2022-2023学年中国人民大学附属中学高二上学期限时练习2(12月考题)化学试题含解析
展开 中国人民大学附属中学2022-2023学年高二上学期
限时练习 2(12月考题)化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.2022年3月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是
A.醋酸钠是强电解质
B.醋酸钠晶体与冰中都含离子键
C.常温下,醋酸钠溶液的pH>7
D.该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
【答案】B
【详解】A.醋酸钠属于钠盐,在水中能完全电离,属于强电解质,故A正确;
B.醋酸钠属于离子化合物,含有离子间,其晶体中也含有离子键;冰是固态水,属于共价化合物,不含离子键,故B错误;
C.醋酸属于弱酸,醋酸钠属于强碱弱酸盐,常温下,在水溶液中水解显碱性,故C正确;
D.过饱和溶液是指在一定温度、压力下,当溶液中溶质的浓度已超过常规条件下溶质的溶解度,而溶质仍未析出的溶液。过饱和溶液不稳定,搅拌溶液、或者往溶液里投入固体,溶液里的过量溶质就会马上结晶析出,故D正确;
故选B。
2.下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7的溶液 B.非电解质溶于水形成的溶液
C.C(H+)=C(OH-)=10-6 mol/L的溶液 D.酸和碱恰好完全反应生成的正盐溶液
【答案】C
【详解】溶液呈中性,即c(H+)=c(OH—),C正确;
A. 在常温下,pH=7的溶液为中性,纯水升高温度pH小于7但仍然为中性,A错误;
B. 非电解质溶于水形成的溶液不一定呈中性,如酸性氧化物、碱性氧化物溶于水后分别呈酸性、碱性,B错误;
D. 酸和碱恰好完全反应生成正盐,要考虑盐类的水解,若该为强碱弱酸盐,溶液呈碱性;D错误。
3.下列实验事实或数据可以说明次氯酸为弱电解质的是
A.次氯酸具有漂白性
B.25℃时,次氯酸的水溶液的pH<7
C.用HClO溶液做导电实验时,灯泡很暗
D.0.001的HClO溶液的pH=5.6
【答案】D
【详解】A.次氯酸具有漂白性,是因为其具有强氧化性,且自身无色,与酸性无关,故A不选;
B.次氯酸为酸,在水溶液中能电离出氢离子,呈酸性,25℃时,次氯酸的水溶液的pH<7,故B不选;
C.溶液的导电性与溶液中自由离子的浓度有关,用HClO溶液做导电实验时,灯泡很暗,没有对比,可能是次氯酸浓度低,不能说明其为弱酸,故C不选;
D.若次氯酸为强酸,则0.001的HClO溶液pH为3,0.001的HClO溶液的pH=5.6>3,说明其未完全电离,存在电离平衡,属于弱酸,故D选;
故选D。
4.化学在日常生活和生产中有着重要的应用。下列说法不正确的是
A.明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.将饱和溶液滴入沸水中可制备胶体,利用的是盐类水解原理
C.纯碱溶液呈碱性的原因是,热碱液去油污更好
D.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为溶液中的发生水解
【答案】D
【详解】A.胶体具有吸附性,明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化,故A正确;
B.将饱和溶液滴入沸水中可制备胶体,其反应为,故B正确;
C.纯碱为碳酸钠,其水溶液呈碱性的原因是,水解为吸热反应,加热水解程度增大,溶液中氢氧根离子浓度增大,除去油污效果更好,故C正确;
D.水解与类似,水解呈碱性,,溶液pH增大,某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,pH变小,是因为溶液中二氧化硫溶于水形成亚硫酸,亚硫酸被氧气氧化形成硫酸,溶液酸性变强,故D错误;
故选D。
5.下列措施不能加快与反应产生的速率的是
A.升高温度 B.用粉代替粒
C.用代替 D.再加入溶液
【答案】D
【详解】A.升高温度,可以增大活化分子数和活化分子百分数,加快反应速率,故A不符合题意;
B.用粉代替粒,增大接触面积,加快反应速率,故B不符合题意;
C. 用代替,增大硫酸浓度,加快反应速率,故C不符合题意;
D.醋酸是弱电解质,再加入溶液,会减小溶液中氢离子的浓度,会减慢反应速率,故D符合题意;
故答案为:D。
6.与纯水的电离相似,液氨中也存在微弱的电离:2NH3+。据此判断,以下叙述错误的是
A.液氨中含有NH3、、等粒子
B.一定温度下,液氨中c()∙c()是定值
