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【化学】四川省成都市石室中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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四川省成都市石室中学2018-2019学年高二上学期期中考试
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 N-14 P-31 Co-59 Na-23
Ⅰ卷 选择题(共42分)
选择题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共42分)
1.下列离子方程式正确的是
A. NaHS溶于水: NaHS H++S2-+ Na+
B. NaHCO3溶液中的水解平衡:HCO3-+H2O H3O++ CO32-
C. (NH4)2SO4溶于水:(NH4)2SO42NH4++SO42-
D. HF溶于水:HF+H2OH3O++F-
【答案】D
【解析】
【详解】A. NaHS溶于水应为: NaHS =HS-+ Na+,故A错误;
B. NaHCO3溶液中的水解平衡应为:HCO3-+H2OOH-+ HCO3-,故B错误;
C. (NH4)2SO4溶于水应为:(NH4)2SO4=2NH4++SO42-,故C错误;
D. HF溶于水:HF+H2OH3O++F-,故D正确;
正确答案:D。
2.下列说法不正确的是
A. NH4F水溶液存放于塑料试剂瓶中
B. 明矾可以用来净水,是利用明矾水解生成Al(OH)3胶体,从而起到杀菌消毒功效
C. 将 Fe2(SO4)3的溶液蒸干、灼烧可得到Fe2(SO4)3固体
D. 草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
【答案】B
【解析】
【详解】A.氟化铵水解生成氟化氢,氢氟酸和玻璃中二氧化硅反应腐蚀玻璃,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中,可以存放于塑料试剂瓶中,故不选A;
B.明矾中的铝离子水解生成的Al(OH)3胶体具有良好的吸附性,可以用于净水,但起不到杀菌消毒功效,故选B;
C.硫酸铁水解生成氢氧化铁和硫酸,加热促进硫酸铁水解,因为硫酸没有挥发性,所以得到的固体仍然是Fe2(SO4)3,硫酸铁水解离子方程式为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,故不选C;
D.K2CO3与NH4Cl发生互促水解,二者不能混合使用,否则降低肥效,故不选D。
正确答案:B。
3.下列说法正确的是
A. 常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大
B. 用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小
C. 在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
D. 物质的溶解度都随温度的升高而增加,物质的溶解都是吸热的
【答案】B
【解析】
试题分析:A.常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,沉淀溶解平衡逆向移动,但是由于温度不变,所以Ksp值不变,错误;B.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀时由于沉淀溶解平衡逆向移动,所以溶解消耗的AgCl比用水洗涤损耗AgCl小,正确;C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,由于c(SO42-)增大,所以沉淀溶解平衡逆向移动,使溶液中的c(Ba2+)减小,错误;D.大多数物质的溶解度随温度的升高而增加,说明多数物质的溶解是吸热的,只有少数物质溶解度随温度的降低而增大,这类物质的溶解是放热的,错误。
考点:考查沉淀溶解平衡的应用的知识。
4.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,下列叙述不正确的是
A. 0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释或加热均可使CH3COO-的物质的量增多
B. 0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释,c(CH3COO-)/[c(CH3COOH) ·c(OH-)]不变
C. 向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量纯醋酸,平衡向右移动,电离程度增大
D. 0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中c(CH3COOH)/c(CH3COO-)的值减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释或加热,平衡正向移动,均可使CH3COO-的物质的量增多,故不选A。
B.0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释,c(CH3COO-)/[c(CH3COOH) ·c(OH-)]=Ka/Kw,只受温度影响,加水稀释不发生变化,故不选B;
C.向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量纯醋酸,平衡向右移动,电离程度减小,故选C;
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释,平衡正向移动,溶液中c(CH3COOH)/c(CH3COO-)= n(CH3COOH)/n(CH3COO-)的值减小,故不选D;
正确答案:C。
5.关于化学反应速率和限度,下列说法正确的是:
A. 密闭容器中进行的如下反应:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B. 对于反应:H2S(g) H2(g)+S(s) ΔH>0 ,加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动
C. 一定条件下,2L 密闭容器中存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0。达平衡后再充入一定量的CO(g),平衡正向移动,平衡常数K变大
D. 增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的百分含量不一定增大
【答案】D
【解析】
【详解】A. 2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,升高温度,活化分子百分数增加。正逆反应速率均增大,故A错误;
B. 对于反应:H2S(g) H2(g)+S(s) ΔH>0 ,加压平衡正向移动,降温化学平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.平衡常数K外界条件只受温度影响,温度不变,始终是定值,故C错误;
D.增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的百分含量=,因为分子,分母均增大所以生成物的百分含量不一定增大,故D正确;
正确答案:D。
6.下列指定溶液中一定能大量共存的离子组是
A. 含有大量AlO的溶液中:Na+、K+、HCO3-、NO3-
B. pH=1的溶液中:NH4+、Na+、Fe3+、SO42-
C. 水电离产生c(H+)=1×10-13 mol/L溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO42-
D. Na2S溶液中:SO42-、K+、Cu2+、Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A. AlO+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+ CO32-,故A错误;
B. pH=1的溶液中:NH4+、Na+、Fe3+、SO42-,彼此之间不反应,可以大量共存,故B正确;
C. 水电离产生c(H+)=1×10-13 mol/L溶液为酸性或碱性溶液,Al3+在碱性环境下不存在,故C错误;
D. S2-+ Cu2+=CuS↓,故D错误;
正确答案:B。
【点睛】HCO3-和AlO,强酸制弱酸原理不共存;HCO3-和Al3+互促水解到底不共存。
7.某学生的实验报告中,描述合理的是
A. 用托盘天平称量25.20g NaCl
B. 用pH试纸测得NaClO溶液的pH约为11
C. 用25mL碱式滴定管量取出15.00mLKMnO4溶液
D. 将CuSO4溶液蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到硫酸铜晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A. 用托盘天平是粗量器,只能称量到0.1g,不需要估读,故A错误;
B. NaClO溶液有漂白性,pH试纸测定不出PH,故B错误;
C. KMnO4溶液有强氧化性,会腐蚀胶皮管,所以只能用酸式滴定管量取,故C错误;
D.因为CuSO4为难挥发性酸的弱碱盐,所以可以采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到硫酸铜晶体,故D正确;
正确答案:D。
8.下列说法正确的是
A. 向氨水中加水稀释后,溶液中除了H2O以外其他粒子浓度都下降
B. 若NaHC2O4溶液的pH=5,则溶液中c(C2O42-)<c(H2C2O4)
C. pH相同的醋酸溶液和盐酸,分别用蒸馏水稀释至原溶液体积的m倍和n倍,若稀释后两溶液的pH仍相同,则m<n
D. pH=4的氯化铵溶液与pH=4的稀盐酸中,由水电离出的c(H+)之比为106∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.Kw=C(H+)×C(OH-),向氨水中加水稀释后,OH-浓度下降,H+浓度上升,故A错误;
B.若NaHC2O4溶液的pH=5,说明HC2O4-电离程度大于水解程度,则溶液中c(C2O42-)> c(H2C2O4),故B错误;
C.因为醋酸是弱酸,存在电离平衡,加水后电离正向进行,电离程度增加;盐酸是强酸在水中完全电离,所以要使稀释后两溶液PH值相同就必须使m>n,故C错误;
D. pH=4的氯化铵溶液与pH=4的稀盐酸中,由水电离出的c(H+)之比为10-4:10-10=106∶1,故D正确;
正确答案:D。
9.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,用排水法收集气体
HX放出的氢气多且产生等量H2反应速率快
酸的强弱:HX<HY
B
向2 mL 0.1 mol/L Na2S溶液中滴2滴0.1 mol/L ZnSO4溶液;再滴2滴0.1 mol/L CuSO4
先生成白色沉淀,后生成黑色沉淀
溶度积(Ksp):ZnS>CuS
C
向FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KCl的固体
溶液颜色变浅
FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 +3KCl平衡向逆反应方向移动
D
常温下,用pH计分别测定饱和NaA溶液和饱和NaB溶液的pH
pH:NaA>NaB
常温下酸性:HA﹤HB
【答案】A
【解析】
【详解】A.等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,HX放出的氢气多且产生等量H2反应速率快,说明HX的浓度大,故HX的酸性比HY弱,故A正确;
B.实验操作错误,应该向2 mL 0.1 mol/L Na2S溶液中足量0.1 mol/L ZnSO4溶液,使得硫化钠反应完全;再滴入0.1 mol/L CuSO4,观察沉淀颜色的变化,确定Ksp的大小,故B错误;
C.实验设计错误,此离子反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,KCl固体对平衡无影响,故C错误;
D.实验操作错误,必须测定等浓度NaA溶液和NaB溶液的pH,否则无可比性,故D错误;
正确答案:A。
10.向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生化学反应aX(g)+2Y(s) bZ(g) △H<0。图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线。根据以上信息,下列说法正确的是
A. 根据上图可求得方程式中a∶b=1:3
B. 推测在第7min时曲线变化的原因可能是升温
C. 推测在第13min时曲线变化的原因可能是降温
D. 用X表示0~10min内该反应的平均速率为v(X)=0.045mol/(L·min)
【答案】B
【解析】
【详解】A.0~10min内X的变化量是0.25mol/L,Z的变化量是0.5mol/L,所以a:b=1:2,故A错误;
B.7min时从图中可以看出速率加快,但浓度没有改变,所以不是增大压强和增加浓度,有可能是升高温度,故B正确;
C. 13min时从图中可以看出X浓度增加,Z的浓度减小,说明平衡逆向移动,不可能是降温,故C错误;
D. 0~10min内该反应的平均速率为v(X)=,故D错误;
正确答案:B。
11.己知NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA
B. 一定条件下在密闭容器中2 molSO2与2 molO2充分反应,最终的气体分子数为3NA
C. 将lmolNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中NH4+数目为NA
D. 将含0.1molFeCl3的饱和溶液滴入沸水形成的胶体粒子的数目为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为10-1×1.0×NA=0.1NA,故A错误;
B.一定条件下在密闭容器中2 molSO2与2 molO2充分反应,因为此反应为可逆反应,反应不能进行到底,无法计算最终分子数,故B错误;
C.将lmolNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,电荷守恒式n(NH4+)×1+n(H+)×1= n(NO3-)×1+n(OH-)×1, n(H+)= n(OH-)得溶液中NH4+数目等于NO3-数目,故C正确;
D.胶体粒子要求直径在1-100nm(1nm=10-9米)所以单个的Fe(OH)3直径不够,往往是好多个Fe(OH)3粒子在一起才形成一个胶粒,所以0.1molFeCl3的饱和溶液制成胶体,胶体粒子数远小于0.1NA,故D错误;
正确答案:C。
