂O₂ = 2NaNO₂
②2NO₂ + Na₂O₂ = 2NaNO₃
③酸性KMnO₄溶液可将NO₂^－氧化为NO₃^－，MnO₄^－还原成Mn²⁺。
Ⅰ.产品制备与检验：用如下装置制备NaNO₂：

（1）写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式并标出电子转移
的方向和数目                          。
（2）B装置的作用是                              。
（3）有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，为制备纯净NaNO₂应在B、C装置间增加一个装置，请在框内画出增加的装置图，并标明盛放的试剂。

（4）试设计实验检验装置C中NaNO₂的存在（写出操作、现象和结论）                。
Ⅱ.含量的测定
称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

滴定次数	1	2	3	4
KMnO4溶液体积/mL	20.60	20.02	20.00	19.98

（5）第一组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是        （双项选择）。
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗  
B．锥形瓶洗净后未干燥
C．滴定终了仰视读数                        
D．滴定终了俯视读数
（6）根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数                    。
（结果保留4位有效数字）

(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca₃(PO₄)₂等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）白磷(P₄)可由Ca₃(PO₄)₂、焦炭和SiO₂在电炉中高温(～1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)＝12CaO(s)+2P₄(s)+10CO₂(g）     ΔH₁=＋Q₁kJ·mol^-1
②CaO(s)+SiO₂(s)＝CaSiO₃(s）     ΔH₂=－Q₂ kJ·mol^-1
③CO₂ (g)＋C(s)＝2CO(g)    ΔH₃=＋Q₃kJ·mol^-1
已知：CaSiO₃的熔点(1546℃)比SiO₂低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO₂起何作用？______________________________________。
（2）白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH₂PO₂)和一种气体        (写化学式)。
（3）磷的重要化合物NaH₂PO₄可通过H₃PO₄与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH₂PO₄，通常将pH控制在                  之间 (已知磷酸的各级电离常数为：K₁ = 7.1×10⁻³  K₂ = 6.3×10⁻⁸   K₃ =4.2×10⁻¹³  lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg≈0.6) 。Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是                                           (用离子方程式表示)。
（4）白磷中毒后可用CuSO₄溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：
11P ₄+60CuSO₄+96H₂O＝20Cu₃P+24H₃PO₄+60H₂SO₄
60molCuSO₄能氧化白磷的物质的量是            。

Cl₂及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途

（1）25℃时将氯气溶于水形成氯气－氯水体系，该体系中Cl₂(aq)、HClO和ClO^－分别在三者中所占分数（α）随pH变化的关系如左上图所示。
①已知HClO的杀菌能力比ClO^－强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH＝7.5与pH＝6时杀菌效果强的是__________。
②氯气－氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为
______________________________________________________________。
（2）ClO₂是一种新的消毒剂，工业上可用Cl₂氧化NaClO₂溶液制取ClO₂，写出该反应的化学方程式____________。
（3）工业上还可用下列方法制备ClO₂，在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO₃，然后与盐酸反应得到ClO₂。电解时，NaClO₃在_____极（填阴或阳）生成，生成ClO₃^–的电极反应式为_________________________。
（4）一定条件下，在水溶液中 1 mol Cl^–、1mol ClO_x^–（x=1,2,3,4）的能量大小与化合价的关系如右上图所示
①从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是     （填离子符号）。
②B → A + D反应的热化学方程式为                     （用离子符号表示）。

雾霾含有大量的污染物SO₂、NO。工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：


（1）装置Ⅰ中的主要离子方程式为                                     。
（2）含硫各微粒(H₂SO₃、HSO₃^－和SO₃^2－)存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。

①若是0.1molNaOH反应后的溶液，测得溶液的pH＝8时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                         。
②向pH=5的NaHSO₃溶液中滴加一定浓度的CaCl₂溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：                       。
（3）写出装置Ⅱ中，酸性条件下反应的离子方程   式              ，              。
（4）装置Ⅲ还可以使Ce⁴⁺再生，其原理如图所示。①生成Ce⁴⁺从电解槽的   (填字母序号)口流出。②写出阴极的反应式                     。
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^－的浓度为a g·L^-1，要使1 m³该溶液中的NO₂^－完全转化为NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂              L。(用含a代数式表示，计算结果保留整数)

常温下，下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是
A．0.1mol·L^－1NaHCO₃溶液中的粒子浓度：c(Na⁺)>c(HCO₃^－)>c(CO₃^2－)>c(H₂CO₃)>c(OH^－)>c(H^＋)
B．将标况下2.24L的CO₂通入150mL 1mol·L^-1NaOH溶液中充分反应后的溶液：2c(Na^＋)＝3c(CO₃^2－)＋3c(HCO₃^－)＋3c(H₂CO₃)
C．pH＝3的二元弱酸H₂R溶液与pH＝11的NaOH溶液混合后，混合溶液的pH等于7，则反应后的混合液：2c(R^2－)＋c(HR^－)＞c(Na^＋)
D．0.2 mol·L^-1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L^-1NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，则反应后的混合液：c(OH^－)＋2c(A^－)＝c(H^＋)＋2c(HA)