C.液氨中电离达到平衡时,c()=c()=c(NH3)
D.只要不加入其他物质,液氨中c()=c()
【答案】C
【详解】A.液氨电离中存在电离平衡2NH3+,所以液氨中含有NH3、、等粒子,A正确;
B.与纯水的电离相似,液氨中c()∙c()只与温度有关,与溶液的浓度无关,所以只要温度一定,液氨中c()∙c()是定值,B正确;
C.液氨的电离是微弱的,所以液氨电离达到平衡状态时,c()=c()
答案选C。
【点睛】可逆反应中的各种微粒共存。
7.向10mL氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,下列变化中错误的是
A.NH3•H2O的电离程度增大 B.c(OH-)增大
C.NH的数目增多 D.增大
【答案】B
【详解】A.在氨水中存在电离平衡:NH3·H2O+OH-,加水稀释,NH3·H2O电离平衡正向移动,NH3·H2O的电离程度增大,选项A正确;
B.在氨水中存在电离平衡:NH3·H2O+OH-,加水稀释,c(OH-)减小,NH3·H2O电离平衡正向移动,又使c(OH-)有所增加,但稀释使c(OH-)减小的影响大于平衡移动使c(OH-)增大的影响,故最终达到平衡后c(OH-)减小,选项B错误;
C.在氨水中存在电离平衡:NH3·H2O+OH-,加水稀释,NH3·H2O电离平衡正向移动,NH3·H2O的电离程度增大,最终使溶液中的数目增多,选项C正确;
D.加水稀释时,若电离平衡不移动,c(NH3·H2O)、c()减小倍数相同,不变。但稀释使电离平衡正向移动,导致c(NH3·H2O)减小的倍数大于c(),因此最终达到平衡时增大,选项D正确;
答案选B。
8.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是( )
A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,后装入NaOH溶液进行滴定
C.用蒸馏水洗净锥形瓶后,装入20.00mLNaOH溶液,加入少量的蒸馏水再进行滴定
D.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数
【答案】C
【详解】A. 酸式滴定管内盐酸的浓度减小,所用体积偏大,则导致测定结果偏大,A不合题意;
B. 锥形瓶内NaOH的物质的量偏大,所测浓度偏大,B不合题意;
C.锥形瓶加入少量的蒸馏水,不影响盐酸的滴入量,不产生误差,C符合题意;
D. 滴至红色刚变无色时,盐酸用量可能不足,所测浓度值可能偏小,D不合题意。
故选C。
【点睛】酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用盐酸润洗,将会导致盐酸浓度减小。因为所取NaOH的物质的量是一个定值,因而消耗盐酸的体积偏大。在分析误差时,我们使用下列公式
c(NaOH)=,把当成一个定值,消耗V(HCl)偏大,因而测定的c(NaOH)偏大。
9.25℃时,在①0.01mol/L的盐酸,②pH=2的醋酸,③pH=12的氨水,④0.01mol/L的NaOH溶液4种溶液中,由水电离出的c(H+)的大小关系是
A.②>①>④>③ B.①=②=③=④ C.②=③>①=④ D.②<①<③<④
【答案】B
【详解】酸或碱抑制水电离,酸中氢离子浓度或碱中氢氧根离子浓度越大,其抑制水电离程度越大,
①0.01mol⋅L−1的盐酸中c(H+)=0.01mol⋅L−1,c(H+)水=c(OH−)= ,
②pH=2的醋酸中c(H+)=0.01mol⋅L−1,c(H+)水=c(OH−)水=,
③pH=12的氨水中c(OH−)=0.01mol⋅L−1,c(H+)水=,
④0.01mol⋅L−1的NaOH溶液中c(OH−)=0.01mol⋅L−1,c(H+)水=,
则由水电离出的c(H+)大小关系①=②=③=④,
故选B。
【点睛】水电离的c(H+)或c(OH-)的计算技巧(25 ℃时)
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1;
(2)酸或碱抑制水的电离,水电离出的c(H+)=c(OH-)<10-7 mol·L-1,当溶液中的c(H+)<10-7 mol·L-1时就是水电离出的c(H+);当溶液中的c(H+)>10-7 mol·L-1时,就用10-14除以这个浓度即得到水电离的c(H+);
(3)可水解的盐促进水的电离,水电离的c(H+)或c(OH-)均大于10-7 mol·L-1。若给出的c(H+)>10-7 mol·L-1,即为水电离的c(H+);若给出的c(H+)<10-7 mol·L-1,就用10-14除以这个浓度即得水电离的c(H+)。