12.常温下,将pH=12的Ba(OH)2 与pH=9的NaOH溶液等体积混合后溶液中的氢离子浓度(mol •L-1)为
A. 5×10-10 B. 2×10-12 C. 5×10-12 D. (10-12 +10-9)/2
【答案】B
【解析】
【详解】C(OH-)=≈5×10-3,C(H+)=Kw/C(OH-)=1×10-14/(5×10-3)= 2×10-12,故B正确;
正确答案:B。
【点睛】混合溶液计算氢离子浓度:若为酸性,直接求c(H+),两强酸混合:混合溶液中c混(H+)=;若为碱性,先求c(OH-),依据c(H+)=KW/ c(OH-),两强碱混合:混合溶液中c混(OH-)=;
13.下列有关说法正确的是
A. 已知HI(g) 1/2H2(g)+1/2I2(s) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量
B. 已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A. HI(g) 1/2H2(g)+1/2I2(s) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,由于反应可逆,可知1 mol HI气体充分分解后可以放出小于26.5 kJ的热量,故A错误;
B.根据燃烧热定义可知,水的状态不对,必须为液态才可以,故B错误;
C.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,盖斯定律可得:2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH1-ΔH2,因为燃烧放热,所以ΔH1-ΔH2<0, 则ΔH1<ΔH2,故C正确;
D.因为醋酸为弱电解质,电离需要吸热,所以NaOH(aq)+CH3COOH(aq)==CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.4 kJ·mol-1,故D错误;
正确答案:C。
【点睛】①关于可逆反应热化学方程式注意点:
A.当反应逆向进行,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1,意义是指2 mol SO2气体与1 mol O2完全反应时,放出a kJ的热量,若将2 mol SO2与气体1 mol O2放于一密闭容器中在一定条件下反应达平衡时,放出的热量要小于a kJ,且当平衡移动(各物质状态不变)时,ΔH不变。
②燃烧热定义:101KPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成生成稳定氧化物时所放出的热量;例如氢元素对应液态水,硫元素对应二氧化硫等
中和热定义:稀溶液中强酸跟强碱发生中和反应只生成 1 mol H2O时所释放的热量;不同反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJ·mol-1
14.将等体积的0.1 mol/L AgNO3溶液和0.1 mol/L NaCl溶液混合得到浊液,过滤后进行如下实验:
下列分析不正确的是
A. ①的现象说明上层清液中不含Ag+
B. ②的现象说明该温度下Ag2S比Ag2SO4更难溶
C. ③中生成Ag(NH3)2+,促进AgCl(s)溶解平衡正向移动
D. 若向③中滴加一定量的硝酸,也可以出现白色沉淀
【答案】A
【解析】
【分析】
0.1mol/L AgNO3溶液和0.1mol/L NaCl溶液等体积混合得到浊液,说明生成氯化银沉淀;向①的溶液中滴加 0.1 mol/L Na2S溶液,出现浑浊,此实验说明①的溶液中仍然存在银离子,同时说明硫化银比Ag2SO4更难溶;取少量氯化银沉淀,滴加氨水,发生反应,沉淀逐渐溶解,若向③中滴加一定量的硝酸,氨水浓度减小,平衡逆向移动;
【详解】根据上述分析,向①的滤液中滴加0.1 mol/L Na2S溶液,出现浑浊,此实验说明①的溶液中仍然存在银离子,故A错误;向①的溶液中滴加 0.1 mol/L Na2S溶液,出现浑浊,此实验说明硫化银比Ag2SO4更难溶,故B正确;取少量氯化银沉淀,滴加氨水,发生反应,沉淀逐渐溶解,故C正确;若向③中滴加一定量的硝酸,氨水浓度减小,平衡逆向移动,出现氯化银沉淀,故D正确。
15.下列说法正确的是
A. 常温下,向0.1mol/L CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7: c(Na+)>c(CH3COOH) =c(Cl-)
B. 常温时,将pH=1的醋酸和pH=13的NaOH溶液等体积混合后的溶液: c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-) >c(H+)
C. 常温下0.1 mol·L-1的下列溶液①NH4Al(SO4)2 ②NH4Cl ③NH3·H2O ④CH3COONH4中,c(NH4+)由大到小的顺序是:②>①>④>③
D. 常温下,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后 c(CH3COO-)+c(CH3COOH)-c(Na+)=0.1 mol·L-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下,向0.1mol/L CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7: 电荷守恒c(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(Cl-)+C(CH3COO-) ,因为PH=7,所以c(Na+)=C(Cl-)+C(CH3COO-),
物料守恒c(Na+)= c(CH3COOH) +C(CH3COO-),所以c(Na+)>c(CH3COOH) =c(Cl-),故A正确;
B.常温时,将pH=1的醋酸和pH=13的NaOH溶液等体积混合后得到CH3COONa和CH3COOH混合溶液,而且CH3COOH会过量很多,溶液显酸性: c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+) >c(OH-),故B错误;
C.常温下0.1 mol·L-1的下列溶液①NH4Al(SO4)2,铝离子水解会抑制铵根离子水解; ②NH4Cl ③NH3·H2O是弱电解质,少量电离,所以铵根离子浓度最小; ④CH3COONH4中,醋酸根离子水解会促进铵根离子水解,所以c(NH4+)由大到小的顺序应该是:①>②>③>④,故C错误;
D.常温下,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到1:1的CH3COOH和CH3COONa混合液,物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,C(Na+)=0.05mol/L,所以 c(CH3COO-)+c(CH3COOH)-c(Na+)=0.1-0.05=0.05mol·L-1,故D错误;
正确答案:A。
16.25 ℃时,用浓度为0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ<HY<HX
B. 根据滴定曲线可得Ka(HX)的数量级是10-7
C. 将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D. HY与HZ混合,达到平衡时c(H+)=Ka(HY).c(HY)/c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察图像起点可知酸性HZ>HY>HX,所以在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ>HY>HX,故A错误;
B.由起点列三行式:
HX H++ X-
C(初) 0.1 0 0
△C 10-4 10-4 10-4
C(平) 0.1-10-4≈0.1 10-4 10-4
Ka==10-7
故B正确;
C.因为酸性HX<HY,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时,正好得到NaX和NaY的混合液,根据越弱越水解原理:c(Y-)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;
D. HY与HZ混合,达到平衡时电荷守恒c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-),故D错误;
正确答案:B。
【点睛】本题考查了酸碱混合时的定性判断及有关pH的计算,题目难度中等,根据图象数据判断电解质强弱是解题关键,注意掌握根据溶液pH判断电解质强弱的方法
17.在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B,发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。如图是A的反应速率v(A)随时间变化的示意图。下列说法正确的是
A. 反应物A的浓度:a点小于b点
B. A的平均反应速率:ab段大于bc段
C. 曲线上的c、d两点都表示达到平衡状态
D. 该反应的生成物可能对反应起催化作用
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,反应速率先增大后减小,c点反应速率最大,但反应物的浓度一直在减小;图中不能体现正逆反应速率关系,不能判定平衡状态,结合影响反应速率因素来解答。
【详解】A.随反应进行,反应物浓度不断减小,所以a点浓度大于b点,故A错误;
B.ac段,反应速率逐渐增大,所以平均反应速率ab段小于bc段,故B错误;
C.从图象上无法判断正逆反应速率相等,c、d两点不一定达到平衡状态,故C错误;
D.恒温恒容条件下,反应速率加快,可能是某种生成物对反应起到的催化作用,故D正确;
正确答案:D。
【点睛】本题考查图象及反应速率,为高频考点,把握图中速率变化的原因为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,选项BC为解答的易错点,题目难度中等。
18.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是
加入物质
结论
A
50 mL 1 mol·L-1H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO42-)
B
0.05 mol CaO
溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大
C
50 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
【答案】B
【解析】
【详解】n(Na2CO3)=0.05mol,碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,
A. n(H2SO4)=1mol/L×0.05L=0.05mol,H2SO4和Na2CO3反应方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O,根据方程式知,二者恰好反应生成强酸强碱盐Na2SO4,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得(Na+)=2c(SO42-),故A错误;
B.CaO+H2O=Ca(OH)2,氢氧根离子浓度增大,会抑制碳酸根离子水解,c(OH-)×c(HCO3-)=Kh×C(CO32-),由于C(CO32-)浓度增大,所以c(OH-)×c(HCO3-)=Kh×C(CO32-)增大,故B正确;
C.加水稀释促进碳酸钠水解,但由于体积增大倍数大于促进水解倍数,c(OH-)变小,由于溶液中的OH-由水电离产生,因此,由水电离出的c(H+)、c(OH-)减小,二者浓度之积减小,故C错误;
D.NaHSO4和Na2CO3反应方程式为:2NaHSO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑,根据方程式知,二者恰好反应生成Na2SO4、H2O、CO2,溶液中的溶质是硫酸钠,溶液呈中性,溶液由碱性变为中性,溶液的pH减小,因为硫酸氢钠中含有钠离子,所以c(Na+)增大,故D错误;
正确答案:B。
19.在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)△H<0反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是
A. 升高温度,平衡常数增大
B. W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C. Q点时,Y的转化率最大
D. 平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
【答案】C
【解析】
试题分析:反应开始时没有达到平衡,反应向正向进行,X的量减少,到Q点时达到最小,则这一点是反应的最大限度,Q点后平衡向逆向移动X的量逐渐增加。根据上述分析,温度升高平衡向逆向移动,平衡常数减小,A错;W、M两点X的浓度相同但是温度不相同,故反应速率不相等,B错;Q点X的量最少,转化率最大,C对;平衡时充入Z,相当于增大压强,反应两边气体的化学计量数相等,改变压强对平衡没有影响,达到新平衡时Z的体积分数与原平衡一样,D错。
考点:化学反应图像和平衡的移动。
20.溶液的酸碱性可用酸度(AG)表示[AG=lg c(H+)/c(OH−) ]。室温下,向浓度均为0.1mol·L-1、体积均为100mL的两种一元酸HX、HY的溶液中,分别加入NaOH固体,AG随加入NaOH的物质的量的变化如图所示,下列叙述正确的是
A. HX、HY均为弱酸
B. a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1
C. c点溶液中:c(HY) <c(Na+)<c(Y-)
D. b点时,溶液的pH=7,酸碱恰好完全中和
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据起点:0.1mol/L的HX溶液:lg c(H+)/c(OH−)=12,Kw= c(H+)×c(OH−)=1×10-14,得出c(H+)=0.1mol/L,HX为强酸,故A错误;
B.a溶液中c(H+)=0.1mol/L,溶液中水电离的c(H+)=10-13mol•L-1,故B错误;
C.c点lg c(H+)/c(OH−) =6,则溶液中c(H+)=10-4mol/L,此时消耗的NaOH为0.005mol,则溶液中的溶质为NaY和HY,由于溶液显酸性,所以HY的电离程度大于NaY的水解程度,所以n(Y-)>0.005mol,n(HY)<0.005mol,n(Na+)=0.005mol,所以c(HY) <c(Na+)<c(Y-),故C正确;
D.浓度均为0.1mol•L-1、体积均100mL的HY与NaOH恰好中和消耗NaOH为0.01mol,而b点时消耗的NaOH为0.008mol,所以酸过量,故D错误.
