在工农业生产和科学研究中,许多重要的化学反应需要在水溶液中进行,试分析并回答以下问题:
(1)向体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。随加入的NaOH溶液体积的增加,溶液pH的变化如下图所示:
①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲线是__________________(填“I”或“Ⅱ”);
②实验前,上述三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是______________溶液(填化学式);
③图中V1和V2大小的比较:V1_____V2(填“>”、“<”或“=”);
④图I中M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是:
______>______>______>________(用离子的物质的量浓度符号填空)。
(2)为了研究沉淀溶解平衡,某同学查阅资料并设计了如下实验(相关数据测定温度及实验环境均为25℃):
资料:AgSCN是白色沉淀;Ksp(AgSCN)=1.0×10-12;Ksp(AgI)=8.5×10-17
①步骤2中溶液变红色,说明溶液中存在SCN-,该离子经过步骤1中的反应,在溶液中仍然存在,原因是:_____________(用必要的文字和方程式说明);
②该同学根据步骤3中现象a推知,加入的AgNO3与步骤2所得溶液发生了反应,则现象a为________(至少答出两条明显现象);
③写出步骤4中沉淀转化反应平衡常数的表达式:K=______________。
SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,它们的化学性质有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也有一定相似性。某兴趣小组用如图所示装置进行Mg与SO2反应的实验。
(1)选择制取SO2的合适试剂 (填编号)。
①浓HCl ②浓H2SO4
③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
(2)上述装置还可优化,优化的方法是 ,实验后装置C中所得溶液离子浓度关系一定正确的是(选填字母)
A.(Na+)= 2c(SO32-)+ c(HSO3-), |
B.(Na+)> c(HSO3-)> c(SO32-)> c(H+)> c(OH-), |
C.(H2SO3)+ c(H+)= c(SO32-)+ (OH-), |
D.(Na+)+ c(H+)=" 2" c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-) |
(3)甲同学推测Mg与SO2的反应与CO2相似,则该反应方程式为
乙同学的推测是:2Mg+3SO22MgSO3+S;
丙同学的推测是:3Mg+SO22MgO+MgS,
要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确,丁同学作如下实验探究:
已知:MgSO3和MgS都是微溶于水,能与盐酸发生复分解反应放出气体;
限选试剂:2mol/L HCl、2mol/L HNO3、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO4;仪器和用品自选。请填写下表中的空格:
根据上述实验探究,能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是_________________ _
(4)上述实验需要50mL,2mol/L的HCl,配制时应选用 (10 mL ,25 mL ,,50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的浓盐酸的体积。
【改编】工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下:
已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g) △H=-492.7kJ/mol
②3CO(g)+ Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g) △H=+25.2kJ/mol
反应2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g) △H=___________kJ/mol。
(2)①Al2O3,Cl2和C在氯化炉中高温下发生反应,反应方程式为_____________,当反应掉2molAl2O3时需要焦炭________g,转移______mol电子;该制备流程中可以循环使用的物质有________________;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为_______。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为 。充分反应后温度降至_____以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3。
②AlCl3溶于水后得到溶液显_______性(填“酸性、碱性”之一)为什么?_______________________,为得到AlCl3·3H2O会使用浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的 (填字母序号)。
①氧化性 ②吸水性 ③难挥发性 ④脱水性
a.只有① b.只有② c.只有②③ d.只有②③④
(3)根据二氧化碳既不能燃烧,也不能支持燃烧的性质,人们研制了泡沫灭火器,灭火器内有两个容器,分别盛放两种液体,它们是Al2(SO4)3和NaHCO3溶液,两种溶液互不接触,不发生任何化学反应。(平时千万不能碰倒泡沫灭火器)当需要泡沫灭火器时,把灭火器倒立,两种溶液混合在一起,就会产生大量的二氧化碳气体,请写出相关化学方程式:_____________________;若灭火器中盛装了153.9g的硫酸铝与足量的碳酸氢钠,试问理论上可以放出CO2____________L(标准状况下)
已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示:
化学式 |
CH3COOH |
H2CO3 |
HClO |
|
电离平衡常数 |
Ka=1.8×10-5 |
Kal=4.3×10-7 |
Ka2=5.6×10-11 |
Ka=3.0×10-8 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1mol·L-1的四种溶液;a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3