10.下列四组物质的溶液加热蒸干、灼烧、所得固体的成分不相同的是
①FeCl2、FeCl3 ②NaHCO3、Na2CO3 ③NaAlO2、AlCl3 ④CuCl2、CuSO4
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】C
【详解】①FeCl2、FeCl3都是挥发性酸盐酸形成的盐,所以能水解到底,生成氢氧化物Fe (OH)2和Fe(OH)3,但是Fe (OH)2又很容易被氧化成Fe(OH)3,并受热分解,所以最后的产物都是Fe2O3,A不符合题意;
②NaHCO3、Na2CO3中NaHCO3能受热分解,Na2CO3受热不分解,所以最后得到的固体都是Na2CO3,B不符合题意;
③NaAlO2、AlCl3中,NaAlO2也可以水解,但是NaOH没有挥发性,因此水解不能到底,只能得到NaAlO2;AlCl3水解生成HCl挥发,促进了水解的进行到底,得到Al(OH)3受热分解最后得到Al2O3,两种物质溶液加热蒸干、灼烧、所得固体的成分不相同,C符合题意;
④CuCl2溶液受热水解产生Cu(OH)2、HCl,HCl挥发,产生的Cu(OH)2受热分解产生CuO,则最后得到的固体是CuO; CuSO4水解产生Cu(OH)2、H2SO4,H2SO4是难挥发性性的酸,二者反应又产生CuSO4,最后得到的固体是CuSO4,可见两种物质溶液加热蒸干、灼烧、所得固体的成分不相同,D符合题意;
综上所述可知:符合题意的叙述是③④,故合理选项是C。
11.实验测得溶液的、温度随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.随温度升高,纯水中
B.随温度升高,溶液的减小
C. 溶液存在水解平衡:
D.随温度升高,溶液的变化是改变与水解平衡移动共同作用的结果
【答案】B
【详解】A.随温度升高,水的电离程度增大,但纯水中存在c(H+) = c(OH- ),故A正确;
B. CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解,随温度升高,促进CH3COONa的水解正向进行,,溶液的c(OH- )增大, 故B错误;
C.CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解,溶液显碱性,溶液存在水解平衡,反应的离子方程式为,故C正确;
D.盐类水解和水的电离都是吸热反应,升高温度促进CH3COONa水解,也促进水电离,所以升高温度导致增大,则升高温度的溶液的pH变化是改变与水解平衡移动共同作用的结果,故D正确;
故答案为:B。
12.已知25℃时,,。下列说法正确的是
A.25℃时,饱和溶液与饱和溶液相比,前者的大
B.25℃时,在的悬浊液中加入少量的固体,减小
C.25℃时,在悬浊液中加入NaF溶液后,不可能转化为
D.25℃时,固体在20mL0.01mol/L氨水中的和在20mL0.01mol/L溶液中的一样大
【答案】D
【详解】A.Mg(OH)2的溶度积小,由Ksp计算则其镁离子浓度小,故A项错误;
B.NH可以结合Mg(OH)2电离出的OH-离子,从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动,c(Mg2+)增大,故B项错误;
C.两者Ksp接近,使用浓氟化钠溶液,可以使氢氧化镁转化,故C项错误;
D.Ksp不随浓度变化,仅与温度有关,故D项正确;
答案选D。
13.已知室温时,0.1某一元酸HA溶液中HA的电离度为0.1%,下列叙述错误的是
已知:
A.该溶液的pH=4 B.升高温度,溶液的pH减小
C.稀释时溶液中所有离子的浓度均减小 D.此酸的电离平衡常数约为
【答案】C
【详解】A.室温时,0.1某一元酸HA溶液中HA的电离度为0.1%,说明该酸为弱酸,存在电离平衡,,则电离出的,pH=4,故A正确;
B.弱电解质电离吸热,升高温度,平衡向右移动,电离程度增大,增加,溶液酸性增强,pH减小,故B正确;
C.稀释时,虽然平衡向右移动,但是、、浓度均减小,根据,减小,增大,故C错误;
D.由题意,可得
,故D正确;
故选C。
14.亚砷酸()是三元弱酸,可以用于治疗白血病,水溶液中含砷物质的分布分数(平衡时某粒子的浓度占各粒子浓度之和的分数)与pH的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.的电离方程式为
B.第一步电离的电离常数
C.溶液的pH约为9.2
D.时,溶液中
【答案】B
【详解】A. 是三元弱酸,分步发生电离,第一步电离方程式为,A项错误;
B. 第一步电离的电离常数,由图可知,时,,则,B项正确;
C. 是三元弱酸,其水溶液的pH小于7,C项错误;
