【題目】已知化學平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。請回答下列問題:
(1)可逆反應:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)是煉鐵工業(yè)中的一個重要反應,其溫度與平衡常數(shù)K的關系如下表:
T(K) | 938 | 1 100 |
K | 0.68 | 0.40 |
若該反應在體積固定的密閉容器中進行,在一定條件下達到平衡狀態(tài),若升高溫度,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量______;充入氦氣,混合氣體的密度____(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1的下列五種溶液的pH如下表:
溶質(zhì) | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN |
pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 |
①用等式表示Na2CO3溶液中含有H+ 、OH- 、HCO3-、H2CO3微粒間的關系_________。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,濃度均為0.01 mol·L-1的下列四種物質(zhì)的溶液中,酸性最強的是________;將各溶液分別稀釋100倍,pH變化最小的是________(填字母)。
A.HCN B.HClO C.H2CO3 D.CH3COOH
③要增大氯水中HClO的濃度,可向氯水中加入少量的碳酸鈉溶液,反應的離子方程式為_____________________________________。
【答案】減小 增大 c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) D A 2Cl2+CO32-+H2O==CO2↑+2Cl-+2HClO
【解析】
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,K減小,說明升高溫度,化學平衡向逆反應方向移動,逆反應為吸熱反應,則該反應的正反應為放熱反應。升高溫度,平衡逆向移動,使CO含量增多,CO2含量減少,因此氣體的平均相對分子質(zhì)量會減;若充入氦氣,由于氣體總質(zhì)量增大,但氣體的體積不變,所以氣體的密度增大;
(2) ①Na2CO3是強堿弱酸鹽,水解使溶液顯堿性,根據(jù)質(zhì)子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
②弱酸的酸性越弱,其相應的酸根離子越易水解,等濃度的該酸形成的鹽溶液的堿性就越強,所以等濃度鹽溶液pH最小的物質(zhì)CH3COONa對應的酸CH3COOH的酸性最強,合理答案為:D;
根據(jù)同濃度的鈉鹽溶液的pH可知物質(zhì)的酸性:HCN<HClO<H2CO3<CH3COOH,酸越弱,在稀釋時pH變化就越小,由于HCN酸性最弱,所以HCN在稀釋時pH變化最小,故答案為:A;
③氯氣與水發(fā)生反應,產(chǎn)生鹽酸和次氯酸,反應方程式是:Cl2+H2OHClO+H++Cl-,向該氯水中加入少量碳酸鈉溶液,由于HCl>H2CO3>HClO,鹽酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳,消耗水中H+,使水溶液中c(H+)減小,該反應的平衡正向移動,最終導致氯水中HClO濃度增大,該反應的離子方程式為2Cl2+CO32-+H2O=CO2↑+2Cl-+2HClO。
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【題目】下列圖示與對應的敘述相符的是( )
A. 圖甲所示,表示強堿滴定強酸的滴定曲線
B. 圖乙所示,從能量角度考慮,金剛石比石墨穩(wěn)定
C. 圖丙所示,表示反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH<0的平衡常數(shù)K與溫度和壓強的關系
D. 圖丁所示,圖中的陰影部分面積的含義是[υ(正)-υ(逆)]
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【題目】如圖是常見四種有機物的比例模型示意圖。下列說法不正確的是( )
