【題目】I.常溫下將0.1 mol NH4Cl和0.02 mol NaOH溶于水配成1 L溶液。
(1)該溶液中存在的平衡體系有(用離子方程式表示)________
(2)此溶液中共有________ 種離子。
(3)這些離子中濃度為0.1mol/L的是___,濃度為0.02mol/L的離子是___。
(4)____和_____兩種微粒的物質(zhì)的量之和比OH-的物質(zhì)的量多0.08 mol。
II.(5)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。
①在提純時為了除去Fe2+,常加入合適氧化劑,使Fe2+氧化為Fe3+,下列物質(zhì)中最適宜采用的是________(填選項字母)
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整溶液至pH=4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,調(diào)整溶液pH可選用下列物質(zhì)中的______(填選項字母)
A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(6)在t℃時,某NaOH稀溶液中,c(H+)=10-a mol/L,c(OH-)=10-b mol/L,已知a+b=12,則:該溫度下水的離子積常數(shù)Kw=________,在該溫度下,將100 mL 0.1 mol/L的稀硫酸與100 mL 0.4 mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH=________。
【答案】H2OH++OH-、NH3·H2ONH4++OH-、NH4++H2ONH3·H2O+OH- 7 Cl- Na+ NH4+ H+ B CD 1×10-12 11
【解析】
I.將0.1molNH4Cl和0.02molNaOH溶于水配成1L溶液,反應(yīng)后生成0.02molNH3·H2O和0.02molNaCl,剩余0.08molNH4Cl;
(1)該溶液中存在水的電離平衡:H2OH++OH-、NH3·H2O的電離平衡NH3·H2ONH4++OH-、NH4+的水解平衡NH4++H2ONH3·H2O+OH-;
(2)由上述分析可知,溶液中存在H2O、NH3·H2O、Na+、Cl-、NH4+、OH-、H+共7種不同的微粒;
(3)Cl-和Na+沒有參與反應(yīng),其物質(zhì)的量不變,可計算出c(Cl-)==0.1mol/L;c(Na+)==0.02mol/L;
(4)溶液中存在的離子為Na+、Cl-、NH4+、OH-、H+,根據(jù)電荷守恒可知n(Na+)+n(NH4+)+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-),n(Na+)=0.02mol,n(Cl-)=0.1mol,所以0.02mol+n(NH4+)+n(H+)=0.1mol+n(OH-),n(NH4+)+n(H+)=0.08mol+n(OH-),所以n(NH4+)+n(H+)-n(OH-)=0.08mol;
II.(5)①加入合適氧化劑,使Fe2+氧化為Fe3+,不能引入新的雜質(zhì),A、C、D中會引入雜質(zhì),只有過氧化氫的還原產(chǎn)物為水,不引入雜質(zhì),故只有B符合;
②調(diào)整至溶液pH=4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,若要達到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的,則加入的物質(zhì)與氫離子反應(yīng)促進鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀,且不能引入雜質(zhì),則C、D均可,A、B會引入雜質(zhì),且難以控制量,不符合;
(6)溶液中的離子積Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-a×1×10-b=1×10-(a+b)=1×10-12;在該溫度下,100mL0.1mol·L-1的稀硫酸n(H+)=2×0.1L×0.1mol/L=0.02mol,100mL0.4mol.L-1的NaOH溶液n(OH-)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol,堿過量,反應(yīng)后溶液呈堿性,反應(yīng)后溶液的體積為100mL+100mL=200mL=0.2L,則反應(yīng)后c(OH-)==0.1mol/L,c(H+)==1×10-11mol/L,pH=11。
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【題目】工業(yè)上利用合成氣(CO、CO2和H2)來生產(chǎn)甲醇,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示。
化學(xué)反應(yīng) | 平衡 常數(shù) | 溫度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)△H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3 | K3 |
(1)若合成氣為H2和CO2,發(fā)生反應(yīng)III。
①由H2(g)和CO2(g)合成CH3OH(g)的△H3=___________。(用△H1、△H2表示)
②下列措施能使反應(yīng)III的平衡體系中n(CH3OH)/n(H2)增大的是___________(填字母代號)
A.將水蒸氣從體系中分離出去 B.恒壓時充入氦氣
C.升高溫度 D.恒容時再充入一定量CO2
③500℃測得反應(yīng)Ⅲ在10分鐘時,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為2mol·L-1、1.0 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.6 mol·L-1,則此時v(正)___________V(逆)(填“>”“=”或“<”)。從開始到該時刻,用H2表示反應(yīng)的平均速率為v(H2)=___________。
(2)用合成氣H2、CO和CO2生產(chǎn)甲醇。當(dāng)n(H2)/n(CO+CO2)=a時,體系中CO平衡轉(zhuǎn)化率[α(CO)]與溫度和壓強關(guān)系的一些散點如圖所示。520K壓強為P時,α(CO)處于C點,
①若保持溫度不變,增大壓強,則可能是圖中的___________點(填字母,下同)。
②若保持壓強不變,升高溫度,則可能是圖中的___________點。
(3)利用甲醇燃料電池進行電解的裝置如圖1,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極。工作一段時間后斷開K,此時AB兩極上生成等物質(zhì)的量的氣體。
①乙中B電極為___________(填“陰極”或“陽極”),該電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________;
②丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量(n)與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量[n(e-)]變化關(guān)系如圖2,則圖中c線表示的是___________(填離子符號)的變化。
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【題目】天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料,其主要成分為甲烷。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) H1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) H2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) H3
