【題目】按要求回答下列問題
(1)常溫下,H2SO3的電離常數(shù)Ka1=1.0×10-2、Ka2=1.0×10-7。NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh=________,其溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7;若向NaHSO3溶液中加入少量的I2(I2能氧化+4價的硫),則溶液中c(H2SO3)/c(HSO3-)將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)已知25 ℃時,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。25 ℃時,向0.01 mol·L-1的MgCl2溶液中逐滴加入濃NaOH溶液,剛好出現(xiàn)沉淀時,溶液的c(H+)為________;當(dāng)Mg2+完全沉淀時,溶液的pH為________。(忽略溶液體積變化,已知 ,lg 7.7=0.9)
(3)量取10.00 mL密度為1.13 g·mL-1的H2O2溶液至燒杯中稀釋,冷卻后轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中,加水定容,搖勻。移取配制好的過氧化氫溶液25.00 mL至錐形瓶中,加入稀H2SO4酸化,用蒸餾水稀釋,作被測試樣。用KMnO4標準溶液滴定被測試樣,重復(fù)滴定三次,平均耗用1 mol·L-1KMnO4標準溶液11.30 mL,則
①滴定到達終點的現(xiàn)象___________________________________________
②原H2O2溶液中H2O2的質(zhì)量分數(shù)為________。
【答案】1.0×10-12 < 增大 2.4×10-10 11.1 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO4標準溶液后,溶液呈淺紅色,且30秒內(nèi)不褪色 85%
【解析】
(1)NaHSO3的水解常數(shù)為Kh==,比較水解常數(shù)和二級電離常數(shù)(Ka2)大小,判斷NaHSO3溶液pH;HSO3-與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng)使溶液中c(H+)增大,由一級電離常數(shù)Ka1= c(H+) c(HSO3-)/ c(H2SO3)判斷;
(2)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-),用c(Mg2+)=0.01 mol·L-1計算剛好出現(xiàn)沉淀時,溶液的c(H+);用c(Mg2+)=1×10-5mol·L-1計算完全沉淀時溶液的pH;
(3)①滴定到達終點的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4標準溶液后,溶液呈淺紅色,且30秒內(nèi)不褪色;
②KMnO4溶液與雙氧水反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2↑,根據(jù)關(guān)系式2MnO4-~5H2O2計算的H2O2物質(zhì)的量,再計算過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)。
(1)NaHSO3的水解常數(shù)為Kh==== 1.0×10-12,由于水解常數(shù)小于二級電離常數(shù)(Ka2),所以NaHSO3在溶液中以電離為主,即溶液顯酸性,pH<7;向NaHSO3溶液中加入少量的I2,HSO3-的還原性比I-強,發(fā)生氧化還原反應(yīng)H2O+I2+HSO3-=2I-+SO42-+3H+,溶液中c(H+)增大,由Ka1=1×10-2 = c(H+) c(HSO3-)/ c(H2SO3)可知,溶液中c(H2SO3)/c(HSO3-)將增大,故答案為:1.0×10-12;<;增大;
(2)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11=c(Mg2+)·c2(OH-)=0.01·c2(OH-),則c(OH-)=4.2×10-5mol·L-1,c(H+)=Kw/c(OH-)=2.4×10-10mol·L-1,則pH=9.6,即當(dāng)pH=9.6時,開始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀。一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol·L-1時,沉淀已經(jīng)完全,故Mg2+完全沉淀時有:1×10-5·c2(OH-)=1.8×10-11,則c(OH-)=1.3×10-3mol·L-1,此時,c(H+)=7.7×10-12 mol·L-1,pH=11.1,故答案為:2.4×10-10;11.1;
(3)①用KMnO4標準溶液滴定被測試樣,滴定到達終點的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4標準溶液后,溶液呈淺紅色,且30秒內(nèi)不褪色,故答案為:當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KMnO4標準溶液后,溶液呈淺紅色,且30秒內(nèi)不褪色;
②KMnO4溶液與雙氧水反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2↑,根據(jù)化學(xué)方程式可以得到關(guān)系式:2MnO4-~5H2O2,耗用1 mol·L-1KMnO4標準溶液11.30mL,即1×11.30×10-3mol的高錳酸鉀時,所用雙氧水的物質(zhì)的量:2.5×11.30×10-3mol,則原過氧化氫的質(zhì)量為:25×11.30×10-3mol×34g/mol,過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)為:(25×11.30×10-3mol×34g/mol)÷(10.00 mL×1.13 g·mL-1)=0.85,即85%,故答案為:85%。
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【題目】微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是
A. 好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)為:NH4++2O2==NO3-+2H++H2O
B. B極電勢比A極電勢低
C. A極的電極反應(yīng)式CH3COO-+8e-+2H2O==2CO2+7H+
D. 當(dāng)電路中通過1mol電子時,理論上總共生成2.24LN2
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【題目】(1)2017年中科院某研究團隊通過設(shè)計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能符合催化劑,成功實現(xiàn)了CO2直接加氫制取辛烷值汽油,該研究成果被評價為“CO2催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的突破性進展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ/mol
C8H18 (1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH3=-5518kJ/mol
試寫出25℃、101kPa條件下,CO2與H2反應(yīng)生成汽油(以C8H18表示)的熱化學(xué)方程式________
(2)利用CO2及H2為原料,在合適的催化劑(如Cu/ZnO催化劑)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反應(yīng)有:
甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-53.7 kJ·mol-1平衡常數(shù) K1
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41.2 kJ·mol-1平衡常數(shù)K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=______(用含K1、K2的表達式表示),該反應(yīng)H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有___________(填寫兩項)。
③催化劑和反應(yīng)體系的關(guān)系就像鎖和鑰匙的關(guān)系一樣,具有高度的選擇性。下列四組實驗,控制CO2和H2初始投料比均為1:2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時間(t1min)
溫度(K) | 催化劑 | CO2轉(zhuǎn)化率(%) | 甲醇選擇性(%) | 綜合選項 |