正确答案:C。
21.下列是25 ℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是
化学式
AgCl
Ag2CrO4
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ksp或Ka
Ksp=1.8×10-10
Ksp=9.0×10-12
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A. H2CO3、HCO3-、CH3COO-、ClO- 在溶液中可以大量共存
B. 等体积等浓度的CH3COONa和NaClO中离子总数:CH3COONa <NaClO
C. 向浓度均为1.0×10-3 mol·L-1的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加1.0×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液,CrO42―先形成沉淀
D. 向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液中至c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,此时溶液的pH=5
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于H2CO3的Ka1大于HClO的Ka,根据强酸制弱酸原理H2CO3+ClO-=HCO3-+HClO, H2CO3、ClO-在溶液中不可以大量共存,故A错误;
B. 设浓度均为:0.1mol/L,NaClO溶液中的c(Na+)=0.1mol/L,则溶液中的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(OH-);CH3COONa溶液中的c(Na+)=0.1mol/L,溶液中的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),两溶液中的c(Na+)相同,但水解程度不同,次氯酸钠的水解程度大,所以醋酸钠中氢离子的浓度大于次氯酸钠,则有:c(ClO-)+c(OH-)<c(CH3COO-)+c(OH-),所以离子总数:NaClO溶液<CH3COONa溶液,故B错误;
C. AgCl沉淀所需C(Ag+)==1.8×10-10/(1.0×10-3)=1.8×10-7mol/L, Ag2CrO4沉淀所需C(Ag+)===3×10-4.5 mol/L,所以氯离子先沉淀,故C错误;
D. c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,根据醋酸的电离常数Ka=1.8×10-5==得C(H+)=10-5,此时溶液的pH=5,故D正确;
正确答案:D。
Ⅱ卷 非选择题(共58分)
22.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡等,请回答下列问题。
(1)已知部分弱电解质的电离常数如下表:
弱电解质
NH3.H2O
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
Kb = 1.8×10 −5
Ka = 1. 77×10 −4
Ka=4.3×10−10
Ka1=5.0×10−7
Ka2=5.6×10−11
① 已知25℃时,HCOOH( aq) +OH −( aq)=HCOO−(aq) +H2O(l) △H=−a kJ/mol H+(aq) +OH−(aq) =H2O(l) △H=−b kJ/mol 甲酸电离的热化学方程式为______________。
②取浓度相同的上述三种酸溶液,溶液pH最大的是_________,稀释相同的倍数后,溶液pH变化最大的是____________________。
③分别取等浓度、等体积HCOOH和HCN溶液,加入同浓度的NaOH溶液中和,当溶液呈中性时消耗NaOH溶液的体积:V (HCOOH)______ V (HCN) (填“>”、“<”或“=”)。
④0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中,c(CN−)______c(HCO3 −)(填“>”、“<”或“=”)。
⑤常温下,pH相同的三种溶液a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,其物质的量浓度由大到小的顺序是_____________(填编号)。
⑥将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式是__________________________________。
⑦若NH3·H2O与CO2恰好完全反应生成正盐,则此时溶液呈________性(填“酸”或“碱”)。向该溶液中通入________气体可使溶液呈中性(填“CO2”或“NH3”)。此时溶液中c(NH4+)/c(CO3 2−) ________2(填“>”“<”或“=”)
(2)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。
① HA的电离方程式是____________________________
② a、b、c处溶液中水的电离程度最大的是_______________
③ c点所示的溶液中除水分子外的微粒浓度由大到小的顺序依次为______________________________。
(3)常温下,将等体积0.1 mol•L-1NaOH和n mol•L-1HA混合,溶液呈中性,该温度下HA的电离常数Ka=___________(用含有n的式子表达)
【答案】 (1). HCOOH(aq)HCOO−(aq)+H+(aq) △H=( b −a)kJ/mol (2). HCN (3). HCOOH (4). > (5). < (6). abc (7). CN−+CO2+H2O=HCN+HCO3− (8). 碱性 (9). CO2 (10). > (11). HA H++ A− (12). b (13). c(A−)>c(Na+)> c(HA)>c(H+)>c(OH−) (14). 10-8/(n-0.1)
【解析】
【分析】
(1)①利用盖斯定律得到电离方程式;
②根据电离常数确定酸性强弱,得出结论;
③要想使溶液呈中性,酸性越弱所需NaOH体积越小;
④根据电离常数得到酸性强弱,再根据越弱越水解的原理比较离子浓度;
⑤根据电离常数得到酸性强弱,再根据越弱越水解的原理比较物质的量浓度;
⑥根据电离常数可知酸性H2CO3>HCN>HCO3-,强酸之弱酸原理书写离子方程式;
⑦根据电离常数判断;
(2)① 根据b点溶液显碱性可以判断生成了强酸弱碱盐,所以HA为弱碱,书写电离方程式;
② 根据酸碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离判断;
③ c点为HA和NaA物质的量1:1的溶液;
(3)利用电荷守恒和物料守恒计算;
【详解】(1)①已知25℃时,①HCOOH( aq) +OH −( aq)=HCOO−(aq) +H2O(l) △H=−a kJ/mol ②H+(aq) +OH−(aq) =H2O(l) △H=−b kJ/mol ①-②得到甲酸电离的热化学方程式HCOOH(aq)HCOO−(aq)+H+(aq) △H=( b −a)kJ/mol;
正确答案:HCOOH(aq)HCOO−(aq)+H+(aq) △H=( b −a)kJ/mol。
②根据电离常数可知酸性HCOOH>H2CO3>HCN,所以PH最大的是HCN,稀释相同倍数PH变化最大的是HCOOH;
正确答案: HCN HCOOH
③要想使溶液呈中性,酸性越弱所需体积越小,根据电离常数可知HCOOH酸性强于HCN,所以取等浓度、等体积HCOOH和HCN溶液,加入同浓度的NaOH溶液中和,当溶液呈中性时消耗NaOH溶液的体积:V (HCOOH)> V (HCN);
正确答案:>
④根据电离常数可知H2CO3酸性大于HCN,盐类越弱越水解的原理比较离子浓度,则0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中,c(CN−)
正确答案:<
⑤根据电离常数可知HCOOH>HCN>HCO3-,盐类水解是越弱水解能力越强,达到相同PH需要浓度越小,所以常温下,pH相同的三种溶液a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,其物质的量浓度由大到小的顺序是abc;
正确答案: abc
⑥根据电离常数可知酸性H2CO3>HCN>HCO3-,强酸之弱酸原理书写离子方程式CN−+CO2+H2O=HCN+HCO3−;
正确答案:CN−+CO2+H2O=HCN+HCO3−
⑦根据电离常数可知氨水电离常数大于碳酸和碳酸氢根离子,所以碳酸根离子水解能力强于铵根离子;若NH3·H2O与CO2恰好完全反应生成正盐,则此时溶液呈碱性(填“酸”或“碱”)。向该溶液中通入CO2气体可使溶液呈中性。此时溶液中c(NH4+)/c(CO3 2−) >2;
正确答案:碱性 CO2 >
(2)① 根据b点溶液显碱性可以判断生成了强酸弱碱盐,所以HA为弱碱,书写电离方程式HA H++ A−;
正确答案:HA H++ A−
② a点:HA溶液;b点:NaA溶液;c点:NaA和HA物质的量比为1:1的混合溶液;根据酸碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离判断b处溶液中水的电离程度最大;
正确答案:b。
③ c点为HA和NaA物质的量1:1的溶液,c点偏酸性说明HA的电离程度大于A-的水解程度,c点所示的溶液中除水分子外的微粒浓度由大到小的顺序依次为c(A−)>c(Na+)> c(HA)>c(H+)>c(OH−);
正确答案:c(A−)>c(Na+)> c(HA)>c(H+)>c(OH−)
(3)电荷守恒式:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(A-)因为溶液呈中性所以C(Na+)= C(A-)=0.1/2=0.05mol/L;物料守恒C(HA)=n/2-0.05 mol/L,C(H+)=1×10-7 mol/L;
Ka==10-8/(n-0.1)
正确答案:10-8/(n-0.1)
【点睛】根据电离常数判断酸性强弱;经常用到的原理强酸制弱酸;酸性越强离子水解能力越弱;学会三大守恒的运用;这些都是高考重点和难点。
23.科学家寻找高效催化剂,通过如下反应实现大气污染物转化:
(1)NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H<0,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
时间(min)
0
5
10
15
20
25
c(NH3)/mol·L-1
1.00
0.36
0.12
0.08
0. 0072
0.0072
c(O2)/mol·L-1
2.00
1.20
0.90
0.85
0.84
0.84
①前10分钟内的平均速率v(NO)=___________________mol·L-1·min-1
②下列有关叙述中正确的是______________
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内气体的密度不变时,说明反应已达平衡
D.若该反应的平衡常数K值变大,在平衡移动过程中正反应速率先增大后减小
(2)氨催化氧化时会发生下述两个竞争反应I、II。催化剂常具有较强的选择性,即专一性。
已知:反应I 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H<0
反应 II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g) △H<0
为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”)。
②反应I的活化能Ea(正)________ Ea(逆) (填“小于”“等于”或“大于”)。
③520℃时,4NH3(g)+5O24NO(g)+6H2O(g)的平衡常数K=________________ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
④C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因_________________________。
(3)羟胺(NH2OH)的电子式_____________,羟胺是一种还原剂,可用作显像剂还原溴化银生成银单质和氮气,该反应的化学方程式为________________________________________。现用25.00mL0.049mol/L的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用,则在上述反应中,羟胺的氧化产物是________________________。
【答案】 (1). 0.088 (2). A (3). Ⅰ (4). 小于 (5). 0.24×0.96/(0.44×1.455) (6). 温度升高,催化剂的活性减弱,相同时间生成的NO减少(该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动) (7). (8). 2NH2OH+2AgBr==N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O (9). N2O
【解析】
【分析】
(1)①可以计算出氨气或氧气的速率,根据速率比等于化学计量数之比,算出NO的速率;
②A.催化剂可以同等程度的降低正逆反应的活化能,加快其反应速率,故A正确;
B.正逆反应速率比不等于化学计量数之比,未达平衡,故B错误;
C.T、V、m(总)一定,密度一定,不能作为判断是否平衡的依据,故C错误;
D.因为正反应放热反应,若该反应的平衡常数K值变大,说明在降温,平衡移动过程中正反应速率减小,故D错误;
(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的,故该催化剂在高温下选择反应I;
②根据△H判断;
③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2,520℃平衡时n(NO)=n(N2)=0.2mol,则:
4NH3(g)+5O2⇌4NO(g)+6H2O(g)
变化(mol ): 0.2 0.25 0.2 0.3
4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)
变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6
故平衡时,n(NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(O2)=2mol-0.25mol-
0.3mol=1.45mol,n(H2O)=0.3mol+0.6mol=0.9mol,由于容器体积为1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数;
④该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动;
(3) 根据稳定结构书写羟胺(NH2OH)的电子式;反应物羟胺和溴化银,产物银单质和氮气,书写化学方程式;关系式法计算;
