高中化学水的电离填空题

(10分)复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
(1)已知在常温下测得浓度均为0.1 mol·L^－1的下列6种溶液的pH(C₆H₅OH相当于一元弱酸)：

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	C6H5ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

复分解存在这样一个规律：一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应，生成较弱酸和较强酸的盐，如：2CH₃COOH＋Na₂CO₃===2CH₃COONa＋CO₂↑＋H₂O。若换个角度看，它同时揭示出另一条规律，即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较弱的物质。依照该规律，请判断下列反应不能成立的是______________(填编号)。
A．CO₂＋H₂O＋2NaClO===Na₂CO₃＋2HClO
B．CO₂＋H₂O＋NaClO===NaHCO₃＋HClO
C．CO₂＋H₂O＋C₆H₅ONa―→NaHCO₃＋C₆H₅OH
D．CO₂＋H₂O＋2C₆H₅ONa―→Na₂CO₃＋2C₆H₅OH
E．Na₂CO₃＋C₆H₅OH―→NaHCO₃＋C₆H₅ONa
F．CH₃COOH＋NaCN===CH₃COONa＋HCN
(2)根据前述信息判断，浓度均为0.05 mol·L^－1的下列六种物质的溶液中，pH最小的是________(填编号)；其pH等于________(填数值)；pH最大的是________(填编号)。
①C₆H₅OH ②CH₃COOH ③HCN ④HClO
⑤H₂SO₄⑥HClO₄
(3)一些复分解反应的发生还遵循其他的规律。下列转化都属于复分解反应：
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液
②侯氏制碱法中，向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打晶体
③蒸发KCl和NaNO₃混合溶液，首先析出NaCl晶体根据上述反应，总结出复分解反应发生的另一规律
________________________________________________________________________；
将KI溶液和AgCl固体混合搅拌，会观察到的现象是_____________________，
请写出反应的离子方程式____________________________________________________。

（1）常温下，将pH＝10和pH＝12的NaOH溶液以1∶1的体积比混合，则混合后所得溶液的pH约为________。
（2）0.2 mol·L^－1 NaHSO₄和0.1 mol·L^－1 BaCl₂溶液按等体积混合后，则溶液的pH等于________。
（3）用pH＝4和pH＝11的强酸和强碱混合，使pH＝10，则两溶液的体积比为________。

（1）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol^－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol^－1；由N₂和H₂合成1mol NH₃时可放出46.2kJ的热量。N－H键的键能是_________
（2）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放热241.8KJ。写出该反应的热化学方程式：①                       。
已知常温下NO与O₂反应生成1molNO₂的焓变为-57.07KJ，1molNO₂与H₂O反应生成HNO₃溶液和NO的焓变为-46KJ，写出NO与O₂及水生成HNO₃溶液的热化学方程式②                     。
（3）某温度下纯水中的c(H⁺) = 2×10^-7mol/L，则此时c(OH^-) =________mol/L，该纯水的pH_______（填“>7”、“<7”、“=7”）。若温度不变，滴入稀硫酸使c(H⁺) = 5×10^-6mol/L，则c(OH^-) =________mol/.
(4)纳米MgO可用于尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表：

编号	温度/K	反应时间/h	反应物物质的量配比	实验目的
①	378	3	3：1	实验②和④探究a          实验②和b  探究反应时间对产率的影响
②	378	4	4：1
③	378	3	c
④	398	4	4：1

（1）将（某一元酸）溶液与溶液等体积混合，测得混合溶液中，则此溶液中；此溶液中由水电离出的溶液中由水电离出的（填“>”、“<”或“=”）。
（2）将等体积的盐酸和醋酸，加入适量水，都升高了1，则加水后溶液体积V（醋酸）____V（盐酸）（填“>”、“<”或“=”）。
（3）常温下，某酸（A为酸根）与某碱溶液恰好完全反应生成正盐，该溶液。写出该正盐的化学式____,该盐中____离子一定能水解，其水解离子方程式为_______。

（1）某温度下，纯水中的c(H⁺)＝2.0×10^—7mol/L，此时溶液的c(OH^—)＝        mol/L；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H⁺)＝5.0×10^—4mol/L，则溶液中，由水电离产生的c(H^＋)＝        mol/L，此时温度        25℃（填“高于”、“低于”或“等于”）。
（2）某温度下的水溶液中，c(H⁺) = 10^x mol/L，c(OH^—) = 10^y mol/L，x和y的关系如图所示。计算：

①该温度下水的离子积为_____
②该温度下，0.01mol/L的NaOH溶液的pH为_______

某温度(T ℃)下的溶液中，c(H^＋)＝10^－x mol·L^－1，c(OH^－)＝10^－y mol·L^－1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：

（1）此温度下，水的离子积K_w为________，则该温度T______25(填“>”、“<”或“＝”)。
（2）在此温度下，向Ba(OH)₂溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示。

