高中化学水的电离填空题

今年入冬以来，银川雾霾天气频繁出现，空气质量很差，严重影响市民的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM_2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM_2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM₂₅的酸碱性为          ，试样的pH=          。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：H₂(g)+ 1/2O₂(g) =H₂O(g) △H=－241.8kJ·mol^－1
C(s)+1/2O₂(g) =CO(g)△H =-110.5kJ·mol^－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：                                   。
②洗涤含SO₂的烟气，以下物质可作洗涤剂的是            。
a．Ca(OH)₂      b．Na₂CO₃       c．CaCl₂            d．NaHSO₃
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g)2NO(g) △H>0。若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，1300^oC时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^-4mol。计算该温度下的平衡常数K=      。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是         。
②目前，在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染，反应方程式为        。

T℃时，pH = 2的CH₃COOH和H₂SO₄溶液各1mL，分别加水稀释到1000 mL，其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示

（1）图中a点的值为                
（2）若对上述硫酸再稀释10000倍则溶液中n (H⁺) :n(SO₄^2-)=                
（3）在T℃时，醋酸的电离平衡常数K=1.0×10^-5， K_w=1.0×10^-13则下列反应CH₃COO^-＋H₂OCH₃COOH＋OH^-的平衡常数K=                   。
（4）在T℃时，取pH=2的硫酸溶液0.5Vml稀释到2Vml ，与0.1mol/L的NaOH溶液0.15Vml混合后稀释至10Vml，溶液的pH=           。

（1）请结合必要的方程式，尝试从微粒的电荷情况和电离平衡的移动两方面解释为什么碳酸的分步电离一步比一步困难？（请用方程式并结合必要的文字来回答该小题）
（2）某温度（t℃）时，测得0.01 mol·L^-1 NaOH溶液的pH＝13，请回答下列问题：
①该温度下水的Kw＝                    。
②此温度下，将pH＝a的NaOH溶液V_a L与pH＝b的H₂SO₄溶液V_bL混合(忽略体积变化)，若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则V_a︰V_b＝        。
（3）常温下，H₂SO₃的电离常数Ka₁＝1.2×10^－2，Ka₂＝6.3×10^－8；
H₂CO₃的电离常数Ka₁＝4.5×10^－7，Ka₂＝4.7×10^－11。某同学设计实验验证H₂SO₃酸性强于H₂CO₃：将SO₂和CO₂气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H₂SO₃酸性强于H₂CO₃。该实验设计不正确，错误在于      _____                             _____。
请设计合理实验验证H₂SO₃酸性强于H₂CO₃(简要说明实验步骤、现象和结论)，要求仪器自选。
【供选择的试剂：CO₂、SO₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂SO₃、NaHSO₃、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO₄溶液、品红溶液、pH试纸。】______                                。

(5分) 已知100℃ K_W＝10^－12，若将此温度下pH＝8的Ba(OH)₂溶液与pH＝5的稀盐酸混合，并保持100℃的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则Ba(OH)₂溶液与盐酸的体积之比为                  (写出计算过程)。

电解饱和食盐水所得溶液经多次循环使用后，ClO^－、ClO₃^-含量会增加。
已知：Ⅰ.NaHCO₃固体50℃开始分解，在溶液中分解温度更低。
Ⅱ.碱性条件下，ClO^－有强氧化性，ClO₃^-性质稳定。
Ⅲ.酸性条件下，ClO₃^-被Fe²⁺还原为Cl^－，MnO₄^-被Fe²⁺还原为Mn²⁺。
（1）氯酸盐产生的原因可表示为3ClO^－2Cl^－+ClO₃^-，该反应的平衡常数表达式为                    。
（2）测定电解盐水中ClO₃^-含量的实验如下：
步骤1：量取盐水样品V mL，调节pH至9~10，再稀释至500 mL。
步骤2：取10.00 mL稀释后的试液，滴加5%的双氧水，至不再产生气泡。
步骤3：加入饱和NaHCO₃溶液20 mL，煮沸。
步骤4：冷却，加足量稀硫酸酸化。
步骤5：加入a mol·L^-1 FeSO₄溶液V₁ mL（过量），以如图所示装置煮沸。

步骤6：冷却，用c mol·L^-1 KMnO₄标准溶液滴定至终点，消耗KMnO₄标准溶液V₂ mL。
①稀释时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、                。
②步骤2用双氧水除去盐水中残留ClO^－的离子方程式为                     ，还原剂不用Na₂SO₃的原因为                            。
③与步骤5中通N₂目的相同的实验是             （填写步骤号）。
④该盐水试样中ClO₃^-的浓度为            mol·L^-1（用含字母的代数式表示）。
⑤为提高实验结果的精确度，还需补充的实验是                     。