【详解】(1)①v(NH3)=(1.00-0.12)/10=0.088 mol·L-1·min-1, 根据速率比等于化学计量数之比,算出NO的速率v(NO)=0.088 mol·L-1·min-1。
正确答案:0.088
②A.催化剂可以同等程度的降低正逆反应的活化能,加快其反应速率,故A正确;
B.正逆反应速率比不等于化学计量数之比,未达平衡,故B错误;
C.T、V、m(总)一定,密度一定,不能作为判断是否平衡的依据,故C错误;
D.因为正反应放热反应,若该反应的平衡常数K值变大,说明在降温,平衡移动过程中正反应速率减小,故D错误;
正确答案:A。
(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的,故该催化剂在高温下选择反应I;
正确答案:Ⅰ
②因为△H= Ea(正)- Ea(逆) <0,所以Ea(正) <Ea(逆);
正确答案:<。
③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2,520℃平衡时n(NO)=n(N2)=0.2mol,则:
4NH3(g)+5O2⇌4NO(g)+6H2O(g)
变化(mol ): 0.2 0.25 0.2 0.3
4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)
变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6
故平衡时,n(NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(O2)=2mol-0.25mol-
0.3mol=1.45mol,n(H2O)=0.3mol+0.6mol=0.9mol,n(NO)=0.2mol由于容器体积为1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数K=0.24×0.96/(0.44×1.455);
正确答案:0.24×0.96/(0.44×1.455)。
④该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动;
正确答案:温度升高,催化剂的活性减弱,相同时间生成的NO减少(该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动)。
(3) 根据稳定结构书写羟胺(NH2OH)的电子式;反应物羟胺和溴化银,产物银单质和氮气,书写化学方程式2NH2OH+2AgBr==N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O;羟胺失去的电子数等于高锰酸钾得到的电子数,设羟胺氧化产物的化合价为+x,列等式5×24.50mL ×0.020mol/L=(x+1)×25.00mL×0.049mol/L,得x=1,故氧化产物为N2O;
正确答案: 2NH2OH+2AgBr==N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O N2O
24.草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备.用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4•2H2O工艺流程如下
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Co(OH)2
Fe(OH)2
Mn(OH)2
完全沉淀的pH
3.7
5.2
9.2
9.6
9.8
(1)Co2O3中Co的化合价是________________
(2)写出浸出过程中Na2SO3与Co2O3发生反应的离子方程式:________________________________________
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是______________________________________
(4)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀,沉淀除Al(OH)3外,还有的成分是____________,(填化学式)试用离子方程式和必要的文字简述其原理: ______________________________________________________________________________
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图,萃取剂的作用是____________________;其使用的适宜pH范围是_____.
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
(6)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀.已知Ksp(MgF2)=7.35×10﹣11、Ksp(CaF2)=1.05×10﹣10,当加入过量NaF后,所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) =_______.
(7)用m1 kg水钴矿(含Co2O3 60%)制备CoC2O4•2H2O,最终得到产品 m2 kg,产率为________________。(不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
【答案】 (1). +3 (2). SO32−+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42−+2H2O (3). 将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+ (4). Fe(OH)3 (5). Fe3++3H2O⇌ Fe(OH)3+3H+,加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动 (6). 除去溶液中的Mn2+ (7). B (8). 0.7 (9). 366×0.6m1/166 m2 (1.32m1/ m2)
【解析】
【分析】
亚硫酸钠具有还原性,浸出过程将Fe3+、Co3+还原为Fe2+、Co2+; NaClO3具有氧化性,能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原生成氯离子,同时生成水;加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;加入过量NaF除掉钙离子和镁离子;由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;加入草酸铵制得草酸钴晶体。
(1)Co2O3中Co的化合价是+3价;
(2) Na2SO3与Co2O3发生反应氧化还原反应;
(3)加入NaClO3的目的是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+;
(4) 加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;
正确答案:除去溶液中的Mn2+ B。
(6)所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+)= Ksp(MgF2)/ Ksp(CaF2)= 7.35×10﹣11/1.05×10﹣10=0.7;
正确答案:0.7。
(7)利用关系式发计算;
【详解】(1)Co2O3中Co的化合价是+3价;
正确答案:+3
(2) Na2SO3与Co2O3发生反应氧化还原反应,离子方程式为SO32−+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42−+2H2O;
正确答案:SO32−+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42−+2H2O
(3)加入NaClO3的目的是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+;
正确答案:将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+
(4) 加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;
正确答案:Fe(OH)3 Fe3++3H2O⇌ Fe(OH)3+3H+,加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动。
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;
(6)所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) 等于Ksp之比计算;
(7)利用关系式发计算;
理论产量: Co2O3~2CoC2O4•2H2O
166 366
m1×60% 366×m1×60%/166
产率为实际产量比理论产量:m2/(366×m1×60%/166)= 366×0.6m1/166 m2(1.32m1/m2);
正确答案: 366×0.6m1/166 m2(1.32m1/m2)。
【点睛】根据题干信息和联系下面的问题去理解流程图是关键,还要学会关系式法的运用。
25.POC13常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POC13并测定产品含量的实验过程如下:
I.实验室制备POC13。采用氧气氧化液态PCl3法制取POC13,实验装置(加热及夹持仪器略)如下图:
资料:①Ag++SCN-=AgSCN↓ Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN);
②PCl3和POC13的相关信息如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0
137.5
两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢
POC13
2.0
106.0
153.5
(1)仪器a的名称____________________。
(2)B中所盛的试剂是________,干燥管的作用是_____________________。
(3)POC13遇水反应的化学方程式为____________________________。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是:____________________________。
II.测定POC13产品的含量。实验步骤:
①制备POC13实验结束后,待三颈瓶中的液体冷却至室温,准确称取29.1g产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00 mL溶液。
②取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入20.00 mL 3.5mol/L AgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂,用1.00mol/LKSCN溶液滴定过量AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
(5)步骤④中X可以选择___________________ 。
(6)步骤③若不加入硝基苯,会导致测量结果______(填偏高,偏低,或无影响)
(7)反应产物中POC13的质量百分含量为___________________, 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,则上述结果____________(填偏高,偏低,或无影响)
【答案】 (1). 长颈漏斗 (2). 浓硫酸 (3). 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶 (4). POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl (5). 温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低 (6). Fe(NO3)3 (7). 偏高 (8). 52.7% (9). 偏低
【解析】
【分析】
A装置中用双氧水与二氧化锰反应生成氧气,通过加入双氧水的量,可以控制产生氧气的速率,氧气中含有水蒸气用浓硫酸除去,所以B装置中装浓硫酸,装置B中有上颈漏斗,可以平衡装置内外的压强,起安全瓶的作用,纯净的氧气与三氯化磷反应生成POCl3,为了控制反应速率且要防止三氯化磷会挥发,反应的温度控制在60~65℃,所以装置C中用水浴,为防止POCl3挥发,用冷凝管a进行冷凝回流,POCl3遇水均剧烈水解为含氧酸和氯化氢,所以为防止空气中水蒸汽进入装置,同时吸收尾气,因此在装置的最后连有碱石灰的干燥管。
I.(1)仪器a的名称长颈漏斗;
(2)B中所盛的试剂是浓硫酸,干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
(3)POC13遇水反应的化学方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl;
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
II.(5) 以硝酸铁作为指示剂,可以与过量的KSCN发生特征反应,滴定终点溶液变为红色;
(6) 加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液,如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),使得实验中消耗的AgSCN偏多,根据(7)的计算原理可知,会使测定结果将偏低;
(7)利用关系式法计算百分含量; 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,会造成读取消耗硫氰化钾偏少,则上述结果偏低;
【详解】I.(1)仪器a的名称长颈漏斗;
正确答案:长颈漏斗。
(2)B中所盛的试剂是浓硫酸,干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
正确答案:浓硫酸 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。
(3)POC13遇水反应的化学方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl;
正确答案:POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
正确答案:温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低。
II.(5) 以硝酸铁作为指示剂,可以与过量的KSCN发生特征反应,滴定终点溶液变为红色;
正确答案:Fe(NO3)3。
