【題目】某溫度(T℃)時,水的離子積為Kw=1×10-13。若將此溫度下pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合(設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計),試通過計算填寫以下不同情況時兩種溶液的體積比。
(1)若所得混合溶液為中性,則a∶b=__;此溶液中各離子的濃度由大到小的排列順序是_____。
(2)若所得混合溶液的pH=2,則a∶b=____;此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是______。
【答案】10∶1 c(Na+)>c(SO42—)>c(H+)=c(OH-) 9∶2 c(H+)>c(SO42—)>c(Na+)>c(OH-)
【解析】
若將此溫度(T℃)下,pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合,此時NaOH溶液中,c(H+)=10-11 mol/L ,c(OH-)=mol/L=0.01mol/L,c(Na+)=0.01mol/L,稀硫酸溶液中c(H+)=0.1mol/L,c(SO42-)=0.05 mol/L;
(1)若所得混合液為中性,則有n(OH-)= n(H+),即0.01a=0.1b,a:b=10:1,混合溶液呈中性,則c(OH-)= c(H+),根據(jù)電荷守恒得c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+2 c(SO42-) ,則c(Na+)>c(SO42-),該溶液為鹽溶液,硫酸根離子濃度大于氫離子濃度,所以離子濃度大小順序是:c(Na+)>c(SO42—)>c(H+)=c(OH-),
故答案為:10:1; c(Na+)>c(SO42—)>c(H+)=c(OH-);
②若所得混合液的pH=2,c(H+)=0.01 mol/L,硫酸過量,則有=0.01,解得:a:b=9:2;溶液呈酸性,則:c(H+)>c(OH),溶液中氫離子濃度為0.01mol/L,硫酸根離子濃度為:mol/L=0.009mol/L,所以氫離子濃度大于硫酸根離子濃度,根據(jù)物料守恒知,c(SO42—)> c(Na+),氫氧根離子來自于水,濃度最小,此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是c(H+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(OH-);
故答案為:9:2;c(H+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(OH-)。
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【題目】下列離子方程式的書寫正確的是( 。
A. H2SO4溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng):Ba2++OH﹣+H++→BaSO4↓+H2O
B. 將Na投入到CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu↓
C. 大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO﹣+CO2↑+H2O
D. 將Cl2通入水中:Cl2+H2O===2H++Cl﹣+ClO﹣
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【題目】下面是某科研小組利用廢鐵屑還原浸出軟錳礦(主要成分為MnO2)制備硫酸錳及電解其溶液制錳的工藝流程圖:
已知:①浸出液中主要含有Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+等雜質(zhì)金屬離子;
②生成氫氧化物的pH見下表:
物質(zhì) | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 |
開始沉淀的pH | 7.5 | 2.7 | 7.7 | 7.6 | 8.3 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 3.7 | 8.4 | 8.2 | 9.8 |
請回答下列問題:
(1)“酸浸”前將原料粉碎的目的是____。
(2)流程圖中“①加入MnO2”的作用____,MnO2還可以用其他試劑____(填化學(xué)式)代替。
(3)流程圖中“②調(diào)節(jié)pH”可以除去某種金屬離子,應(yīng)將溶液pH調(diào)節(jié)控制的范圍是___~7.6。上述流程中,能循環(huán)使用的一種物質(zhì)是___(填化學(xué)式)。
(4)向濾液Ⅰ中加入MnS的作用是除去Co2+、Ni2+等離子,其中可以發(fā)生反應(yīng)為MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)等。當(dāng)該反應(yīng)完全后,濾液2中的Mn2+與Ni2+的物質(zhì)的量濃度之比是___[已知Ksp(MnS)=2.8×10-10,Ksp(NiS)=2.0×10-21]。
(5)在適當(dāng)條件下,在MnSO4、H2SO4和H2O為體系的電解液中電解也可獲得MnO2,其陽極電極反應(yīng)式為____。
(6)層狀鎳鈷錳三元材料可作為鋰離子電池正極材料,其化學(xué)式為LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合價分別為+2、+3、+4。當(dāng)x=y=時,z=___。
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【題目】CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體,中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2的綜合利用是解決溫室問題的有效途徑。
(1)研究表明CO2和H2在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH。己知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CH3OH(g)+ 3/2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) ΔH1=a kJ·mol1
H2(g)+1/2O2(g) =H2O(1) ΔH2=b kJ·mol1
H2O(g) = H2O(l) ΔH3=c kJ·mol1
則 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______kJ·mol1
(2)為研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化,讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH,反應(yīng)達平衡后,測得壓強、溫度對CO的體積分數(shù)(φ(CO)%)的影響如圖所示。
回答下列問題:
①壓強p1、p2、p3的大小關(guān)系是______;Ka 、 Kb 、 Kc 為a、b、c三點對應(yīng)的平衡常數(shù),則其大小關(guān)系是______。