(12分)许多尾气中含有NO_x、S0₂等造成空气污染的气体。根据要求回答下列问题：
（1）已知：N0₂(g)+CO(g)≒C0₂(g)+NO(g)。
①密闭容器中发生该反应时，c（C0₂）随温度（T）变化曲线如图所示。

据此判断，升高温度，该反应的平衡常数    (选填“增大”、“减小”、“不变”)。
②NO对臭氧层破坏的主要过程为：
  Ⅱ.NO+0₃→N0₂+0₂    Ⅲ.N0₂+O→NO+0₂
该过程中NO的作用为                   。
（2）将C0₂和H₂合成二甲醚(cH₃0CH₃)已取得了较大的进展，其化学反应为：
2C0₂(g)+6H₂(g)≒CH₃0CH₃(g)+3H₂0(g)
①1 mol二甲醚气体完全燃烧生成两种气态氧化物，放出能量q kJ，请写出该反应的热化学方程式                       ；
②二甲醚可以作为燃料电池的燃料，若用硫酸做电池中的电解质溶液，请写出该燃料电池工作时正极电极反应式                   。
（3）室温条件下，用0.10 mol·L^-1盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mo1．L^-1的NaOH溶液和氨水，下图是滴定其中一种溶液时，所得混合液的pH与加入盐酸体积的关系曲线图。

①该曲线表示滴定        (填“NaOH”或“氨水”)的过程；
②当向20.00 mLNaOH溶液中加入V mL盐酸时，所得混合溶液pH=12，则v=     。(保留2位小数)。

25 ℃时，部分物质的电离平衡常数如表所示：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO
电离平衡常数	1.7×10^－5	K1＝4.3×10^－7 K2＝5.6×10^－11	3.0×10^－8

请回答下列问题：
（1）CH₃COOH、H₂CO₃、HClO的酸性由强到弱的顺序为____________________。
（2）同浓度的CH₃COO^－、HCO₃^-、CO₃^2－、ClO^－结合H^＋的能力由强到弱的顺序为_______________________。
（3）物质的量浓度均为0.1 mol·L^－1的下列四种物质的溶液：a.Na₂CO₃，b.NaClO，c.CH₃COONa，d.NaHCO₃，pH由大到小的顺序是____________(填编号)。
（4）体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程中pH变化如图所示，

则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数；理由是_______________________。稀释后，HX溶液中由水电离出来的c(H^＋)_______(填“大于”、“等于”或“小于”)

在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
（1）一定温度下，向1 L 0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液中加入0.1 mol CH₃COONa固体，溶液中       (填“增大”、“减小”或“不变”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式                               。
（2）土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na₂CO₃含量较高时，pH可以高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因                       。加入石膏(CaSO₄·2H₂O)可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为                                。
（3）常温下向20 mL 0.1 mol·L^－1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1 mol·L^－1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO₂因逸出未画出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如下：

回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2-        (填“能”或“不能”)大量共存；
②当pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒有          、         ，溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为                            ；

12分）许多尾气中含有NO_X、SO₂等造成空气污染的气体。根据要求回答下列问题：
（1）已知：NO₂(g)+CO (g) CO₂ (g) +NO (g)。
①密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)变化曲线如图所示。据此判断，升高温度，该反应的平衡常数    （选填“增大”、“减小”“不变”）。

②NO对臭氧层破坏会起催化作用，其主要过程为：Ⅰ.O₃O＋O₂  
Ⅱ.NO＋O₃ →NO₂＋O₂
Ⅲ.                。（请写出“Ⅲ”中的化学反应方程式。)
（2）将CO₂和H₂合成二甲醚(CH₃OCH₃)已取得了较大的进展，其化学反应为：
2CO₂（g）+6H₂（g）CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
①1g二甲醚气体完全燃烧生成两种气态氧化物，放出能量q kJ，请写出该反应的热化学方程式                                          ；
②二甲醚可以作为燃料电池的燃料，若用硫酸做电池中的电解质溶液，请写出该燃料电池工作时负极电极反应式                   。
（3）室温条件下，用0.10mol·L^-1盐酸分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L^-1的NaOH溶液和氨水，下图是滴定其中一种溶液时，所得混合液的pH与加入盐酸体积的关系曲线图。