(6) 加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液,如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),使得实验中消耗的AgSCN偏多,根据(7)的计算原理可知,会使测定结果将偏低;
正确答案:偏低。
(7)利用关系式法计算百分含量; 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,会造成读取消耗硫氰化钾偏少,则上述结果偏高; KSCN消耗了0.01mol,AgNO3的物质的量为0.07mol;POCl3+3H2O+6AgNO3=Ag3PO4↓+3AgCl↓+6H NO3,AgNO3+ KSCN= AgCl↓+K NO3设10ml溶液中溶解了xmol POCl3;
POCl3~6AgNO3 KSCN~ AgNO3
1mol 6mol 1mol 1mol
Xmol 6xmol 0.01mol 0.01mol
0.01+6x=0.07得x=0.01mol,则100ml溶液中溶解了POCl30.1mol,POC13的质量百分含量为 ×100%=52.7%;
正确答案:52.7% 偏高。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 N-14 P-31 Co-59 Na-23
Ⅰ卷 选择题(共42分)
选择题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共42分)
1.下列离子方程式正确的是
A. NaHS溶于水: NaHS H++S2-+ Na+
B. NaHCO3溶液中的水解平衡:HCO3-+H2O H3O++ CO32-
C. (NH4)2SO4溶于水:(NH4)2SO42NH4++SO42-
D. HF溶于水:HF+H2OH3O++F-
【答案】D
【解析】
【详解】A. NaHS溶于水应为: NaHS =HS-+ Na+,故A错误;
B. NaHCO3溶液中的水解平衡应为:HCO3-+H2OOH-+ HCO3-,故B错误;
C. (NH4)2SO4溶于水应为:(NH4)2SO4=2NH4++SO42-,故C错误;
D. HF溶于水:HF+H2OH3O++F-,故D正确;
正确答案:D。
2.下列说法不正确的是
A. NH4F水溶液存放于塑料试剂瓶中
B. 明矾可以用来净水,是利用明矾水解生成Al(OH)3胶体,从而起到杀菌消毒功效
C. 将 Fe2(SO4)3的溶液蒸干、灼烧可得到Fe2(SO4)3固体
D. 草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
【答案】B
【解析】
【详解】A.氟化铵水解生成氟化氢,氢氟酸和玻璃中二氧化硅反应腐蚀玻璃,因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中,可以存放于塑料试剂瓶中,故不选A;
B.明矾中的铝离子水解生成的Al(OH)3胶体具有良好的吸附性,可以用于净水,但起不到杀菌消毒功效,故选B;
C.硫酸铁水解生成氢氧化铁和硫酸,加热促进硫酸铁水解,因为硫酸没有挥发性,所以得到的固体仍然是Fe2(SO4)3,硫酸铁水解离子方程式为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,故不选C;
D.K2CO3与NH4Cl发生互促水解,二者不能混合使用,否则降低肥效,故不选D。
正确答案:B。
3.下列说法正确的是
A. 常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大
B. 用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小
C. 在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
D. 物质的溶解度都随温度的升高而增加,物质的溶解都是吸热的
【答案】B
【解析】
试题分析:A.常温下向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,沉淀溶解平衡逆向移动,但是由于温度不变,所以Ksp值不变,错误;B.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀时由于沉淀溶解平衡逆向移动,所以溶解消耗的AgCl比用水洗涤损耗AgCl小,正确;C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,由于c(SO42-)增大,所以沉淀溶解平衡逆向移动,使溶液中的c(Ba2+)减小,错误;D.大多数物质的溶解度随温度的升高而增加,说明多数物质的溶解是吸热的,只有少数物质溶解度随温度的降低而增大,这类物质的溶解是放热的,错误。
考点:考查沉淀溶解平衡的应用的知识。
4.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,下列叙述不正确的是
A. 0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释或加热均可使CH3COO-的物质的量增多
B. 0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释,c(CH3COO-)/[c(CH3COOH) ·c(OH-)]不变
C. 向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量纯醋酸,平衡向右移动,电离程度增大
D. 0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中c(CH3COOH)/c(CH3COO-)的值减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释或加热,平衡正向移动,均可使CH3COO-的物质的量增多,故不选A。
B.0.1 mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释,c(CH3COO-)/[c(CH3COOH) ·c(OH-)]=Ka/Kw,只受温度影响,加水稀释不发生变化,故不选B;
C.向0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量纯醋酸,平衡向右移动,电离程度减小,故选C;
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀释,平衡正向移动,溶液中c(CH3COOH)/c(CH3COO-)= n(CH3COOH)/n(CH3COO-)的值减小,故不选D;
正确答案:C。
5.关于化学反应速率和限度,下列说法正确的是:
A. 密闭容器中进行的如下反应:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B. 对于反应:H2S(g) H2(g)+S(s) ΔH>0 ,加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动
C. 一定条件下,2L 密闭容器中存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0。达平衡后再充入一定量的CO(g),平衡正向移动,平衡常数K变大
D. 增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的百分含量不一定增大
【答案】D
【解析】
【详解】A. 2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,升高温度,活化分子百分数增加。正逆反应速率均增大,故A错误;
B. 对于反应:H2S(g) H2(g)+S(s) ΔH>0 ,加压平衡正向移动,降温化学平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.平衡常数K外界条件只受温度影响,温度不变,始终是定值,故C错误;
D.增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的百分含量=,因为分子,分母均增大所以生成物的百分含量不一定增大,故D正确;
正确答案:D。
6.下列指定溶液中一定能大量共存的离子组是
A. 含有大量AlO的溶液中:Na+、K+、HCO3-、NO3-
B. pH=1的溶液中:NH4+、Na+、Fe3+、SO42-
C. 水电离产生c(H+)=1×10-13 mol/L溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO42-
D. Na2S溶液中:SO42-、K+、Cu2+、Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A. AlO+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+ CO32-,故A错误;
B. pH=1的溶液中:NH4+、Na+、Fe3+、SO42-,彼此之间不反应,可以大量共存,故B正确;
C. 水电离产生c(H+)=1×10-13 mol/L溶液为酸性或碱性溶液,Al3+在碱性环境下不存在,故C错误;
D. S2-+ Cu2+=CuS↓,故D错误;
正确答案:B。
【点睛】HCO3-和AlO,强酸制弱酸原理不共存;HCO3-和Al3+互促水解到底不共存。
7.某学生的实验报告中,描述合理的是
A. 用托盘天平称量25.20g NaCl
B. 用pH试纸测得NaClO溶液的pH约为11
C. 用25mL碱式滴定管量取出15.00mLKMnO4溶液
D. 将CuSO4溶液蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到硫酸铜晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A. 用托盘天平是粗量器,只能称量到0.1g,不需要估读,故A错误;
B. NaClO溶液有漂白性,pH试纸测定不出PH,故B错误;
C. KMnO4溶液有强氧化性,会腐蚀胶皮管,所以只能用酸式滴定管量取,故C错误;
D.因为CuSO4为难挥发性酸的弱碱盐,所以可以采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到硫酸铜晶体,故D正确;
正确答案:D。
8.下列说法正确的是
A. 向氨水中加水稀释后,溶液中除了H2O以外其他粒子浓度都下降
B. 若NaHC2O4溶液的pH=5,则溶液中c(C2O42-)<c(H2C2O4)
C. pH相同的醋酸溶液和盐酸,分别用蒸馏水稀释至原溶液体积的m倍和n倍,若稀释后两溶液的pH仍相同,则m<n
D. pH=4的氯化铵溶液与pH=4的稀盐酸中,由水电离出的c(H+)之比为106∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.Kw=C(H+)×C(OH-),向氨水中加水稀释后,OH-浓度下降,H+浓度上升,故A错误;
B.若NaHC2O4溶液的pH=5,说明HC2O4-电离程度大于水解程度,则溶液中c(C2O42-)> c(H2C2O4),故B错误;
C.因为醋酸是弱酸,存在电离平衡,加水后电离正向进行,电离程度增加;盐酸是强酸在水中完全电离,所以要使稀释后两溶液PH值相同就必须使m>n,故C错误;
D. pH=4的氯化铵溶液与pH=4的稀盐酸中,由水电离出的c(H+)之比为10-4:10-10=106∶1,故D正确;
正确答案:D。
9.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,用排水法收集气体
HX放出的氢气多且产生等量H2反应速率快
酸的强弱:HX<HY
B
向2 mL 0.1 mol/L Na2S溶液中滴2滴0.1 mol/L ZnSO4溶液;再滴2滴0.1 mol/L CuSO4
先生成白色沉淀,后生成黑色沉淀
溶度积(Ksp):ZnS>CuS
C
向FeCl3和KSCN混合溶液中,加入少量KCl的固体
溶液颜色变浅
FeCl3+3KSCNFe(SCN)3 +3KCl平衡向逆反应方向移动
D
常温下,用pH计分别测定饱和NaA溶液和饱和NaB溶液的pH
pH:NaA>NaB
常温下酸性:HA﹤HB
【答案】A
【解析】
【详解】A.等体积pH=2的HX和HY两种酸分别与足量的铁反应,HX放出的氢气多且产生等量H2反应速率快,说明HX的浓度大,故HX的酸性比HY弱,故A正确;
B.实验操作错误,应该向2 mL 0.1 mol/L Na2S溶液中足量0.1 mol/L ZnSO4溶液,使得硫化钠反应完全;再滴入0.1 mol/L CuSO4,观察沉淀颜色的变化,确定Ksp的大小,故B错误;
C.实验设计错误,此离子反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,KCl固体对平衡无影响,故C错误;
D.实验操作错误,必须测定等浓度NaA溶液和NaB溶液的pH,否则无可比性,故D错误;
正确答案:A。
10.向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生化学反应aX(g)+2Y(s) bZ(g) △H<0。图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线。根据以上信息,下列说法正确的是
A. 根据上图可求得方程式中a∶b=1:3
B. 推测在第7min时曲线变化的原因可能是升温
C. 推测在第13min时曲线变化的原因可能是降温
D. 用X表示0~10min内该反应的平均速率为v(X)=0.045mol/(L·min)
【答案】B
【解析】
【详解】A.0~10min内X的变化量是0.25mol/L,Z的变化量是0.5mol/L,所以a:b=1:2,故A错误;
B.7min时从图中可以看出速率加快,但浓度没有改变,所以不是增大压强和增加浓度,有可能是升高温度,故B正确;
C. 13min时从图中可以看出X浓度增加,Z的浓度减小,说明平衡逆向移动,不可能是降温,故C错误;
D. 0~10min内该反应的平均速率为v(X)=,故D错误;
正确答案:B。
11.己知NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA
B. 一定条件下在密闭容器中2 molSO2与2 molO2充分反应,最终的气体分子数为3NA
C. 将lmolNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,溶液中NH4+数目为NA
D. 将含0.1molFeCl3的饱和溶液滴入沸水形成的胶体粒子的数目为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.25℃时,pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH-数目为10-1×1.0×NA=0.1NA,故A错误;
B.一定条件下在密闭容器中2 molSO2与2 molO2充分反应,因为此反应为可逆反应,反应不能进行到底,无法计算最终分子数,故B错误;
C.将lmolNH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,电荷守恒式n(NH4+)×1+n(H+)×1= n(NO3-)×1+n(OH-)×1, n(H+)= n(OH-)得溶液中NH4+数目等于NO3-数目,故C正确;