今有①CH₃COOH、②HCl、③H₂SO₄三种溶液，请用序号回答下列问题
（1）当它们pH相同时，其物质的量浓度由大到小排列的是             ．
（2）当它们的物质的量浓度相同时，其pH由大到小排列的是             ．
（3）中和等量的烧碱溶液，需同浓度的三种酸溶液的体积大小关系为              ．
（4）体积和浓度相同的①、②、③三溶液，分别与同浓度的烧碱溶液反应，要使反应后溶液的pH为7，所需烧碱溶液的体积由大到小关系为            ．

已知在室温的条件下，pH均为5的H₂SO₄溶液和NH₄Cl溶液，回答下列问题：
（1）两溶液中c（H⁺） • c（OH^-）=___________
（2）两溶液中由水电离出的c（H⁺）分别为：H₂SO₄溶液________；NH₄Cl溶液__________
（3）各取5mL上述溶液，分别加水稀释至50mL，pH较大的是________溶液
（4）各取5mL上述溶液，分别加热到90℃，pH较小的是________溶液
（5）取5mL NH₄Cl溶液，加水稀释至50mL，c（H⁺）           10^-6mol·L^-1（填“>”、“<”或“=”），c（NH₄⁺）／c（H⁺）         （填“增大”、“减小”或“不变”）

废旧锌锰电池回收处理，既能减少它对环境的污染，又能实现废电池的资源化利用。
（1）回收二氯化锰。将废旧锌锰电池处理，得到含MnO(OH)混合物，向该混合物加入浓盐酸并加热，试写出MnO(OH)与浓盐酸反应的化学方程式：                    。
（2）制备锰锌铁氧体。锰锌铁氧体可用作隐形飞机吸收雷达波的涂料。一种以锌锰废电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：

除汞时，铁粉的作用是______________    _（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”）；Mn_xZn_1－xFe₂O₄中Fe元素为+3价，则Mn元素的化合价为                    。
（3）在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率的影响及主要产物如下图。

据图说明pH对Hg吸收率的影响规律         ；在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是         。
（4）锰回收新方法。向含锰混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。其主要反应为：2MnO(OH)+ MnO₂+2H₂C₂O₄ +3H₂SO₄ = 3MnSO₄+ 4CO₂↑+6H₂O
①每1molMnO₂参加反应时，共有          mol电子发生转移。
②新方法的优点是       （答1点即可）。

(12分)在一定温度下，有a盐酸，b硫酸，c醋酸三种酸．（用a、b、c填空）
（1）当其物质的量浓度相同时，c（H⁺）由大到小的顺序是__________．
（2）同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是__________．
（3）当三者c（H⁺）相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为__________．
（4）当三者c（H⁺）相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________．
（5）当c（H⁺）相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H₂（相同状况），反应所需时间的长短关系是__________．
（6）将c（H⁺）相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c（H⁺）由大到小的顺序是__________．

(14分）
Ⅰ．为了除去KCl溶液中少量的Mg^2＋、SO₄^2-，可选用Ba(OH)₂、HCl和K₂CO₃三种试剂，按如下步骤操作：

（1）上述试剂中， B是                      ，
（2）操作Ⅱ的名称是                         。
（3）加过量A时发生有关反应的离子方程式为                   、                     。
Ⅱ．一份溶液中可能含有K⁺、Al³⁺、H⁺、NH₄⁺、Cl^－、Br^－、I^－、ClO^―、AlO₂^― 等离子中的若干种。为了确定溶液的组成，进行了如下操作：
（1）往该溶液中逐滴加入NaOH溶液并适当加热，产生沉淀和气体的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积关系如图所示；

则该溶液中一定存在的离子是                   ，
（2）经检测后，该溶液中含有大量的Cl^－、Br^－、I^－，若向1L该混合溶液中通入一定量的氯气，则溶液中Cl^－、Br^－、I^－与通入氯气的体积（标况下）关系如图所示，回答下列问题：

Cl2的体积（标况下）	2.8L	5.6L	11.2L
n(Cl^- )	1.25mol	1.5 mol	2 mol
n(Br^- )	1.5 mol	1.4mol	0.9 mol
n(I^- )	a mol	0	0

① 则a为                      
② 原溶液中Cl^－、Br^－、I^－的物质的量浓度之比为                      

(16分)中学化学实验，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在 25 ℃，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH<7，试纸变红色；若pH>7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H⁺浓度来测定溶液的pH。
（1）已知水中存在如下平衡H₂O  H⁺+OH^-ΔH>0。现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈中性，选择的方法是                (填字母)。

A．向水中加入NaHSO4溶液

B．向水中加入Cu(OH)2固体

C．加热水至100 ℃[其中c（H^+）=1×10^-6 mol·L^-1]

