X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种。下表是常温下浓度均为0.01 mol·L-1的X、Y、Z、W溶液的pH。
0.01 mol·L-1的溶液 |
X |
Y |
Z |
W |
pH |
12 |
2 |
8.5 |
4.5 |
(1)X、W的化学式分别为________、________。
(2)W在溶液中的电离方程式为__________________________。
(3)25 ℃时,Z溶液的pH>7的原因是___________________(用离子方程式表示)。
(4)将X、Y、Z各1 mol同时溶于水中制得混合溶液,则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为_______________________________。
(5)Z溶液与W溶液混合加热,可产生一种无色无味的单质气体,该反应的化学方程式为________________。
醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料,醋酸钠是其常见的盐。
(1)醋酸钠溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________。
(2)对于醋酸溶液和醋酸钠溶液的下列说法正确的是______________(填字母,下同)。
A.稀释醋酸溶液,醋酸的电离程度增大,而稀释醋酸钠溶液则醋酸钠的水解程度减小 |
B.升高温度可以促进醋酸电离,而升高温度会抑制醋酸钠水解 |
C.醋酸和醋酸钠的混合液中,醋酸抑制醋酸钠的水解、醋酸钠也抑制醋酸的电离 |
D.醋酸和醋酸钠的混合液中,醋酸促进醋酸钠的水解、醋酸钠也促进醋酸的电离 |
(3)物质的量浓度均为 0.1 mol/L 的 CH3COONa 溶液和 CH3COOH 溶液等体积混合(混合前后溶液体积变化忽略不计),混合液中的下列关系式正确的是______________
医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0~8.5,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是_________________。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止Ca2+在蒸发时水解;③________________________。
(3)测定样品中Cl-含量的方法是:A. 称取0.750 0 g样品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;B. 量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;C. 用0.050 00 mol· L-1 AgNO3
溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有_______________________________。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为________________。
③若用上述办法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因是___________________;____________________。
在T ℃条件下,向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g)aZ(g)+W(g) ΔH=- Q kJ·mol-1(Q>0)。当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则:
(1)化学计量数a的值为____________。
(2)写出该反应的平衡常数表达式K=____________(a必须用具体的值表示)。
(3)下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是______________________。
A. 容器内压强一定
B. 容器内气体的密度一定
C. 容器内Z分子数一定
D. 容器内气体的质量一定
(4)X的转化率α=________,Y的平衡浓度为__________mol·L-1(均用含Q、Q1的代数式表示);
(5)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是_________(稀有气体不参与反应)。
A. 2 mol X,1 mol Y,1 mol Ar
B. a mol Z,1 mol W
C. 1 mol X,0.5 mol Y,0.5 mol Z,0.5 mol W
D. 2 mol X,1 mol Y,1 mol Z
已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-H++A2-。回答以下问题:
(1)NaHA溶液_______(填“显酸性”“显碱性”“显中性”或“酸碱性无法确定”),原因是________________________________。
(2)某温度下,向0.1 mol·L-1的NaHA溶液中滴入0.1 mol·L-1KOH溶液至中性,此时溶液中以下关系一定正确的是__________(填字母)。
A. c(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
B. c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)
C. c(Na+)>c(K+)
D. c(Na+)+c(K+)="0.05" mol·L-1
(3)已知常温下H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH>0。
①温度升高时,Ksp_________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
②滴加少量浓盐酸,c(Ca2+)_________,原因是_________________ (用文字和离子方程式说明)。
(4)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式:_________________________________。
自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1 km,压强增大约25 000~30 000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g) ΔH=-148.9 kJ·mol-1
根据题意完成下列填空:
(1)在地壳深处容易有________气体逸出,在地壳浅处容易有________沉积。
(2)如果上述反应的平衡常数K值变大,该反应________(选填编号)。
a.一定向正反应方向移动
b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,________(选填编号)。
a.2v正(HF)=v逆(H2O)
b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2的质量保持不变
d.反应物不再转化为生成物
(4)若反应的容器容积为2.0 L,反应时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g·L-1,在这段时间内HF的平均反应速率为________。
现有浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠、④氯化铵、⑤醋酸铵、⑥硫酸氢铵、⑦氨水。
(1)①、②、③、④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是________(填序号);
(2)④、⑤、⑥、⑦五种溶液中NH4+浓度由大到小的顺序是________(填序号);
(3)将③和④按体积比1∶2混合后显碱性,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是________。
(4)已知t ℃,Kw=1×10-13,则t ℃________25 ℃(填“>”或“<”或“=”)。在t ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a∶b=________________。
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)△H>0 (I)