A. 甲不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水均褪色
B. 乙可使酸性高錳酸鉀溶液和溴水均褪色,且反應類型也相同.
C. 丙不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水反應而褪色
D. 丁能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
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【題目】為檢驗溶液中是否含有Cl-,某同學采用向溶液中先加HNO3,再加AgNO3,溶液的實驗方案,若有白色沉淀生成,則證明有Cl-。對此結(jié)論,有人提出了質(zhì)疑,設計了如下探究性實驗。
實驗一:向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液
編號 | Na2SO4溶液 | AgNO3溶液 | 現(xiàn)象 | ||
體積/mL | 濃度/(mol·L-1) | 體積/滴 | 濃度/(mol·L-1) | ||
① | 1 | l | 3 | 2 | 出現(xiàn)大量白色沉淀 |
② | 1 | 1 | 3 | 0.5 | 出現(xiàn)少量白色沉淀 |
③ | 1 | 1 | 3 | 0.1 | 有些許渾濁 |
④ | 1 | 1 | 3 | 0.0l | 無明顯變化 |
(1)實驗一中產(chǎn)生沉淀的離子方程式為______。
(2)學生設計了如下表格,對實驗一內(nèi)容進行理論計算,請幫他完成表格。(表中不要留空格)。
[25℃時Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
編號 | AgNO3濃度/(mol·L-1) | 稀釋后Ag+濃度/(mol·L-1) | 混合液中SO42-的最小理論檢出濃度/(mol·L-1) |
① | 2 | 0.2 | 0.0003 |
② | 0.5 | _______ | 0.0048 |
③ | 0.1 | 0.0l | 0.12 |
④ | _______ | 0.001 | _________ |
若向lmL某溶液中加入3滴0.1mol/LAgNO3溶液,分析上面數(shù)據(jù),判斷下列說法正確的是__ (填字母序號)。
A.混合液中c(SO42-)=0.1mol/L時不會產(chǎn)生Ag2SO4沉淀
B.混合液中c(SO42-)=1mol/L時不會產(chǎn)生Ag2SO4沉淀
C.無論SO42-濃度大小都會產(chǎn)生Ag2SO4沉淀
D.若使用0.01 mol/LAgNO3溶液,可基本排除SO42-對Cl-檢驗構(gòu)成的干擾
(3)將實驗一中編號③中的理論計算結(jié)果與現(xiàn)象對照,發(fā)現(xiàn)理論上大部分Ag+應該形成沉淀,這與“有些許渾濁”的現(xiàn)象相矛盾。為探究真相,在實驗一的基礎上繼續(xù)設計了以下實驗。
實驗二:
編號 | AgNO3溶液 濃度/(mol·L-1) | 現(xiàn)象 | 向沉淀中滴加硝酸后的現(xiàn)象 |
① | 2 | 出現(xiàn)大量白色沉淀 | 滴加稀硝酸,沉淀大量溶解;改加濃硝酸,沉淀較快消失 |
② | 0.5 | 出現(xiàn)少量白色沉淀 | 滴加稀硝酸,沉淀基本消失 |
對于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假設,請完成假設一。(已知:H2SO4=H++HSO4-、HSO4-H++SO42-;假設二可能的原因是NO3-與Ag+形成配位化合物)
假設一:_____________。
假設二:NO3-對Ag2SO4溶解起作用。
(4)從下列限選試劑中選擇適當試劑并設計實驗方案,分別驗證假設一和假設二是否成立。請寫出實驗步驟和結(jié)論。(限選試劑:Ag2SO4固體、濃HNO3、NaNO3飽和溶液、CaSO4固體)
________________
(5)通過(4)的實驗,若證實假設一成立,請用平衡理論解釋Ag2SO4溶解的原因_________
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【題目】溴酸鎘[Cd(BrO3)2]常用于生產(chǎn)顏料和熒光粉。以鎘鐵礦(成分為CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)為原料制備[Cd(BrO3)2]的流程如下:
已知:Cd(SO4)2溶于水。
(1)Cd(BrO3)2中Cd的化合價為__________
(2)酸浸時,為了提高鎘的浸取率可以采取的指施有__________(寫出兩種即可)。
(3)還原鎘時,產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,其發(fā)生反應的離于方程式為__________
(4)用H2O2溶液氧化時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________
(5)已知幾種金屬離子的氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表,調(diào)pH時,應調(diào)整的pH范為____,濾渣2的主要成分為_____(填化學式)。
(6)實際工業(yè)生產(chǎn)中,有時還采用陽離子交換樹脂法來測定沉鎘后溶液中Cd2+的含量,其原理是: Cd2++2NaR=2Na++CdR2,其中NaR為陽離子交換樹脂。常溫下,將沉鎘后的溶液(此時溶液pH=6)經(jīng)過陽離子交換樹脂后,測得溶液中的Na+比交換前增加了0.046g/L,則該條件下Cd(OH)2的Ksp值為____
(7)已知鎘鐵礦中CdO2的含量為72%,整個流程中鎘元素的損耗率為8%,則2t該鎘鐵礦可制得Cd(BrO3)2(相對分子質(zhì)量為368)_____Kg。
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【題目】“中和滴定”原理在實際生產(chǎn)生活中應用廣泛。用I2O5可定量測定CO的含量,該反應原理為5CO+I2O55CO2+I2。其實驗步驟如下:
①取250 mL(標準狀況)含有CO的某氣體樣品通過盛有足量I2O5的干燥管中在170 ℃下充分反應;
②用水一乙醇液充分溶解產(chǎn)物I2,配制100 mL溶液;
③量取步驟②中溶液25.00 mL于錐形瓶中,然后用0.01 mol·L-1的Na2S2O3標準溶液滴定。消耗標準Na2S2O3溶液的體積如表所示。