D．在水中加入H2SO4溶液

（2）现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显          色，若用pH计测定，则pH          7 (填“>”“<”或“=”)，溶液呈        性(填“酸”“碱”或“中”)。
（3）某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM_2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM_2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM_2.5的酸碱性为              ，试样的pH=             。
（4）①已知汽缸中生成NO的反应为N₂(g)+O₂(g)2NO(g)ΔH>0，汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是              。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设计下列反应除去CO：2CO(g)＝2C(s)+O₂(g)，已知该反应的ΔH>0，简述该设想能否实现的依据               。

(14分)氮元素能形成多种多样的化合物。请回答：
（1）298 K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH＝-a kJ/mol (a>0) 。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如下图。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题：

①298k时，该反应的平衡常数为               L·mol^－1（精确到0.01）；
②下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是               ；
A．混合气体的密度保持不变；
B．混合气体的颜色不再变化；
C．混合气体的气体压强保持不变
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)="0.6" mol、n(N₂O₄)=1.2mol，则此时v(正)        v(逆)（填 “>”、“<”或“=”）。
（2）常温条件下，向100 mL 0.1mol·L^－1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol·L^－1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如下图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点（该条件下硫酸第二步电离是完全的）。

①a点溶液的pH_________1(填“>”“<”或“=”)；
②b点溶液中发生水解反应的离子是____________；
③c点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为                ；
④d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d           e（填“>”、“<”或“=”）。

（1）室温下pH=9的NaOH溶液和pH=9的CH₃COONa溶液，设由水电离产生的OH^-的物质的量浓度分别为A和B，则A和B的关系为          。
（2）在纯碱溶液中滴入酚酞，溶液变红色，若在该溶液中再滴入过量的BaCl₂溶液，所观察到的现象是           ，其原因是              。
（3）对于盐A_mB_n的溶液：
①若为强酸弱碱盐，其水解的离子方程式是          ；
②若为弱酸强碱盐，其水解的离子方程式是          。
（4）已知K_SP (Ag₂CrO₄)＝1.12×10^-12，将等体积的4×10^-3mo1·L^-1的AgNO₃和4×10^-3mo1·L^–1K₂CrO₄混合，________产生Ag₂CrO₄沉淀（填“能”或“不能”）。

（一）已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：

（1）E对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为_______            _
（2）B对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V₁ L与pH＝1的稀硫酸V₂ L混合（设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH＝2，则V₁∶V₂＝___________________
（二）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N₂O₅，装置图如下。

（1）A装置是________________，B装置是____________（填“原电池”或“电解池”）。
（2）N₂O₅在电解池的______________（填“c极”或“d极”）区生成，其电极反应式为__________________
（3）A装置中通入SO₂一极的电极反应式为              
（4）若A装置中通入SO₂的速率为2．24 L·min^－1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_______________mL·min^－1。

（1）常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合c（H^＋）·c（OH^－）＝1×10^-20的溶液，其pH为____________，此时水的电离受到______________。
（2）已知：2NO₂（g）===N₂O₄（g）ΔH＝－57．20 kJ·mol^－1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO₂（g）===N₂O₄（g）达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是__________（填字母）。
A．减小NO₂的浓度      B．降低温度
C．增加NO₂的浓度      D．升高温度
（3）在某温度下，H₂O的离子积常数为1×10^-13 mol²·L^-2，则该温度下：
①0．01 mol·L^-1NaOH溶液的pH＝_____________；
②100 mL 0．1 mol·L^-1H₂SO₄溶液与100 mL 0．4 mol·L^-1的KOH溶液混合后，pH＝___________。
（4）已知一溶液有4种离子：X^＋、Y^－、H^＋、OH^－，下列分析结果肯定错误的是______________。
A．c（Y^－）>c（X^＋）>c（H^＋）>c（OH^－）     B．c（X^＋）＞c（Y^－）＞c（OH^－）＞c（H^＋）
C．c（H^＋）＞c（Y^－）＞c（X^＋）＞c（OH^－）   D．c（OH^－）＞c（X^＋）＞c（H^＋）＞c（Y^－）
（5）在25 ℃下，将a mol·L^-1的氨水与0．01 mol·L^-1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c（NH₄⁺）＝c（Cl^－）。则溶液显___________（填“酸”“碱”或“中”）性；用含a的代数式表示NH₃·H₂O的电离常数K_b＝________________。
（6）水溶液中的行为是中学化学的重要内容。已知下列物质的电离常数值（25 ℃）：
HClO：K_a＝3×10^-8  HCN：K_a＝4．9×10^-10   H₂CO₃：K_a1＝4．3×10^-7   K_a2＝5．6×10^-11
84消毒液中通入少量的CO₂，该反应的化学方程式为_____________________。