pH由小到大排列的顺序是_______________(用编号填写)。
(2)常温下,0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是 。
A.c(H+ )
B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)·c(OH-)
D.c(OH-)/c(H+)
E.c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
(3)体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示,则同温度时HX的电离平衡常数_ ____(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是_____________________。
(4)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
(5)标准状况下,将1.12L CO2通入100mL 0.75mol·L-1的NaOH溶液中,则溶液中离子的浓度由大到小的顺序
下列说法正确的是( )
A.c(H+):c(OH-)=1:10-2的溶液中K+、Ba2+、ClO-、CO32-一定能大量存在 |
B.室温下,水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中K+、Cl-、NO3-、I-一定能大量存在 |
C.相同温度下,等物质的量浓度的下列溶液:①H2CO3②Na2CO3③NaHCO3④(NH4)2CO3中c(CO32-)的大小关系为②>④>③>① |
D.往0.1mol/LCH3COOH溶液中通入少量HCl,醋酸的电离平衡向逆反应方向移动,且溶液中c(CH3COOH)/c(H+)·c(CH3COO-) 增大 |
氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 __________(填写选项编号)。
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
弱电解质 |
H2CO3 |
NH3·H2O |
电离平衡常数 |
Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 |
1.77×10-5 |
现有常温下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,
①你认为该溶液呈 性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是 。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是 。
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)
某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol·L-1的盐酸,测得溶液中的HCO3-、CO32-、AlO2-、Al3+离子的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示,则下列说法正确的是
A.原混合溶液中的CO32-与AlO2-的物质的量之比为1:2 |
B.V1:V2=l:5 |
C.M点时生成的CO2为0.05mol |
D.e曲线表示的离子方程式为: Al(OH)3+3H+= Al3++3H2O |
下列说法正确的是
A.一定温度下,10mL 0.50mol·L-1 NH4Cl溶液与20mL 0.25mol·L-1 NH4C1溶液含NH4+物质的量相同 |
B.25℃时,将a mo1·L-l氨水与0.01 moI·L-1盐酸等体积混合,反应完全时溶液中c(NH4+)=c(C1-),用含a的代数式表示反应完全时NH3·H2O的电离常数 |
C.一定温度下,已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO- +H+,加少量烧碱溶液可使溶液中值增大。 |
D.等体积、pH都为3的酸HA和HB分别与足量的锌反应,HA放出的氢气多,说明酸性:HA>HB |
常温下,在20 mL 0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol/L 盐酸40 mL,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳元素的微粒物质的量浓度的百分含量(纵轴)也发生变化(CO2因逸出未画出),如图所示。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) |
B.在A点:c(Na+)> c(CO32-)> c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+) |
C.常温下CO2饱和溶液的pH约为5.6 |
D.当加入20 mL盐酸时,混合溶液的pH约为8 |
(Ⅰ)A、B、C、D、E五种溶液分别为NaOH、NH3·H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验:
①将1LpH=3的A溶液分别与0.001mol/L xLB溶液、0.001mol/L yLD溶液充分反应至中性,x、y大小关系为:y<x;
②浓度均为0.1mol/L A和E溶液,pH:A<E
③浓度均为0.1mol/L C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。
回答下列问题:
(1)D是_____________溶液
(2)用水稀释0.1mol/LB时,溶液中随着水量的增加而减小的是_____________(填写序号)
①;②;③c(H+)和c(OH-)的乘积;④OH-的物质的量
(3)OH-浓度相同的等体积的两份溶液A和E,分别和锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是_____________(填写序号)
①反应所需要的时间E>A ②开始反应时的速率A>E
③参加反应的锌粉物质的量A=E ④反应过程的平均速率E>A
⑤A溶液里有锌粉剩余 ⑥E溶液里有锌粉剩余
(4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液,升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如图中的_____________曲线(填写序号).
(5)室温下,向0.01mol/LC溶液中滴加0.01mol/LD溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_____________.