实验序号	Ba(OH)2溶液的体积/mL	盐酸的体积/mL	溶液的pH
①	22.00	0.00	8
②	22.00	18.00	7
③	22.00	22.00	6

 
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a＝________，实验②中由水电离产生的c(OH^－)＝______mol·L^－1。
（3）在此温度下，将0.1 mol·L^－1的NaHSO₄溶液与0.1 mol·L^－1的Ba(OH)₂溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：

	甲	乙	丙	丁
0.1 mol·L^－1 Ba(OH)2溶液体积/mL	10	10	10	10
0.1 mol·L^－1 NaHSO4溶液体积/mL	5	10	15	20

 
①按丁方式混合后，所得溶液显________(填“酸”、“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：________________________。
③按甲方式混合后，所得溶液的pH为__________。

室温下，用0.10mol/LKOH溶液滴定10.00mL0.10mol/LH₂C₂O₄（二元弱酸）溶液，所得滴定曲线如图（混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和）。请回答：

（1）点①所示溶液中，Kw=_____________。
（2）点②所示溶液中的电荷守恒式为_____________________。
（3）点③所示溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为___________________。
（4）点④所示溶液中的物料守恒式为0.10mol/L=___________。

化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、工业生产以及日常生活等都离不开化学。
（1）大量使用化石燃料，最直接的危害是造成大气污染，如“温室效应”、“酸雨”等都与大量使用化石燃料有关。为了防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO₂，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时，有关“固硫”(不使硫的化合物进入大气)反应的化学方程式________________________；国际上最新采用“饱和亚硫酸钠溶液吸收法”，请写出有关反应的化学方程式_______________________。

（2）氨气也是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式______________。实验室可利用如右图所示装置完成该反应，在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是____________________。
（3）三硅酸镁(Mg₂Si₂O₈·nH₂O)难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H₂SiO₃还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_______________。将0.184 g三硅酸镁加到50 mL 0.1 mo1·L^-1盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用 0.1 mo1·L^-1NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg₂Si₃O₈·nH₂O的n值为____________。(注：Mg₂Si₃O₈的摩尔质量为260 g·mol^-1)

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        。

铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛。某研究小组用粗铜（含杂质铁）制备氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）的流程如下：

已知常温下，Cu²⁺、Fe³⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：

金属离子	Fe^3+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	6.7

请回答下列问题：
（1）溶液Ⅰ中加入试剂X可以调节溶液pH，从而除去Fe³⁺且不引人杂质
①试剂X选用下列物质中的_______（填代号）。
a．NaOH   b．CuO   c．Cu    d．Cu（OH）₂
②调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是____________________________。
（2）检验溶液Ⅰ中的存在Fe³⁺实验操作是_____________________。
（3）向溶液Ⅱ中通入H₂S气体，溶液变浑浊，pH减小，用离子方程式解释其原因________________；
（4）某学习小组用碘量法测定CuCl₂•2H₂O样品的纯度（杂质不参与反应），实验如下：
a．准确称取CuCl₂•2H₂O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250mL待测溶液．（已知：2Cu²⁺+4I^-═2Cu↓+I₂）
b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用cmol•L^-1Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①实验中使用的指示剂名称为___________；
②达到滴定终点时，仰视滴定管读数将使测定结果__________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）
③该样品中的质量分数为__________（用含m，c，V的代数式表示，不用化简）。
（5）在空气中由CuCl₂•2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是________________。

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。】______                                。

(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                      

(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)。

物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。完成下列填空：

（1）图中X的水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：                   ；
（2）下列物质用于Na₂S₂O₃制备，从氧化还原反应的角度
分析，理论上有可能实现的方案是       （选填编号）。
a．Na₂S + S          b．Z + S        c．Na₂SO₃ + Y       d．NaHS + NaHSO₃
（3）请补充完整焙烧明矾的化学方程式：
___KAl(SO₄)₂·12H₂O +____S    =    ____K₂SO₄ + ____Al₂O₃    + ____SO₂↑ +
（4）研究反应Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ ="=" Na₂SO₄ + S↓ + SO₂↑+ H₂O的速率时，下列方案合理的是  （选填编号）。
a．测定一段时间内生成SO₂的体积，得出该反应的速率
b．研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响，比较反应出现浑浊的时间
c．用Na₂S₂O₃(s)分别与浓、稀硫酸反应，研究浓度对该反应速率的影响
（5）治理含CO、SO₂的烟道气，以铝钒土做催化剂，将CO、SO₂在380℃时转化为S 和一种无毒气体。已知：①硫的熔点：112.8℃、沸点：444.6℃；
②反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量。写出该治理烟道气反应的热化学方程式          。
（6）其他条件相同、催化剂不同时，上述反应中SO₂的转化率随反应温度的变化如图。不考虑催化剂价格因素，生产中选铝矾土做催化剂的主要原因是      。