②900℃、1.0 MPa時,足量碳與a molCO2反應(yīng)達平衡后,CO2的轉(zhuǎn)化率為________ (保留三位有效數(shù)字),該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
(3)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4 為催化劑,可以將CO2 和CH4 直接轉(zhuǎn)化成乙酸,CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250~300 ℃時,乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。
(4)以鉛蓄電池為電源可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯,其原理如圖所示,電解所用電極材料均為惰性電極。陰極上的電極反應(yīng)式為__________;每生成0.5mol乙烯,理論上需消耗鉛蓄電池中_____mol硫酸。
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【題目】某學(xué)生對Na2SO3與AgNO3在不同pH下的反應(yīng)進行探究。
(1)測得Na2SO3溶液pH=10,AgNO3溶液pH=5,原因是(用離子方程式表示):___。
(2)調(diào)節(jié)pH,實驗記錄如下:
實驗序號 | pH | 實驗現(xiàn)象 |
a | 10 | 產(chǎn)生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清 |
b | 6 | 產(chǎn)生白色沉淀,一段時間后,沉淀未溶解 |
c | 2 | 產(chǎn)生大量白色沉淀,一段時間后,產(chǎn)生海綿狀棕黑色物質(zhì)X |
查閱資料得知:
ⅰ.Ag2SO3:白色,難溶于水,溶于過量的Na2SO3溶液。
ⅱ.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反應(yīng)。
該學(xué)生對產(chǎn)生的白色沉淀提出了兩種假設(shè):
①白色沉淀為Ag2SO3。
②白色沉淀為Ag2SO4,推測的依據(jù)是___。
(3)取b、c中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。該同學(xué)設(shè)計實驗確認了白色沉淀不是Ag2SO4。實驗方法是:另取Ag2SO4固體置于__溶液中,未溶解。
(4)將c中X濾出、洗凈,為確認其組成,實驗如下:
Ⅰ.向X中滴加稀鹽酸,無明顯變化。
Ⅱ.向X中加入過量濃HNO3,產(chǎn)生紅棕色氣體。
Ⅲ.分別用Ba(NO3)2、BaCl2溶液檢驗Ⅱ中反應(yīng)后的溶液,前者無明顯變化,后者產(chǎn)生白色沉淀。
①實驗Ⅰ的目的是___。
②根據(jù)實驗現(xiàn)象分析,X的成分是___。
③Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。
(5)該同學(xué)綜合以上實驗,分析產(chǎn)生X的原因:隨著酸性的增強,體系的還原性增強。
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【題目】下列說法正確的是( )
A.23gNO2與足量水反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為6.02×1023
B.標準狀況下,22.4L15NH3含有的質(zhì)子數(shù)約為6.02×1024
C.常溫下,1L0.1mo1L-1NH4NO3溶液中含有的NH4+數(shù)約為6.02×1022
D.密閉容器中,1molNO與0.5molO2充分反應(yīng)后,容器中分子數(shù)約為6.02×1023
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【題目】有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。C是海水中最多的鹽,D是常見的無色液體。E和G為無色氣體,其中E能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。B、C、I、J的焰色反應(yīng)為黃色,其中I可用于制發(fā)酵粉或治療胃酸過多。
⑴F的化學(xué)式為______。E的電子式為______。
⑵寫出反應(yīng)①的離子方程式:______。
⑶寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式:______。
⑷寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:______。
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【題目】用下列裝置驗證SO2的某些性質(zhì)(加熱及夾持裝置略去)。
(1)裝有濃硫酸的儀器名稱是____________。
(2)銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
(3)能驗證SO2具有氧化性的實驗現(xiàn)象是_____________________________。
(4)裝有BaCl2溶液的試管中無任何現(xiàn)象,將其分成兩份,分別滴加氨水和氯水,均產(chǎn)生白色沉淀,沉淀的化學(xué)式分別是______,_____。
(5)寫出SO2顯示還原性并生成白色沉淀的總的離子方程式____________________________。
(6)能驗證SO2具有酸性氧化物的通性的實驗現(xiàn)象_____。若通入過量的SO2,則其總反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式是_________。
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【題目】硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含 Mg2B2O5·H 2O、SiO2 及少量 Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:
已 知 :H3BO3+H2O H++B(OH),Ka = 5.81×10 10
(1)“吸收”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。
(2)“濾渣 1”的主要成分有_____。
(3)為檢驗“過濾 1”后的濾液中是否含有 Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是____________________________。
(4)在“過濾 2”前,將溶液 pH 調(diào)節(jié)至 3.5,目的是_____。
(5)在“沉鎂”中生成 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀的離子方程式為________________________________________________。
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