D.胶体粒子要求直径在1-100nm(1nm=10-9米)所以单个的Fe(OH)3直径不够,往往是好多个Fe(OH)3粒子在一起才形成一个胶粒,所以0.1molFeCl3的饱和溶液制成胶体,胶体粒子数远小于0.1NA,故D错误;
正确答案:C。
12.常温下,将pH=12的Ba(OH)2 与pH=9的NaOH溶液等体积混合后溶液中的氢离子浓度(mol •L-1)为
A. 5×10-10 B. 2×10-12 C. 5×10-12 D. (10-12 +10-9)/2
【答案】B
【解析】
【详解】C(OH-)=≈5×10-3,C(H+)=Kw/C(OH-)=1×10-14/(5×10-3)= 2×10-12,故B正确;
正确答案:B。
【点睛】混合溶液计算氢离子浓度:若为酸性,直接求c(H+),两强酸混合:混合溶液中c混(H+)=;若为碱性,先求c(OH-),依据c(H+)=KW/ c(OH-),两强碱混合:混合溶液中c混(OH-)=;
13.下列有关说法正确的是
A. 已知HI(g) 1/2H2(g)+1/2I2(s) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量
B. 已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【详解】A. HI(g) 1/2H2(g)+1/2I2(s) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,由于反应可逆,可知1 mol HI气体充分分解后可以放出小于26.5 kJ的热量,故A错误;
B.根据燃烧热定义可知,水的状态不对,必须为液态才可以,故B错误;
C.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,盖斯定律可得:2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH1-ΔH2,因为燃烧放热,所以ΔH1-ΔH2<0, 则ΔH1<ΔH2,故C正确;
D.因为醋酸为弱电解质,电离需要吸热,所以NaOH(aq)+CH3COOH(aq)==CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.4 kJ·mol-1,故D错误;
正确答案:C。
【点睛】①关于可逆反应热化学方程式注意点:
A.当反应逆向进行,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1,意义是指2 mol SO2气体与1 mol O2完全反应时,放出a kJ的热量,若将2 mol SO2与气体1 mol O2放于一密闭容器中在一定条件下反应达平衡时,放出的热量要小于a kJ,且当平衡移动(各物质状态不变)时,ΔH不变。
②燃烧热定义:101KPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成生成稳定氧化物时所放出的热量;例如氢元素对应液态水,硫元素对应二氧化硫等
中和热定义:稀溶液中强酸跟强碱发生中和反应只生成 1 mol H2O时所释放的热量;不同反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJ·mol-1
14.将等体积的0.1 mol/L AgNO3溶液和0.1 mol/L NaCl溶液混合得到浊液,过滤后进行如下实验:
下列分析不正确的是
A. ①的现象说明上层清液中不含Ag+
B. ②的现象说明该温度下Ag2S比Ag2SO4更难溶
C. ③中生成Ag(NH3)2+,促进AgCl(s)溶解平衡正向移动
D. 若向③中滴加一定量的硝酸,也可以出现白色沉淀
【答案】A
【解析】
【分析】
0.1mol/L AgNO3溶液和0.1mol/L NaCl溶液等体积混合得到浊液,说明生成氯化银沉淀;向①的溶液中滴加 0.1 mol/L Na2S溶液,出现浑浊,此实验说明①的溶液中仍然存在银离子,同时说明硫化银比Ag2SO4更难溶;取少量氯化银沉淀,滴加氨水,发生反应,沉淀逐渐溶解,若向③中滴加一定量的硝酸,氨水浓度减小,平衡逆向移动;
【详解】根据上述分析,向①的滤液中滴加0.1 mol/L Na2S溶液,出现浑浊,此实验说明①的溶液中仍然存在银离子,故A错误;向①的溶液中滴加 0.1 mol/L Na2S溶液,出现浑浊,此实验说明硫化银比Ag2SO4更难溶,故B正确;取少量氯化银沉淀,滴加氨水,发生反应,沉淀逐渐溶解,故C正确;若向③中滴加一定量的硝酸,氨水浓度减小,平衡逆向移动,出现氯化银沉淀,故D正确。
15.下列说法正确的是
A. 常温下,向0.1mol/L CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7: c(Na+)>c(CH3COOH) =c(Cl-)
B. 常温时,将pH=1的醋酸和pH=13的NaOH溶液等体积混合后的溶液: c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-) >c(H+)
C. 常温下0.1 mol·L-1的下列溶液①NH4Al(SO4)2 ②NH4Cl ③NH3·H2O ④CH3COONH4中,c(NH4+)由大到小的顺序是:②>①>④>③
D. 常温下,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后 c(CH3COO-)+c(CH3COOH)-c(Na+)=0.1 mol·L-1
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下,向0.1mol/L CH3COONa溶液中通入HCl至溶液pH=7: 电荷守恒c(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(Cl-)+C(CH3COO-) ,因为PH=7,所以c(Na+)=C(Cl-)+C(CH3COO-),
物料守恒c(Na+)= c(CH3COOH) +C(CH3COO-),所以c(Na+)>c(CH3COOH) =c(Cl-),故A正确;
B.常温时,将pH=1的醋酸和pH=13的NaOH溶液等体积混合后得到CH3COONa和CH3COOH混合溶液,而且CH3COOH会过量很多,溶液显酸性: c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+) >c(OH-),故B错误;
C.常温下0.1 mol·L-1的下列溶液①NH4Al(SO4)2,铝离子水解会抑制铵根离子水解; ②NH4Cl ③NH3·H2O是弱电解质,少量电离,所以铵根离子浓度最小; ④CH3COONH4中,醋酸根离子水解会促进铵根离子水解,所以c(NH4+)由大到小的顺序应该是:①>②>③>④,故C错误;
D.常温下,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到1:1的CH3COOH和CH3COONa混合液,物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,C(Na+)=0.05mol/L,所以 c(CH3COO-)+c(CH3COOH)-c(Na+)=0.1-0.05=0.05mol·L-1,故D错误;
正确答案:A。
16.25 ℃时,用浓度为0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ<HY<HX
B. 根据滴定曲线可得Ka(HX)的数量级是10-7
C. 将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D. HY与HZ混合,达到平衡时c(H+)=Ka(HY).c(HY)/c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察图像起点可知酸性HZ>HY>HX,所以在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ>HY>HX,故A错误;
B.由起点列三行式:
HX H++ X-
C(初) 0.1 0 0
△C 10-4 10-4 10-4
C(平) 0.1-10-4≈0.1 10-4 10-4
Ka==10-7
故B正确;
C.因为酸性HX<HY,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时,正好得到NaX和NaY的混合液,根据越弱越水解原理:c(Y-)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;
D. HY与HZ混合,达到平衡时电荷守恒c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-),故D错误;
正确答案:B。
【点睛】本题考查了酸碱混合时的定性判断及有关pH的计算,题目难度中等,根据图象数据判断电解质强弱是解题关键,注意掌握根据溶液pH判断电解质强弱的方法
17.在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B,发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。如图是A的反应速率v(A)随时间变化的示意图。下列说法正确的是
A. 反应物A的浓度:a点小于b点
B. A的平均反应速率:ab段大于bc段
C. 曲线上的c、d两点都表示达到平衡状态
D. 该反应的生成物可能对反应起催化作用
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,反应速率先增大后减小,c点反应速率最大,但反应物的浓度一直在减小;图中不能体现正逆反应速率关系,不能判定平衡状态,结合影响反应速率因素来解答。
【详解】A.随反应进行,反应物浓度不断减小,所以a点浓度大于b点,故A错误;
B.ac段,反应速率逐渐增大,所以平均反应速率ab段小于bc段,故B错误;
C.从图象上无法判断正逆反应速率相等,c、d两点不一定达到平衡状态,故C错误;
D.恒温恒容条件下,反应速率加快,可能是某种生成物对反应起到的催化作用,故D正确;
正确答案:D。
【点睛】本题考查图象及反应速率,为高频考点,把握图中速率变化的原因为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,选项BC为解答的易错点,题目难度中等。
18.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是
加入物质
结论
A
50 mL 1 mol·L-1H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO42-)
B
0.05 mol CaO
溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大
C
50 mL H2O
由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
D
0.1 mol NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
【答案】B
【解析】
【详解】n(Na2CO3)=0.05mol,碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,
A. n(H2SO4)=1mol/L×0.05L=0.05mol,H2SO4和Na2CO3反应方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O,根据方程式知,二者恰好反应生成强酸强碱盐Na2SO4,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得(Na+)=2c(SO42-),故A错误;
B.CaO+H2O=Ca(OH)2,氢氧根离子浓度增大,会抑制碳酸根离子水解,c(OH-)×c(HCO3-)=Kh×C(CO32-),由于C(CO32-)浓度增大,所以c(OH-)×c(HCO3-)=Kh×C(CO32-)增大,故B正确;
C.加水稀释促进碳酸钠水解,但由于体积增大倍数大于促进水解倍数,c(OH-)变小,由于溶液中的OH-由水电离产生,因此,由水电离出的c(H+)、c(OH-)减小,二者浓度之积减小,故C错误;
D.NaHSO4和Na2CO3反应方程式为:2NaHSO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑,根据方程式知,二者恰好反应生成Na2SO4、H2O、CO2,溶液中的溶质是硫酸钠,溶液呈中性,溶液由碱性变为中性,溶液的pH减小,因为硫酸氢钠中含有钠离子,所以c(Na+)增大,故D错误;
正确答案:B。
19.在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)△H<0反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是
A. 升高温度,平衡常数增大
B. W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C. Q点时,Y的转化率最大
D. 平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
【答案】C
【解析】
试题分析:反应开始时没有达到平衡,反应向正向进行,X的量减少,到Q点时达到最小,则这一点是反应的最大限度,Q点后平衡向逆向移动X的量逐渐增加。根据上述分析,温度升高平衡向逆向移动,平衡常数减小,A错;W、M两点X的浓度相同但是温度不相同,故反应速率不相等,B错;Q点X的量最少,转化率最大,C对;平衡时充入Z,相当于增大压强,反应两边气体的化学计量数相等,改变压强对平衡没有影响,达到新平衡时Z的体积分数与原平衡一样,D错。
考点:化学反应图像和平衡的移动。
20.溶液的酸碱性可用酸度(AG)表示[AG=lg c(H+)/c(OH−) ]。室温下,向浓度均为0.1mol·L-1、体积均为100mL的两种一元酸HX、HY的溶液中,分别加入NaOH固体,AG随加入NaOH的物质的量的变化如图所示,下列叙述正确的是
A. HX、HY均为弱酸
B. a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1
C. c点溶液中:c(HY) <c(Na+)<c(Y-)
D. b点时,溶液的pH=7,酸碱恰好完全中和
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据起点:0.1mol/L的HX溶液:lg c(H+)/c(OH−)=12,Kw= c(H+)×c(OH−)=1×10-14,得出c(H+)=0.1mol/L,HX为强酸,故A错误;
B.a溶液中c(H+)=0.1mol/L,溶液中水电离的c(H+)=10-13mol•L-1,故B错误;
C.c点lg c(H+)/c(OH−) =6,则溶液中c(H+)=10-4mol/L,此时消耗的NaOH为0.005mol,则溶液中的溶质为NaY和HY,由于溶液显酸性,所以HY的电离程度大于NaY的水解程度,所以n(Y-)>0.005mol,n(HY)<0.005mol,n(Na+)=0.005mol,所以c(HY) <c(Na+)<c(Y-),故C正确;
D.浓度均为0.1mol•L-1、体积均100mL的HY与NaOH恰好中和消耗NaOH为0.01mol,而b点时消耗的NaOH为0.008mol,所以酸过量,故D错误.