(Ⅱ)如下图所示 ,横坐标为溶液的pH值,纵坐标为Zn2+离子或Zn(OH)42-离子物质的量浓度的对数,回答下列问题。
(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为:_______________。
(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积(Ksp)=_______________。
(3)某废液中含Zn2+离子,为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围是________________________。
已知HCO3-+AlO2-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓;将足量的KHCO3溶液不断滴入含等物质的量的KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀的物质的量与滴入的KHCO3溶液体积的关系可表示为( )
Ⅰ.CO可用于合成甲醇。在压强为0.1MPa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2,在催化剂作用下合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如下图:
(1)该反应属于 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)100℃时,该反应的平衡常数:K= (用a、b 的代数式表示)。
(3)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入a mol CO,2a mol H2,达到平衡时CO转化率 (填“增大”“不变”或“减小”)
Ⅱ.T ℃时,纯水中c(OH-)为10-6 mol·L-1,则该温度时
(1)将pH=3 的H2SO4溶液与pH=10的NaOH溶液按体积比9:2 混合,所得混合溶液的pH为 。
(2)若1体积pH1=a的某强酸溶液与10体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是 。
Ⅲ. 在25mL的氢氧化钠溶液中逐滴加入0.2 mol/ L醋酸溶液,滴定曲线如图所示。
(1)该氢氧化钠溶液浓度为________________。
(2)在B点,a_________12.5 mL(填“<”“>”或“=”)。若由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合且恰好呈中性,则混合前c(NaOH) c(CH3COOH)
(3)在D点,溶液中离子浓度大小关系为_____________________。
常温下,下列有关叙述正确的是
A.在0.1mol·L-1Na2C2O4溶液中:2c(Na+)=c(C2O42-)+c(HC2O4—)+c(H2C2O4) |
B.向10mL pH=12的NaOH溶液中滴加等体积pH=2的CH3COOH溶液:c((CH3COO—)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) |
C.浓度均为0. 1 mol·L-1的小苏打溶液与烧碱溶液等体积混合:c(Na+)+c(H+) =" 2c" (CO32-) + c(OH-) + c(HCO3-) |
D.浓度均为0. 1 mol·L-1的硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液等体积混合c(SO42-) =c(Na+)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) |
铁及其化合物有着广泛用途。
(1)将饱和三氯化铁溶液滴加至沸水中可制取氢氧化铁胶体,写出制取氢氧化铁胶体的化学方程式 。
(2)含有Cr2O72-的废水有毒,对人畜造成极大的危害,可加入一定量的硫酸亚铁和硫酸使Cr2O72-转化为Cr3+,该反应的离子方程式为 。然后再加入碱调节溶液的pH在6-8 之间,使Fe3+和Cr3+转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去。
(3)铁镍蓄电池又称爱迪生蓄电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,充电时阳极附近的pH (填:降低、升高或不变),放电时负极的电极反应式为 。
(4)氧化铁是重要的工业原料,用废铁屑制备氧化铁流程如下:
①铁屑溶于稀硫酸温度控制在50~800C的主要目的是 。
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式为 。
③FeCO3沉淀表面会吸附S042-,需要洗涤除去。
洗涤FeCO3沉淀的方法是 。
判断沉淀是否洗净的方法是 。
降低太气中CO2含量及有效开发利用CO2,是科学家研究的重要课题。
(1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.4kJ·mol-1
①某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入体积可变的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化如下表所示。
|
P1 |
P2 |
P3 |
T1 |
0.10 |
0.04 |
0.02 |
T2 |
0.20 |
0.16 |
0.05 |
T3 |
0.40 |
0.35 |
0.20 |
则Pl P3(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、Pl,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3,则K1 K3。T1、Pl时H2的平衡转化率为 。
②一定条件下,t上述反应在密闭容器中达平衡。当仅改变影响反应的一个条件,引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____ 。
A.反应物的浓度降低
B.容器内压强增大
C.正反应速率大于逆反应速率
D.化学平衡常数K增大
(2)碳酸氢钾溶液加水稀释, (填“增大”“不变”或“减小”)。用碳酸钾溶液吸收空气中CO2,当溶渡呈中性时,下列关系或说法正确的是 。
a.c(K+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
b.c(HCO)c(CO)
c.降低温度,c(H+)·c(OH-)不变
(3)向盛有FeCl3溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液,立即产生气体,溶液颜色加深,用激光笔照射能产生丁达尔效应,反应的离子方程式为 。