D. 时,溶液呈碱性,则有,从而可得,D项错误;
故选B。
15.以下4个实验中均产生了白色沉淀。下列说法不正确的是
A.Na2CO3和NaHCO3溶液含的微粒种类相同
B.Ca2+促进了CO、HCO的水解
C.Al3+促进了CO、HCO的水解
D.滴入溶液后,4支试管内溶液的pH都变小
【答案】B
【详解】A.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中都含有Na+、H2CO3、CO、HCO、OH-、H+、H2O,两溶液中含有粒子的种类相同,A正确;
B.钙离子能够与碳酸根离子反应,使碳酸根离子水解平衡逆向移动,抑制碳酸根离子水解,B错误;
C.铝离子与碳酸根离子、碳酸氢根离子都能发生双水解,Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解,C正确;
D.硫酸铝与碳酸钠和碳酸氢钠发生双水解,都生成氢氧化铝和二氧化碳,导致溶液酸性增强,溶液pH降低,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙,导致碳酸根离子浓度降低,溶液pH降低,碳酸氢根离子电离产生氢离子和碳酸根离子,钙离子与碳酸根离子结合促进碳酸氢根离子电离平衡正向移动,导致溶液pH降低,D正确;
答案选B。
16.已知:[Cu(H2O)4]2+ (蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O;浓度较小时[Cu(H2O)4]2+用Cu2+表示。CuCl2溶于一定量水中,溶液呈蓝色(溶液①)。加入少量浓HCl,溶液变为黄色(溶液②)。取以上溶液进行如下实验,对实验现象分析正确的是
A.向溶液①加入少量浓HCl,使平衡逆向移动
B.将溶液①置于水浴中加热,颜色变为黄色,说明加热能促进[CuCl4]2-生成
C.加入浓HCl,H+与Cl-对溶液颜色变化、Cu2+浓度大小的影响是一致的
D.向溶液②中加入AgNO3后,黄色褪去,说明Ag+能抑制Cu2+水解
【答案】B
【详解】A.向溶液①加入少量浓HCl,c(Cl-)增大,使平衡正向移动,A错误;
B.将溶液①置于水浴中加热,颜色变为黄色,说明[CuCl4]2-的浓度增大,化学平衡正向移动,即说明加热能促进[CuCl4]2-生成,B正确;
C.根据上述可逆反应可知加入浓HCl,H+对化学平衡的移动无影响,因此与溶液的颜色变化也无关系,C错误;
D.向溶液②中加入AgNO3后,Cl-与Ag+反应产生AgCl沉淀,导致溶液中c(Cl-)减小,化学平衡逆向移动,[CuCl4]2-的浓度降低,因而黄色褪去,而不能说明Ag+能抑制Cu2+水解,D错误;
故合理选项是B。
17.部分弱酸的电离平衡常数如下表,下列选项正确的是
弱酸
HCOOH
HCN
电离平衡常数(25℃)
、
①
②
③中和等体积、等pH的HCOOH和HCN,消耗NaOH的量前者小于后者
④等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】B
【分析】弱酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,等pH的弱酸溶液,酸性越强的酸其物质的量浓度越小,弱酸根离子水解程度越小,结合强酸能和弱酸盐反应制取弱酸,据此分析解题。
【详解】①酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,强酸能够制取弱酸,所以二者反应生成HCN和,离子方程式为CN-+H2O+CO2═HCN+,①错误;②K(HCOOH)>K(H2CO3),所以酸性:HCOOH>H2CO3,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,则能发生离子反应,②正确;③等pH、等体积的HCOOH和HCN,n(HCN)>n(HCOOH),中和酸需要碱的物质的量与酸的物质的量、酸的元数成正比,所以中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者,③正确;④HCOO-水解程度小于CN-,则HCOONa溶液中氢氧根离子浓度小于NaCN溶液中氢氧根离子浓度,溶液中存在电荷守恒:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(CN-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(Na+)相同,HCOONa溶液中c(H+)大于NaCN溶液中c(H+),则HCOONa溶液中离子总浓度大于NaCN溶液中离子总浓度,溶液体积相同,则所含离子总数前者大于后者,④错误;综上所述可知,②③正确,故答案为:B。