正确答案:C。
21.下列是25 ℃时某些盐的溶度积常数和弱酸的电离平衡常数,下列说法正确的是
化学式
AgCl
Ag2CrO4
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ksp或Ka
Ksp=1.8×10-10
Ksp=9.0×10-12
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A. H2CO3、HCO3-、CH3COO-、ClO- 在溶液中可以大量共存
B. 等体积等浓度的CH3COONa和NaClO中离子总数:CH3COONa <NaClO
C. 向浓度均为1.0×10-3 mol·L-1的KCl和K2CrO4混合溶液中滴加1.0×10-3 mol·L-1的AgNO3溶液,CrO42―先形成沉淀
D. 向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液中至c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,此时溶液的pH=5
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于H2CO3的Ka1大于HClO的Ka,根据强酸制弱酸原理H2CO3+ClO-=HCO3-+HClO, H2CO3、ClO-在溶液中不可以大量共存,故A错误;
B. 设浓度均为:0.1mol/L,NaClO溶液中的c(Na+)=0.1mol/L,则溶液中的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(OH-);CH3COONa溶液中的c(Na+)=0.1mol/L,溶液中的电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),两溶液中的c(Na+)相同,但水解程度不同,次氯酸钠的水解程度大,所以醋酸钠中氢离子的浓度大于次氯酸钠,则有:c(ClO-)+c(OH-)<c(CH3COO-)+c(OH-),所以离子总数:NaClO溶液<CH3COONa溶液,故B错误;
C. AgCl沉淀所需C(Ag+)==1.8×10-10/(1.0×10-3)=1.8×10-7mol/L, Ag2CrO4沉淀所需C(Ag+)===3×10-4.5 mol/L,所以氯离子先沉淀,故C错误;
D. c(CH3COOH):c(CH3COO-)=5∶9,根据醋酸的电离常数Ka=1.8×10-5==得C(H+)=10-5,此时溶液的pH=5,故D正确;
正确答案:D。
Ⅱ卷 非选择题(共58分)
22.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡等,请回答下列问题。
(1)已知部分弱电解质的电离常数如下表:
弱电解质
NH3.H2O
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
Kb = 1.8×10 −5
Ka = 1. 77×10 −4
Ka=4.3×10−10
Ka1=5.0×10−7
Ka2=5.6×10−11
① 已知25℃时,HCOOH( aq) +OH −( aq)=HCOO−(aq) +H2O(l) △H=−a kJ/mol H+(aq) +OH−(aq) =H2O(l) △H=−b kJ/mol 甲酸电离的热化学方程式为______________。
②取浓度相同的上述三种酸溶液,溶液pH最大的是_________,稀释相同的倍数后,溶液pH变化最大的是____________________。
③分别取等浓度、等体积HCOOH和HCN溶液,加入同浓度的NaOH溶液中和,当溶液呈中性时消耗NaOH溶液的体积:V (HCOOH)______ V (HCN) (填“>”、“<”或“=”)。
④0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中,c(CN−)______c(HCO3 −)(填“>”、“<”或“=”)。
⑤常温下,pH相同的三种溶液a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,其物质的量浓度由大到小的顺序是_____________(填编号)。
⑥将少量CO2通入NaCN溶液,反应的离子方程式是__________________________________。
⑦若NH3·H2O与CO2恰好完全反应生成正盐,则此时溶液呈________性(填“酸”或“碱”)。向该溶液中通入________气体可使溶液呈中性(填“CO2”或“NH3”)。此时溶液中c(NH4+)/c(CO3 2−) ________2(填“>”“<”或“=”)
(2)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。
① HA的电离方程式是____________________________
② a、b、c处溶液中水的电离程度最大的是_______________
③ c点所示的溶液中除水分子外的微粒浓度由大到小的顺序依次为______________________________。
(3)常温下,将等体积0.1 mol•L-1NaOH和n mol•L-1HA混合,溶液呈中性,该温度下HA的电离常数Ka=___________(用含有n的式子表达)
【答案】 (1). HCOOH(aq)HCOO−(aq)+H+(aq) △H=( b −a)kJ/mol (2). HCN (3). HCOOH (4). > (5). < (6). abc (7). CN−+CO2+H2O=HCN+HCO3− (8). 碱性 (9). CO2 (10). > (11). HA H++ A− (12). b (13). c(A−)>c(Na+)> c(HA)>c(H+)>c(OH−) (14). 10-8/(n-0.1)
【解析】
【分析】
(1)①利用盖斯定律得到电离方程式;
②根据电离常数确定酸性强弱,得出结论;
③要想使溶液呈中性,酸性越弱所需NaOH体积越小;
④根据电离常数得到酸性强弱,再根据越弱越水解的原理比较离子浓度;
⑤根据电离常数得到酸性强弱,再根据越弱越水解的原理比较物质的量浓度;
⑥根据电离常数可知酸性H2CO3>HCN>HCO3-,强酸之弱酸原理书写离子方程式;
⑦根据电离常数判断;
(2)① 根据b点溶液显碱性可以判断生成了强酸弱碱盐,所以HA为弱碱,书写电离方程式;
② 根据酸碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离判断;
③ c点为HA和NaA物质的量1:1的溶液;
(3)利用电荷守恒和物料守恒计算;
【详解】(1)①已知25℃时,①HCOOH( aq) +OH −( aq)=HCOO−(aq) +H2O(l) △H=−a kJ/mol ②H+(aq) +OH−(aq) =H2O(l) △H=−b kJ/mol ①-②得到甲酸电离的热化学方程式HCOOH(aq)HCOO−(aq)+H+(aq) △H=( b −a)kJ/mol;
正确答案:HCOOH(aq)HCOO−(aq)+H+(aq) △H=( b −a)kJ/mol。
②根据电离常数可知酸性HCOOH>H2CO3>HCN,所以PH最大的是HCN,稀释相同倍数PH变化最大的是HCOOH;
正确答案: HCN HCOOH
③要想使溶液呈中性,酸性越弱所需体积越小,根据电离常数可知HCOOH酸性强于HCN,所以取等浓度、等体积HCOOH和HCN溶液,加入同浓度的NaOH溶液中和,当溶液呈中性时消耗NaOH溶液的体积:V (HCOOH)> V (HCN);
正确答案:>
④根据电离常数可知H2CO3酸性大于HCN,盐类越弱越水解的原理比较离子浓度,则0.1 moI/L NaCN溶液和0.1mol/L NaHCO3溶液中,c(CN−)
⑤根据电离常数可知HCOOH>HCN>HCO3-,盐类水解是越弱水解能力越强,达到相同PH需要浓度越小,所以常温下,pH相同的三种溶液a.HCOONa b.NaCN c.Na2CO3,其物质的量浓度由大到小的顺序是abc;
正确答案: abc
⑥根据电离常数可知酸性H2CO3>HCN>HCO3-,强酸之弱酸原理书写离子方程式CN−+CO2+H2O=HCN+HCO3−;
正确答案:CN−+CO2+H2O=HCN+HCO3−
⑦根据电离常数可知氨水电离常数大于碳酸和碳酸氢根离子,所以碳酸根离子水解能力强于铵根离子;若NH3·H2O与CO2恰好完全反应生成正盐,则此时溶液呈碱性(填“酸”或“碱”)。向该溶液中通入CO2气体可使溶液呈中性。此时溶液中c(NH4+)/c(CO3 2−) >2;
正确答案:碱性 CO2 >
(2)① 根据b点溶液显碱性可以判断生成了强酸弱碱盐,所以HA为弱碱,书写电离方程式HA H++ A−;
正确答案:HA H++ A−
② a点:HA溶液;b点:NaA溶液;c点:NaA和HA物质的量比为1:1的混合溶液;根据酸碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离判断b处溶液中水的电离程度最大;
正确答案:b。
③ c点为HA和NaA物质的量1:1的溶液,c点偏酸性说明HA的电离程度大于A-的水解程度,c点所示的溶液中除水分子外的微粒浓度由大到小的顺序依次为c(A−)>c(Na+)> c(HA)>c(H+)>c(OH−);
正确答案:c(A−)>c(Na+)> c(HA)>c(H+)>c(OH−)
(3)电荷守恒式:C(Na+)+C(H+)=C(OH-)+C(A-)因为溶液呈中性所以C(Na+)= C(A-)=0.1/2=0.05mol/L;物料守恒C(HA)=n/2-0.05 mol/L,C(H+)=1×10-7 mol/L;
Ka==10-8/(n-0.1)
正确答案:10-8/(n-0.1)
【点睛】根据电离常数判断酸性强弱;经常用到的原理强酸制弱酸;酸性越强离子水解能力越弱;学会三大守恒的运用;这些都是高考重点和难点。
23.科学家寻找高效催化剂,通过如下反应实现大气污染物转化:
(1)NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H<0,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
时间(min)
0
5
10
15
20
25
c(NH3)/mol·L-1
1.00
0.36
0.12
0.08
0. 0072
0.0072
c(O2)/mol·L-1
2.00
1.20
0.90
0.85
0.84
0.84
①前10分钟内的平均速率v(NO)=___________________mol·L-1·min-1
②下列有关叙述中正确的是______________
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内气体的密度不变时,说明反应已达平衡
D.若该反应的平衡常数K值变大,在平衡移动过程中正反应速率先增大后减小
(2)氨催化氧化时会发生下述两个竞争反应I、II。催化剂常具有较强的选择性,即专一性。
已知:反应I 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H<0
反应 II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g) △H<0
为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”)。
②反应I的活化能Ea(正)________ Ea(逆) (填“小于”“等于”或“大于”)。
③520℃时,4NH3(g)+5O24NO(g)+6H2O(g)的平衡常数K=________________ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
④C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因_________________________。
(3)羟胺(NH2OH)的电子式_____________,羟胺是一种还原剂,可用作显像剂还原溴化银生成银单质和氮气,该反应的化学方程式为________________________________________。现用25.00mL0.049mol/L的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用,则在上述反应中,羟胺的氧化产物是________________________。
【答案】 (1). 0.088 (2). A (3). Ⅰ (4). 小于 (5). 0.24×0.96/(0.44×1.455) (6). 温度升高,催化剂的活性减弱,相同时间生成的NO减少(该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动) (7). (8). 2NH2OH+2AgBr==N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O (9). N2O
【解析】
【分析】
(1)①可以计算出氨气或氧气的速率,根据速率比等于化学计量数之比,算出NO的速率;
②A.催化剂可以同等程度的降低正逆反应的活化能,加快其反应速率,故A正确;
B.正逆反应速率比不等于化学计量数之比,未达平衡,故B错误;
C.T、V、m(总)一定,密度一定,不能作为判断是否平衡的依据,故C错误;
D.因为正反应放热反应,若该反应的平衡常数K值变大,说明在降温,平衡移动过程中正反应速率减小,故D错误;
(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的,故该催化剂在高温下选择反应I;
②根据△H判断;
③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2,520℃平衡时n(NO)=n(N2)=0.2mol,则:
4NH3(g)+5O2⇌4NO(g)+6H2O(g)
变化(mol ): 0.2 0.25 0.2 0.3
4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)
变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6
故平衡时,n(NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(O2)=2mol-0.25mol-
0.3mol=1.45mol,n(H2O)=0.3mol+0.6mol=0.9mol,由于容器体积为1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数;
④该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动;
(3) 根据稳定结构书写羟胺(NH2OH)的电子式;反应物羟胺和溴化银,产物银单质和氮气,书写化学方程式;关系式法计算;
【详解】(1)①v(NH3)=(1.00-0.12)/10=0.088 mol·L-1·min-1, 根据速率比等于化学计量数之比,算出NO的速率v(NO)=0.088 mol·L-1·min-1。
正确答案:0.088
②A.催化剂可以同等程度的降低正逆反应的活化能,加快其反应速率,故A正确;
B.正逆反应速率比不等于化学计量数之比,未达平衡,故B错误;
C.T、V、m(总)一定,密度一定,不能作为判断是否平衡的依据,故C错误;
D.因为正反应放热反应,若该反应的平衡常数K值变大,说明在降温,平衡移动过程中正反应速率减小,故D错误;
正确答案:A。