第一次 | 第二次 | 第三次 | |
滴定前讀數(shù)/mL | 2.10 | 2.50 | 1.40 |
滴定后讀數(shù)/mL | 22.00 | 22.50 | 21.50 |
(1)步驟②中配制100 mL待測溶液需要用到的玻璃儀器的名稱是燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管和____________________。
(2)Na2S2O3標準液應裝在__________(填字母)中。
(3)指示劑應選用__________,判斷達到滴定終點的現(xiàn)象是____________________________________。
(4)氣體樣品中CO的體積分數(shù)為__________(已知:氣體樣品中其他成分不與I2O5反應:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)
(5)下列操作會造成所測CO的體積分數(shù)偏大的是__________(填字母)。
a.滴定終點俯視讀數(shù)
b.錐形瓶用待測溶液潤洗
c.滴定前有氣泡,滴定后沒有氣泡
d.配制100 mL待測溶液時,有少量濺出
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【題目】FFC電解法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質(zhì),西北稀有金屬材料研究院利用此法成功電解制備鉭粉(Ta),其原理如圖所示。下列說法正確的是
A. 該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能
B. a極為電源的正極
C. Ta2O5極發(fā)生的電極反應為Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—
D. 石墨電極上生成22.4 L O2,則電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4×6.02×1023
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【題目】二碳化學的研究在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。
(1)在一定溫度和壓強下,已知:
化學鍵 | C—H | C—O | O—H | C===O | O===O | C—C |
鍵能/(kJ·mol-1) | 414 | 326 | 464 | 728 | 498 | 332 |
①CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)CH3CHO(g)+H2O(g) ΔH1=________。
②若反應2CH3CHO(g)+O2(g)2CH3COOH(g)可自發(fā)進行,則CH3CH2OH(g)+O2(g)CH3COOH(g)+H2O(g) ΔH2________(填“>”“<”或“=”)0。
(2)將一定量的CH3CH2OH和O2充入恒溫、恒壓密閉容器中,發(fā)生反應2CH3CH2OH(g)+O2(g)2CH3CHO(g)+2H2O(g)至平衡狀態(tài)。下列圖象不合理的是________(填字母)。
(3)已知:25 ℃,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5,≈1.3,lg 1.3≈0.1。
①25 ℃,0.1 mol·L-1CH3COOH溶液的pH=______;將0.1 mol·L-1CH3COOH溶液與0.1 mol·L-1的氨水等體積混合,所得溶液中離子濃度大小關系為_______________________________。
②25 ℃,0.2 mol·L-1NH4Cl溶液中NH4+水解反應的平衡常數(shù)Kh=________。(保留2位有效數(shù)字)
③25 ℃,向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固體,NH3·H2ONH4++OH-的電離平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動;請用氨水和某種銨鹽(其他試劑與用品自選),設計一個實驗證明NH3·H2O是弱電解質(zhì)____________________________________。
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【題目】中科院大連化學物理研究所的一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯,如圖所示,甲烷在催化作用下脫氫,在不同溫度下分別形成等自由基,在氣相中經(jīng)自由基:CH2偶聯(lián)反應生成乙烯(該反應過程可逆)
(1)已知相關物質(zhì)的燃燒熱如上表所示,寫出甲烷制備乙烯的熱化學方程式______________。
(2)現(xiàn)代石油化工采用Ag作催化劑,可實現(xiàn)乙烯與氧氣制備X(分子式為C2H4O,不含雙鍵)該反應符合最理想的原子經(jīng)濟,則反應產(chǎn)物是____________(填結(jié)構(gòu)簡式)。
(3)在400℃時,向初始體積為1L的恒壓密閉反應器中充入1 molCH4,發(fā)生(1)中反應,測得平衡混合氣體中C2H4的體積分數(shù)為20.0%。則:
①在該溫度下,其平衡常數(shù)K=________。
②若向該反應器中通入高溫水蒸氣(不參加反應,高于400℃),則C2H4的產(chǎn)率將_______(填“増大”“減小”“不變”或“無法確定”),理由是__________________________________。
③若反應器的體積固定,不同壓強下可得變化如下圖所示,則壓強的關系是____________。
④實際制備C2H4時,通常存在副反應2CH4(g)C2H6(g)+H2(g)。反應器和CH4起始量不変,不同溫度下C2H6和C2H4的體積分數(shù)與溫度的關系曲線如下圖所示。
I.在溫度高于600℃時,有可能得到一種較多的雙碳有機副產(chǎn)物的名稱是____________。
II.若在400℃時,C2H4、C2H6的體積分數(shù)分別為20.0%、6.0%,其余為CH4和H2,則體系中CH4的體積分數(shù)是____________。
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