543 | Cu/ZnO納米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO納米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO納米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO納米片材料 | 12.0 | 71.6 | D |
由表格中的數(shù)據(jù)可知,相同溫度下不同的催化劑對CO2的轉(zhuǎn)化為CH3OH的選擇性有顯著影響,根據(jù)上表所給數(shù)據(jù)結(jié)合反應(yīng)原理,所得最優(yōu)選項為___________(填字母符號)。
(3)以CO、H2為原料合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。在體積均為2L的三個恒容密閉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分別都充入1molCO和2molH2,三個容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變。圖1為三個容器中的反應(yīng)均進行到5min時H2的體積分數(shù)示意圖,其中有一個容器反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)。CO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。
①0~5 min時間內(nèi)容器Ⅱ中用CH3OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率為__________。
②三個容器中一定達到平衡狀態(tài)的是容器________(填寫容器代號)。
③工業(yè)實際合成CH3OH生產(chǎn)中,采用圖2中M點而不是N點對應(yīng)的反應(yīng)條件,運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識,同時考慮生產(chǎn)實際,說明選擇該反應(yīng)條件的理由_________________________。
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【題目】已知反應(yīng)I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH<0,下列說法正確的是( )
A.降低溫度,正向反應(yīng)速率減小倍數(shù)大于逆向反應(yīng)速率減小倍數(shù)
B.升高溫度將縮短達到平衡的時間
C.達到平衡后,保持溫度和容積不變,充入氬氣,正、逆反應(yīng)速率同等倍數(shù)增大
D.達到平衡后,保持溫度和壓強不變,充入氬氣,HI的質(zhì)量將減小
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【題目】加碘食鹽中含有碘酸鉀(KIO3),現(xiàn)以電解法制備碘酸鉀,實驗裝置如圖所示。先將一定量的碘溶于過量氫氧化鉀溶液,發(fā)生反應(yīng):3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O,將該溶液加入陽極區(qū),另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū),開始電解。下列說法中正確的是( )
A. 電解過程中OH-從a極區(qū)通過離子交換膜c進入b極區(qū)
B. 隨著電解進行,KOH溶液濃度會逐漸減小
C. a電極反應(yīng)式:I--6e-+6OH-=== IO+3H2O,a極區(qū)的KI最終轉(zhuǎn)變?yōu)镵IO3
D. 當(dāng)陽極有0.1 mol I-放電時,陰極生成6.72 L H2
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【題目】(1)二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。
①圖中用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。則陽極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為___________________________________________________________________。
②電解一段時間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL(標準狀況)時,停止電解。通過陽離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為________mol;用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因:___________________________________________________________
(2)為提高甲醇燃料的利用率,科學(xué)家發(fā)明了一種燃料電池,電池的一個電極通入空氣,另一個電極通入甲醇氣體,電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO2晶體,在高溫下它能傳導(dǎo)O2-。電池工作時正極反應(yīng)式為___________________
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【題目】已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量變化如圖所示,有關(guān)敘述中不正確的是( )
A. 氟化氫氣體分解生成氫氣和氟氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B. 1 mol H2與1 mol F2反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量小于270 kJ
C. 在相同條件下,1 mol H2與1 mol F2的能量總和大于2 mol HF氣體的能量
D. 斷裂1 mol H﹣H鍵和1 mol F﹣F 鍵吸收的能量小于形成2 mol H﹣F鍵放出的能量
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【題目】(1)已建立化學(xué)平衡的可逆反應(yīng),當(dāng)改變條件使化學(xué)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動時,下列有關(guān)敘述正確的是___________ (填序號)
①正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率
②反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率一定增大
③生成物的產(chǎn)量一定增加
④反應(yīng)物濃度一定降低
(2)下列溶液:①pH=1的鹽酸,②0.05 molL-1的鹽酸溶液 ③0.1molL-1的氯化鈉溶液 由水電離的H+濃度由大到小順序是___________(填序號)
(3)在25℃時,某稀溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=10-10molL-1. 該溶液的pH可能為_________________
(4)有等體積等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三種堿溶液,滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和,用去酸的體積分別為V1、V2、V3,則三者的大小關(guān)系正確的是______________________
(5)一定溫度下,可逆反應(yīng)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中反應(yīng),達到平衡狀態(tài)的標志是_______(填序號)
①單位時間內(nèi)生成n mol O2,同時生成2n mol NO2
②單位時間內(nèi)生成n mol O2,同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1
④混合氣體的壓強不再改變
⑤混合氣體的顏色不再改變
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【題目】元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如圖所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外層電子數(shù)之和為17。下列說法正確的是
A. 簡單離子半徑(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B. 氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:Z>Y
C. XY2和XZ4均含有非極性共價鍵
D. 標準狀況下Z的單質(zhì)狀態(tài)與Q的相同
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