(2)①由图可知,该催化剂在高温时,生成的NO物质的量远大于氮气的,故该催化剂在高温下选择反应I;
正确答案:Ⅰ
②因为△H= Ea(正)- Ea(逆) <0,所以Ea(正) <Ea(逆);
正确答案:<。
③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2,520℃平衡时n(NO)=n(N2)=0.2mol,则:
4NH3(g)+5O2⇌4NO(g)+6H2O(g)
变化(mol ): 0.2 0.25 0.2 0.3
4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)
变化(mol ):0.4 0.3 0.2 0.6
故平衡时,n(NH3)=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(O2)=2mol-0.25mol-
0.3mol=1.45mol,n(H2O)=0.3mol+0.6mol=0.9mol,n(NO)=0.2mol由于容器体积为1L,利用物质的量代替浓度计算平衡常数K=0.24×0.96/(0.44×1.455);
正确答案:0.24×0.96/(0.44×1.455)。
④该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动;
正确答案:温度升高,催化剂的活性减弱,相同时间生成的NO减少(该反应为放热反应,当温度升高,平衡向左(逆反应)移动)。
(3) 根据稳定结构书写羟胺(NH2OH)的电子式;反应物羟胺和溴化银,产物银单质和氮气,书写化学方程式2NH2OH+2AgBr==N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O;羟胺失去的电子数等于高锰酸钾得到的电子数,设羟胺氧化产物的化合价为+x,列等式5×24.50mL ×0.020mol/L=(x+1)×25.00mL×0.049mol/L,得x=1,故氧化产物为N2O;
正确答案: 2NH2OH+2AgBr==N2↑+2Ag↓+2HBr+2H2O N2O
24.草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备.用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4•2H2O工艺流程如下
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Co(OH)2
Fe(OH)2
Mn(OH)2
完全沉淀的pH
3.7
5.2
9.2
9.6
9.8
(1)Co2O3中Co的化合价是________________
(2)写出浸出过程中Na2SO3与Co2O3发生反应的离子方程式:________________________________________
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是______________________________________
(4)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀,沉淀除Al(OH)3外,还有的成分是____________,(填化学式)试用离子方程式和必要的文字简述其原理: ______________________________________________________________________________
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图,萃取剂的作用是____________________;其使用的适宜pH范围是_____.
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
(6)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀.已知Ksp(MgF2)=7.35×10﹣11、Ksp(CaF2)=1.05×10﹣10,当加入过量NaF后,所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) =_______.
(7)用m1 kg水钴矿(含Co2O3 60%)制备CoC2O4•2H2O,最终得到产品 m2 kg,产率为________________。(不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
【答案】 (1). +3 (2). SO32−+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42−+2H2O (3). 将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+ (4). Fe(OH)3 (5). Fe3++3H2O⇌ Fe(OH)3+3H+,加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动 (6). 除去溶液中的Mn2+ (7). B (8). 0.7 (9). 366×0.6m1/166 m2 (1.32m1/ m2)
【解析】
【分析】
亚硫酸钠具有还原性,浸出过程将Fe3+、Co3+还原为Fe2+、Co2+; NaClO3具有氧化性,能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原生成氯离子,同时生成水;加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;加入过量NaF除掉钙离子和镁离子;由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;加入草酸铵制得草酸钴晶体。
(1)Co2O3中Co的化合价是+3价;
(2) Na2SO3与Co2O3发生反应氧化还原反应;
(3)加入NaClO3的目的是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+;
(4) 加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;
正确答案:除去溶液中的Mn2+ B。
(6)所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+)= Ksp(MgF2)/ Ksp(CaF2)= 7.35×10﹣11/1.05×10﹣10=0.7;
正确答案:0.7。
(7)利用关系式发计算;
【详解】(1)Co2O3中Co的化合价是+3价;
正确答案:+3
(2) Na2SO3与Co2O3发生反应氧化还原反应,离子方程式为SO32−+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42−+2H2O;
正确答案:SO32−+ Co2O3 +4H+=2Co2++SO42−+2H2O
(3)加入NaClO3的目的是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+;
正确答案:将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+
(4) 加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动,产生氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;
正确答案:Fe(OH)3 Fe3++3H2O⇌ Fe(OH)3+3H+,加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动。
(5)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;
(6)所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) 等于Ksp之比计算;
(7)利用关系式发计算;
理论产量: Co2O3~2CoC2O4•2H2O
166 366
m1×60% 366×m1×60%/166
产率为实际产量比理论产量:m2/(366×m1×60%/166)= 366×0.6m1/166 m2(1.32m1/m2);
正确答案: 366×0.6m1/166 m2(1.32m1/m2)。
【点睛】根据题干信息和联系下面的问题去理解流程图是关键,还要学会关系式法的运用。
25.POC13常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POC13并测定产品含量的实验过程如下:
I.实验室制备POC13。采用氧气氧化液态PCl3法制取POC13,实验装置(加热及夹持仪器略)如下图:
资料:①Ag++SCN-=AgSCN↓ Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN);
②PCl3和POC13的相关信息如下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0
137.5
两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢
POC13
2.0
106.0
153.5
(1)仪器a的名称____________________。
(2)B中所盛的试剂是________,干燥管的作用是_____________________。
(3)POC13遇水反应的化学方程式为____________________________。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是:____________________________。
II.测定POC13产品的含量。实验步骤:
①制备POC13实验结束后,待三颈瓶中的液体冷却至室温,准确称取29.1g产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00 mL溶液。
②取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入20.00 mL 3.5mol/L AgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂,用1.00mol/LKSCN溶液滴定过量AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
(5)步骤④中X可以选择___________________ 。
(6)步骤③若不加入硝基苯,会导致测量结果______(填偏高,偏低,或无影响)
(7)反应产物中POC13的质量百分含量为___________________, 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,则上述结果____________(填偏高,偏低,或无影响)
【答案】 (1). 长颈漏斗 (2). 浓硫酸 (3). 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶 (4). POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl (5). 温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低 (6). Fe(NO3)3 (7). 偏高 (8). 52.7% (9). 偏低
【解析】
【分析】
A装置中用双氧水与二氧化锰反应生成氧气,通过加入双氧水的量,可以控制产生氧气的速率,氧气中含有水蒸气用浓硫酸除去,所以B装置中装浓硫酸,装置B中有上颈漏斗,可以平衡装置内外的压强,起安全瓶的作用,纯净的氧气与三氯化磷反应生成POCl3,为了控制反应速率且要防止三氯化磷会挥发,反应的温度控制在60~65℃,所以装置C中用水浴,为防止POCl3挥发,用冷凝管a进行冷凝回流,POCl3遇水均剧烈水解为含氧酸和氯化氢,所以为防止空气中水蒸汽进入装置,同时吸收尾气,因此在装置的最后连有碱石灰的干燥管。
I.(1)仪器a的名称长颈漏斗;
(2)B中所盛的试剂是浓硫酸,干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
(3)POC13遇水反应的化学方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl;
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
II.(5) 以硝酸铁作为指示剂,可以与过量的KSCN发生特征反应,滴定终点溶液变为红色;
(6) 加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液,如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),使得实验中消耗的AgSCN偏多,根据(7)的计算原理可知,会使测定结果将偏低;
(7)利用关系式法计算百分含量; 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,会造成读取消耗硫氰化钾偏少,则上述结果偏低;
【详解】I.(1)仪器a的名称长颈漏斗;
正确答案:长颈漏斗。
(2)B中所盛的试剂是浓硫酸,干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
正确答案:浓硫酸 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。
(3)POC13遇水反应的化学方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl;
正确答案:POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
正确答案:温度过低,反应速度太慢温度过高,PCl3易挥发,利用率低。
II.(5) 以硝酸铁作为指示剂,可以与过量的KSCN发生特征反应,滴定终点溶液变为红色;
正确答案:Fe(NO3)3。
(6) 加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液,如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),使得实验中消耗的AgSCN偏多,根据(7)的计算原理可知,会使测定结果将偏低;
正确答案:偏低。
(7)利用关系式法计算百分含量; 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,会造成读取消耗硫氰化钾偏少,则上述结果偏高; KSCN消耗了0.01mol,AgNO3的物质的量为0.07mol;POCl3+3H2O+6AgNO3=Ag3PO4↓+3AgCl↓+6H NO3,AgNO3+ KSCN= AgCl↓+K NO3设10ml溶液中溶解了xmol POCl3;
POCl3~6AgNO3 KSCN~ AgNO3
1mol 6mol 1mol 1mol
Xmol 6xmol 0.01mol 0.01mol
0.01+6x=0.07得x=0.01mol,则100ml溶液中溶解了POCl30.1mol,POC13的质量百分含量为 ×100%=52.7%;
正确答案:52.7% 偏高。
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