18.室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号
起始浓度/(mol·L-1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是A.实验①反应后的溶液中:c(OH—) = c(K+) — c(A—)
B.实验②反应后的溶液中:c(K+) = c(A—) > c(OH—) = c(H+)
C.实验②反应后的溶液中:c(A—) + c(HA) > 0.1 mol/L
D.实验①反应后的溶液中:c(K+) > c(A—) > c(OH—) > c(H+)
【答案】A
【详解】A.实验①反应后,等体积等浓度恰好生成KA,溶液显碱性,说明酸根水解,由电荷守恒可知:c(OH-)+c(A-)=c(K+)+c(H+),A错误;B.实验①反应后的溶液显中性,由电荷守恒可知:c(OH-)+c(A-)=c(K+)+c(H+),则c(K+) = c(A-) >c(OH-) = c(H+),B正确;C.若x=0.2,与实验①相似,溶液显碱性,而实验②显中性,则酸应稍过量,则反应后溶液中由物料守恒可知c(A-) + c(HA) >(0.2mol/L×VL)/(VL+VL)=0.1 mol/L,C正确;D.实验①反应后,等体积等浓度恰好生成KA,溶液显碱性,说明酸根水解,c(K+) > c(A-) > c(OH-) > c(H+),D正确;答案选A。
点睛:明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键,解答时注意能够根据电荷守恒、物料守恒、质子守恒、盐的水解原理等知识判断溶液中离子浓度大小。
19.室温下,将0.1000 mol/L盐酸滴入20.00 mL0.1000 mol/L的某一元碱MOH溶液中,溶液pH随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法不正确的是
A.该一元碱的电离方程式为:
B.a、b、c、d四点中,a点水的电离程度最大
C.b点:c(M+)=c(Cl-)
D.c、d点的离子浓度大小关系均为:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
【答案】B
【详解】A.在室温下,在未滴入HCl时0.1000 mol/L的某一元碱MOH溶液的pH=11,c(OH-)=10-3 mol/L<0.1000 mol/L,说明MOH是一元弱碱,在溶液中存在电离平衡,电离方程式为:,A正确;
B.a、b、c、d四点中,a点为浓度相等的MOH和MCl的混合溶液,溶液呈碱性,抑制水的电离;b点的中性溶液,水正常电离;c点为MCl溶液,M+水解促进水的电离;d点溶液为MCl、HCl的混合溶液,溶液呈强酸性,抑制水的电离,所以a、b、c、d四点中,b点水的电离程度最大,B错误;
C.溶液中存在电荷守恒:c(M+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),由于b点溶液pH=7,反应在室温下进行,溶液显中性,c(H+)=c(OH-),所以c(M+)=c(Cl-),C正确;
D.c点的为MCl溶液,该盐是强酸弱碱盐,M+水解消耗水电离产生的OH-,最终达到平衡时溶液显酸性,溶液中c(H+)>c(OH-),M+水解消耗,则c(Cl-)>c(M+),盐电离产生的离子浓度大于水解产生的离子浓度,则c(M+)>c(H+),故该溶液中离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-);d点溶液为MCl与HCl的混合溶液,容器显强酸性,c(H+)>c(OH-),根据物料守恒可知c(Cl-)>c(M+),盐电离产生的离子浓度远大于过量的少量HCl电离产生的H+的浓度,故溶液中离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-),D正确;
故合理选项是B。
20.海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的离子浓度()
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注:溶液中某种离子的浓度小于,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。已知:;;;。
下列说法正确的是A.沉淀物X为
B.滤液M中存在,不存在
C.滤液N中存在和