反应(I)的平衡常数表达式K= 。若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为 。
(2)如图所示,反应(I)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是 。
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为 ,滴定反应的离子方程式为 。
(4)25℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh= mol/L。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H2SO3)/(HSO3-)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为 (填名称)而除去。
(2)①中加入的试剂应选择 为宜。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的化学方程式为 。
(4)下列关于方案③相关的叙述中不正确的是 (填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
C.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+能大量存在
甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料.已知:
CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(g)ΔH1=-443.64 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-566.0 kJ/mol
(1)试写出CH3OH(l)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式_________________。
(2)科研人员新近开发出一种由强碱作电解质溶液的新型甲醇手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电,据此回答:甲醇在________极反应。
(3)利用电池可实现电能向化学能的转化。某同学设计了一种用电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色.下列说法中不正确的是________(填序号)。
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解质溶液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是2H++2e-===H2↑
将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g); C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-393.5 kJ/mol
H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-242.0 kJ/mol
CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-283.0 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式____________________。
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比 1mol C(s)完全燃烧放出的热量多.甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律作出如下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”),判断的依据是________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点:
____________________、____________________。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料.CO和H2在一定条件下可以合成: ①甲醇(CH4O) ②甲醛(CH2O) ③甲酸(CH2O2) ④乙酸(C2H4O2).试分析当CO和H2按1:1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
利用芳香烃X和链烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD,已知G不能发生银镜反应,BAD结构简式为:
BAD的合成路线如下:
试完成下列问题:
(1)写出结构简式:Y________,D________。
(2)属于取代反应的有___________(填数字序号)。
(3)1 mol BAD最多可与含________mol NaOH的溶液完全反应。
(4)写出方程式:反应④___________________。
B+G―→H________________________。
葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
CH2OH(CHOH)4CHO+Br2+H2O → C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3 → Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)+H2O+CO2↑
相关物质的溶解性见下表:
物质名称 |
葡萄糖酸钙 |
葡萄糖酸 |
溴化钙 |
氯化钙 |
水中的溶解性 |
可溶于冷水易溶于热水 |
可溶 |
易溶 |
易溶 |
乙醇中的溶解性 |
微溶 |
微溶 |
可溶 |
可溶 |
实验流程如下:
请回答下列问题:
(1)第 ① 步中溴水氧化葡萄糖时,下列装置最合适的是_________(填序号)。
(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余,其目的是____________________。
(3)本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3,理由是__________________________。
(4)第③步需趁热过滤,其原因是_______________________________。
(5)葡萄糖溶液与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为__________________。
松油醇是一种调香香精,它是α、β、γ三种同分异构体组成的混合物,可由松节油分馏产品A(下式中18是为区分两个羟基而人为加上去的)经下列反应制得:
(1)A的分子式为__________________。
(2)γ松油醇的结构简式为_________________。
(3)α松油醇能发生的反应类型是________________(填代号)。
a.加成反应 b.水解反应 c.氧化反应 d.消去反应 e.取代反应
(4)在许多香料中松油醇还有少量以酯的形式出现,写出CH3COOH和α松油醇反应的化学方程式___________________________。
某小组同学利用下图装置(夹持仪器已省略)制备溴苯,并探究该反应原理。
I.制备溴苯
(1)装置中长导管a的作用是 、导出气体。
(2)本实验所获得的溴苯为褐色,是因为 。
II.分离提纯
已知,溴苯与苯互溶,液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。同学们设计了如下流程:
(3)操作Ⅱ为 。
(4)流程②和④中,需要用到的玻璃仪器是烧杯、 ;流程③的现象为 ,流程④的作用是 。
III.探究原理
(5)反应结束后,某同学取少量锥形瓶中的液体于试管中,再滴入几滴AgNO3溶液,出现浅黄色浑浊,从而判断反应一定生成了HBr。你认为该同学的判断 (填“合理”、“不合理”)。
(6)为探究锥形瓶中溶液的离子,请完成下表探究实验方案(限选试剂:镁粉、四氯化碳、氯水、溴水、蒸馏水)
实验步骤 |
预期现象 |
结论 |
1.将锥形瓶中的液体转入分液漏斗,加足量 ① ,振荡后分液。分别取少量 ② 层溶液于试管A、B中 |
|
|
2.向试管A中加入少量③和四氯化碳,振荡后静置; |
溶液分层,下层显 ④ 色 |
锥形瓶中液体含大量Br- |
3.向试管B中加入 ⑤ 。 |
有汽泡生成 |
锥形瓶中液体含大量 ⑥ |
根据上述结论推断,制备溴苯的反应属于 反应,其反应方程式为 。