則CO2(g)+CH4(g)===2CO(g)+2H2(g)的H=____________。
(2)天然氣中的少量H2S雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。
(3)用鹽酸作甲醇燃料電池的電解質(zhì)正在成為熱點課題。甲醇可以用一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成(催化劑為Cu2O/ZnO)。已知:2CO(g) +O2(g) 2CO2(g) △H = -566 kJ mol-1
CH3OH(g)+O2(g) CO2(g) +2H2(g) △H = -182.9 kJ mol-1
則 CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) △H = ______。
若將生成的CH3OH與鹽酸、氧氣構(gòu)成燃料電池,則燃料電池的負極反應(yīng)式為__________。
(4)天然氣也可重整生產(chǎn)化工原料,最近科學(xué)家們利用天然氣無氧催化重整獲得芳香烴X。由質(zhì)譜分析得X的相對分子質(zhì)量為l06,其核磁共振氫譜如圖2所示,則X的結(jié)構(gòu)簡式為_________。
(5)科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如右圖所示人工光合系統(tǒng),利用該裝置成功地實現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。
①寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式_________。
②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量_______(選填“鹽酸”或“硫酸”)。
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【題目】已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,且原子序數(shù)依次增大,其中A原子核外有三個未成對電子;A與B可形成離子化合物B3A2;C元素是地殼中含量最高的金屬元素;D原子核外的M層中有兩對成對電子;E原子核外最外層只有1個電子,其余各層電子均充滿。請根據(jù)以上信息,回答下列問題(答題時,A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示):
(1)比E核外電子數(shù)少5的元素的原子核外電子排布式是 ,A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為 。
(2)B的氯化物的熔點遠高于C的氯化物的熔點,理由是 。
(3)A的氫化物屬于 (填“極性”或“非極性”)分子,D的低價氧化物分子的立體構(gòu)型是 。
(4)A、E形成的某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則其化學(xué)式為 (每個球均表示1個原子)。
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【題目】在四個不同的容器中進行合成氨的反應(yīng)。根據(jù)下列在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果,判斷生成氨的速率最快的是( )
A. v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1 B. v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
C. v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1 D. v(NH3)=0.3 mol·L-1·min-1
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【題目】700℃時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+ H2O(g)CO2 (g)+ H2(g)反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t2>t1):
反應(yīng)時間/min | n(CO)/mol | n(H2O)/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
下列說法正確的是( )
A. 反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為
B. 保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到達平衡時n(CO2)= 0.40mol
C. 保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20molH2O,與原平衡相比,達到新平衡時H2O轉(zhuǎn)化率增大
D. 溫度升至800℃,上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
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【題目】某同學(xué)為了探究沉淀的溶解平衡原理并測定某溫度下PbI2的溶度積常數(shù),設(shè)計了如下實驗:I、取100mL蒸餾水,加入過量的PbI2固體(黃色),攪拌、靜置,過濾到潔凈的燒杯中,得到濾液a ;II、取少量濾液a于試管中,向其中加入幾滴0.1mol/L的KI溶液,觀察現(xiàn)象 ; III、另準(zhǔn)確量取10.00 mL濾液,與離子交換樹脂(RH)發(fā)生反應(yīng):2RH+Pb2+=R2Pb+2H+,交換完成后,流出液用中和滴定法測得n (H+)=3.000×10—5mol。分析過程,下列說法錯誤的是
A.步驟I中攪拌的目的是使碘化鉛充分溶解
B.步驟II中觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生黃色沉淀
C.此實驗溫度下,PbI2的溶度積常數(shù)Ksp=1.350×10-8
D.若步驟I 盛裝濾液的燒杯中有少量的水,Ksp的測定結(jié)果不受影響
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【題目】下列屬于水解反應(yīng)的離子方程式為( )
A.碳酸鈉溶液呈堿性:CO32-+2H2OH2CO3+2OH-
B.氯化鋁溶液呈酸性:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
C.硫氫化鈉溶液呈堿性:HS-+H2OS2-+H3O+
D.H2SO3溶液呈酸性:H2SO3H++HSO
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【題目】下列說法不正確的是( )
A.對于A(s)+B(g)C(g)+D(g)的反應(yīng),加入A,v(A)變大
B.2NO2N2O4(正反應(yīng)放熱),升高溫度,v增大
C.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在密閉容器中進行,恒容充入He,化學(xué)反應(yīng)速率不變
D.100mL2mol·L-1稀鹽酸與鋅反應(yīng)時,加入少量硫酸銅固體,生成氫氣的速率加快
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