D.步骤②中若改为加入4.2g NaOH固体,沉淀物Y为和的混合物
【答案】A
【分析】向1L模拟海水中加入1mL1NaOH溶液,海水中含有,且加入NaOH的物质的量为,根据氢氧化镁和碳酸钙的溶度积,发生反应,刚好反应,沉淀X为;向滤液M中加入NaOH固体调pH=11.0,发生反应为,沉淀Y为;受热分解生成MgO;
【详解】A.沉淀X为,故A正确;
B.步骤①中和刚好反应生成,消耗生成,模拟海水中含有,还有0.01mol,故B错误;
C.根据氢氧化钙和氢氧化镁的溶度积,氢氧化镁更难溶,所以加NaOH固体调pH时,先生成氢氧化镁沉淀,根据,pH=11时,,<,所以滤液N中不含,故C错误;
D.若步骤②中若改为加入4.2g NaOH固体,,与0.05mol发生反应,反应生成0.05mol,消耗0.1mol,剩余0.005mol,滤液M中含有0.01mol,此时,所以没有生成,故D错误;
故选A。
二、填空题
21.请回答下列问题:
(1)写出稀氨水中的电离方程式_______;若想增大该溶液中的浓度而不增大OH-的浓度,应采取的措施是(忽略溶液体积的变化)_______(填字母)。
A.适当升高温度 B.加入NH4Cl固体 C.通入NH3 D.加入少量浓盐酸
(2)常温下,有pH相同、体积相同的CH3COOH溶液和HCl溶液,现采取以下措施:
①分别加适量醋酸钠晶体后,CH3COOH溶液中c(H+)_______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),HCl溶液中c(H+)_______。
②分别加水稀释10倍后,CH3COOH溶液中的c(H+)_______(填“>”、“=”或“<”)HCl溶液中的c(H+)。
③分别加等浓度的NaOH溶液至恰好反应,所需NaOH溶液的体积:CH3COOH溶液_______(填“>”、“=”或“”、“<”)HCl溶液。
④温度都升高20℃,CH3COOH溶液中c(H+)_______(填“>”、“<”或“=”)HCl溶液中。
(3)将0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释,下列有关稀释后CH3COOH溶液的说法正确的是_______(填字母)。
A.电离程度增大 B.溶液中离子总数增多 C.溶液导电性增强 D.溶液中醋酸分子增多
【答案】(1) NH3·H2O+ OH- BD
(2) 减小 减小 > > >
(3)AB
【详解】(1)在氨水中存在电解质NH3·H2O,NH3·H2O能够微弱电离产生、OH-,存在电离平衡,电离方程式为:NH3·H2O+ OH-;
A.弱电解质电离过程需吸收热量,适当升高温度,电离平衡正向移动,导致溶液中c()、c(OH-)都增大,A不符合题意;
B.加入NH4Cl固体,导致c()增大,电离平衡逆向移动,最终使溶液中c(OH-)减小,B符合题意;
C.通入NH3会使c(NH3·H2O)增大,电离平衡正向移动,最终导致溶液中c()、c(OH-)都增大,C不符合题意;
D.加入少量浓盐酸,H+与溶液中OH-发生中和反应产生H2O,电离平衡正向移动,c()增大,但c(OH-)减小,D符合题意;
故合理选项是BD;
(2)HCl是一元强酸,在水中完全电离产生H+、Cl-;CH3COOH是弱酸,在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,主要以电解质分子存在。所以当两种溶液pH相同、体积相同时,c(CH3COOH)>c(H+)=c(HCl),n(CH3COOH)>n(HCl)。
①分别加适量醋酸钠晶体后,c(CH3COO-)增大,电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+逆向移动,最终达到平衡后c(H+)减小,而向盐酸中加入适量醋酸钠晶体后,发生反应:CH3COO-+H+=CH3COOH,最终导致溶液中c(H+)也减小;
②分别加水稀释10倍后,HCl中c(H+)是原来的;稀释使CH3COOH溶液中的电离平衡正向移动,导致溶液中c(H+)比原来的大一些,故稀释10倍后CH3COOH溶液中c(H+)大于盐酸中的c(H+);
③由于醋酸溶液中存在电离平衡,所以等pH、等体积的HCl与CH3COOH溶液中溶质的物质的量:n(CH3COOH)>n(HCl),二者都是一元酸,等物质的量的碱中和等物质的量的酸,故二者分别加等浓度的NaOH溶液至恰好反应,所需NaOH溶液的体积:CH3COOH溶液大于盐酸反应消耗NaOH溶液的体积;
④醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,温度升高20℃,电离平衡正向移动,最终达到平衡时,CH3COOH溶液中c(H+)增大;而HCl是强酸,完全电离,升高温度,c(H+)不变,故温度都升高20℃,CH3COOH溶液中c(H+)大于HCl溶液中的c(H+);
(3)醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+。
A.加水稀释,电离平衡正向移动,导致电离的CH3COOH增多,故醋酸的电离程度增大,A正确;
B.加水稀释,电离平衡正向移动,导致溶液中CH3COO-、H+数目增多,故溶液中离子总数增多,B正确;
C.加水稀释,电离平衡正向移动,使溶液中CH3COO-、H+数目增多,但稀释使溶液的体积增大,最终溶液中离子浓度c(CH3COO-)、c(H+)都减小,因而溶液导电性减弱,C错误;
D.加水稀释,电离平衡正向移动,导致更多的CH3COOH发生电离作用,因而溶液中未电离的CH3COOH数目减少,D错误;
故合理选项是AB。
三、工业流程题
22.MnO2是重要化工原料,由软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如下:
软锰矿
资料:
①软锰矿的主要成分为MnO2,主要杂质有Al2O3和SiO2。
②金属离子沉淀的pH:
Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
③该工艺条件下,MnO2与H2SO4不反应。
(1)溶出
①溶出前,软锰矿需研磨。目的是_______。
②溶出时,Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示。
ⅰ.ⅴ是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应,反应的离子方程式是_______。
ⅱ.若Ⅰ中Fe2+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2,而实际比值(0.9)小于2,原因是_______。
(2)纯化
已知:MnO2的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2,后加入NH3·H2O,调溶液pH≈5,说明试剂加入顺序及调节pH的原因:_______。
(3)电解
Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成1 mol MnO2电子转移的数目为_______。
(4)产品纯度测定
向a g产品中依次加入足量b g Na2C2O4和足量稀H2SO4,加热至充分反应,再用c mol/L KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为d L。
(已知:MnO2及均被还原为Mn2+。相对分子质量:MnO2:86.94;Na2C2O4:134.0)产品纯度为_______(用质量分数表示)。
【答案】(1) 增大反应速率,提高浸出率 MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O 二氧化锰能够氧化铁单质为Fe2+
(2)MnO2的氧化性随酸性的减弱逐渐减弱,同时通过调节pH除去溶液中的Al3+和Fe3+。
(3)2×6.02×1023个或2NA
(4)
【分析】软锰矿首先进行研磨,可增大固体与硫酸的接触面积,增大反应速率,提高浸出率。加入浓硫酸及过量的铁屑,铁屑与硫酸反应生成硫酸亚铁,亚铁离子与二氧化锰反应生成二价锰离子和铁离子,再电解Mn2+的纯化液制取MnO2。
【详解】(1)①溶出前,软锰矿需研磨,研磨软锰矿可增大固体与浓硫酸接触面积,增大反应速率,提高浸出率;
②根据反应途径可知,Fe与H2SO4反应产生Fe2+,MnO2与Fe2+反应生成Mn2+和Fe3+,则反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O;
根据方程式可知:Fe与MnO2的物质的量比值为2,实际反应时,二氧化锰能够氧化单质铁为Fe2+,导致需要的Fe减少Fe2+,故实际比值( 0.9)小于2;
(2)MnO2的氧化性与溶液pH有关,且随酸性的减弱,氧化性逐渐减弱,溶液显酸性时,二氧化锰的氧化性较强,故纯化时先加入MnO2,后加入NH3·H2O,调溶液pH≈5,除去溶液中的A13+、Fe3+;
(3)电解时,溶液呈酸性,Mn2+失电子与水反应生成二氧化锰和氢离子,则电极反应式为:Mn2+-2e- +2H2O=MnO2+4H+,每反应制取1 mol MnO2,反应过程中只有2 mol电子,转移的电子数目是2×6.02×1023个或2NA;