①该曲线表示滴定       （填“NaOH”或“氨水”）的过程；
②当向20.00mLNaOH溶液中加入v mL盐酸时，所得混合溶液pH=12，则v =     。（保留2位小数）

以下是对化学反应变化过程及结果的研究。按要求回答问题：
（1）已知：
甲醇脱水反应2CH₃OH(g)＝CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) △H₁＝－23.9kJ·mol^－1
甲醇制烯烃反应2CH₃OH(g)＝C₂H₄ (g)＋2H₂O(g) △H₂＝－29.1kJ·mol^－1
乙醇异构化反应C₂H₅OH(g)＝CH₃OCH₃(g))△H₃＝＋50.7kJ·mol^－1
则乙烯气相直接水合反应
C₂H₄ (g)＋H₂O(g)＝C₂H₅OH(g)的△H＝              。
（2）在25℃下，将pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，若两溶液恰好完全反应，则a+b________14(填“>”、“<”或“=”)；该温度下醋酸的电离常数K=__________(用含a、b的式子表示)。
（3）用一个离子方程式表示反应：100ml 3mol·L^-1NaOH溶液中通入标准状况下4.48LCO₂                     ；所得溶液中离子浓度大小排列顺序为：                   ；
（4）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。下图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中。

a电极电极反应式为           ；T℃下，某研究员测定NH₃·H₂O的电离常数为1.8×10^－5，NH₄⁺的水解平衡常数为1.5×10^－8（水解平衡也是一种化学平衡，其平衡常数即水解常数），则该温度下水的离子积常数为          ，请判断T      25℃（填“＞”“＜”“＝”）。

（1）一定温度下，向1 L 0．1 mol·L^－1 CH₃COOH溶液中加入0．1 mol CH₃COONa固体，则醋酸的电离平衡向________(填“正”或“逆”)向移动；溶液中的值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主要溶质微粒是NH₃·H₂O。
已知：a．常温下，醋酸和NH₃·H₂O的电离平衡常数均为1．74×10^－5；
b．CH₃COOH＋NaHCO₃CH₃COONa＋CO₂↑＋H₂O。
则CH₃COONH₄溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”，下同)，NH₄HCO₃溶液呈________性，NH₄HCO₃溶液中物质的量浓度最大的离子是________(填化学式)。
（3）99 ℃时，K_w＝1．0×10^－12，该温度下测得0．1 mol·L^－1Na₂A溶液的pH＝6。
①H₂A在水溶液中的电离方程式为_____________________________。
②该温度下，将0．01 mol·L^－1 H₂A溶液稀释到20倍后，溶液的pH＝________。
③体积相等、pH＝1的盐酸与H₂A溶液分别与足量的Zn反应，产生的氢气_____。

A．盐酸多

B．H2A多

C．一样多

D．无法确定

④将0．1 mol·L^－1 H₂A溶液与0．2 mol·L^－1氨水等体积混合，完全反应后溶液中各离子浓度从大到小的顺序为_______________________________________。

Ⅰ．通常状况下，X、Y和Z是三种气态单质。X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素(稀有气体元素除外)；Y和Z均由元素R组成，反应Y+2I^-+2H⁺====I₂+Z+H₂O常作为Y的鉴定反应。W是短周期元素，最外层电子数是最内层电子数的三倍，吸引电子对的能力比X单质的组成元素要弱。
（1） Z的化学式__________________
（2）将Y和二氧化硫分别通入品红溶液，都能使品红褪色。简述用褪色的溶液区别Y和二氧化硫的实验方法:________________________________________________________。
（3）举出实例说明X的氧化性比W单质氧化性强(仅用一个化学方程式表示):_____________。
Ⅱ．如图是0.1 mol·L^－1四种电解质溶液的pH随温度变化的图像。

（1）其中符合0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂的pH随温度变化的曲线是________(填写序号)，
（2）20 ℃时，0.1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝________。（计算精确值）
（3）室温时，向100 mL 0.1 mol·L^－1 NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol·L^－1 NaOH溶液，得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大是________点；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________

NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题：
（1）NH₄Al(SO₄)₂可作净水剂，其理由是                                      (用必要的化学用语和相关文字说明)。
（2）相同条件下，0．1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中c(NH₄⁺)     (填“等于”、“大于”或“小于”)0．1 mol·L^－1NH₄HSO₄中c(NH₄⁺)。
（3）

如图是0．1 mol·L^－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0．1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂的pH随温度变化的曲线是       (填写字母)，导致pH随温度变化的原因是                                                                 ；
②20 ℃时，0．1 mol·L^－1NH₄Al(SO₄)₂中2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝       。
（4）室温时，向100 mL 0．1 mol·L^－1NH₄HSO₄溶液中滴加0．1 mol·L^－1NaOH溶液，得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是           ；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是                             。