(4)根据题意可知:部分草酸钠与二氧化锰发生氧化还原反应,剩余部分再与高锰酸钾反应(5Na2C2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O+5Na2SO4),则与二氧化锰反应的草酸钠:MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=Na2SO4+ MnS04+2CO2↑+2H2O,则n(MnO2)=n(Na2C2O4)=,则产品的纯度为:
。
23.Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2,同时制备无水Na2SO3的方法工艺简便、成本低廉,优势明显。其流程如下:
(1)SO2直接排入大气中可能导致的环境问题是_______。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是_______。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是_______。
资料显示:
Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O;
Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因_______。
②结晶时应选择的最佳操作是_______(填字母)。
a.95~100℃加热蒸发,直至蒸干
b.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
c.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶
(5)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.1260 g成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定,到达终点时,消耗KIO3标准溶液体积为y mL。(已知;还原性:)
①滴定终点前反应的离子方程式是:_______(将方程式补充完整)
②滴定终点的现象为_______。
③成品中Na2SO3 (M=126 g/mol)的质量分数是_______。
【答案】(1)酸雨
(2)2+SO2+H2O=2+
(3)NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O
(4) Na2SO3存在溶解平衡:Na2SO3 (s)2Na+(aq)+(aq),NaOH过量使溶液中c(Na+)增大,上述平衡逆向移动 b
(5) +3=3+I- 溶液由无色变为蓝色,半分钟内不变色 3xy×100%
【详解】(1)SO2直接排入大气中可能导致的环境问题是形成酸雨;
(2)由图可知,初期反应(图中A点以前)碳酸钠与二氧化硫反应生成碳酸氢钠与亚硫酸钠,反应离子方程式为:2+SO2+H2O=2+;
(3)随着二氧化硫通入量增大,后期生成主要是得到亚硫酸氢钠,中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为硫酸钠,同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠,主要反应化学方程式为:NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O;
(4)①Na2SO3存在溶解平衡:Na2SO3 (s)2Na+(aq)+(aq),NaOH过量使溶液中c(Na+)增大,上述平衡逆向移动,抑制Na2SO3的水解;
②a.加热蒸发直至蒸干,容易使固体溅出,导致损失等,a不符合题意;
b.维持95~ 100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出,再利用余热蒸干,b符合题意;
c.由于冷却至33 ℃以下时析出Na2SO3·7H2O,应在较高温度下蒸发浓缩结晶,c不符合题意;
故合理选项是b;
(5)①与发生氧化还原反应得到与I-,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得配平后离子方程式为:+3=3+I-;
②消耗KIO3的物质的量为n(KIO3)=y×10-3 L×x mol/L=xy×10-3 mol,
由+3=3+I-可知n(Na2SO3)=3n(KIO3)=3xy×10-3 mol,则成品中Na2SO3的质量分数为。
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