2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡
展开1.(山东省聊城市齐鲁名校大联盟2023届高三第三次联考化学试题)高纯三氯氧磷是集成电路、太阳能电池生产的掺杂剂。实验室可通过以下实验步骤测定三氯氧磷产品中氯元素的含量,并计算产品的纯度[已知:常温下,,,呈白色]。
①取产品置于盛蒸馏水的水解瓶中,摇动至完全水解,将水解液配成溶液并预处理排除含磷粒子的影响。
②取溶液于锥形瓶中,向其中加入的标准溶液,使完全沉淀,再加入硝基苯,振荡,使沉淀表面被有机物覆盖;然后加入几滴溶液作指示剂,用标准溶液滴定过量至终点,所用体积为。
假设杂质不参加反应,则下列说法正确的是
A.配制好的标准溶液可盛放在棕色广口试剂瓶中
B.实验过程中可用甲苯代替硝基苯进行实验
C.滴定终点时锥形瓶中有血红色沉淀生成
D.实验过程中若忘记加入硝基苯,会导致所测的含量偏低
2.(2023春·北京东城·高三汇文中学校考期中)下列方程式与所给事实不相符的是
A.向ZnS浊液中滴加溶液,白色浑浊变为黑色:
B.用白醋去除水垢的离子方程式:
C.向溶液中滴加少量浓,溶液橙色加深:
D.氯化铵的水溶液显酸性:
3.(2023春·广东茂名·高三茂名市第一中学校考阶段练习)常温下,往5mL蒸馏水中加入一定量的Mg(OH)2固体后,再加入Fe3+与Mg2+等物质的量的FeCl3的溶液,测得-lgc~进程曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.加入Mg(OH)2固体存在沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),使得c(H+)减少
B.加入FeCl3溶液后,c(Mg2+)增大,存在沉淀的转化
C.加入FeCl3溶液后,存在Fe3+水解,c(H+)增大
D.若增加FeCl3溶液的用量,最终pH会大于5
4.(2023·辽宁朝阳·朝阳市第一高级中学校联考二模)下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.甲装置用于酸性溶液滴定溶液
B.乙装置用于判断,且可转化成
C.丙装置可用于吸收氨气,且能防止倒吸
D.丁装置可用于除去氯气中的HCl
5.(2023·辽宁朝阳·朝阳市第一高级中学校联考二模)室温下,向的溶液中滴加的NaOH溶液时,pH、(、或)随V(NaOH溶液)变化的曲线如图。下列叙述不正确的是
A.常温下,的第一步电离平衡常数
B.当V(NaOH溶液)=10mL时,
C.V(NaOH溶液)=20mL时,水的电离程度最大
D.常温下,当时,有
6.(2022秋·陕西西安·高三长安一中校考期末)已知常温下,浓度均为的4种钠盐溶液的如下表,下列说法中正确的是
A.将足量通入溶液,发生反应的离子方程式为
B.向氯水中加入固体,可以增大氯水中次氯酸的浓度
C.常温下,、、三种溶液,pH最小的是溶液
D.溶液中离子浓度大小顺序为
7.(2023春·河北保定·高三河北安国中学校联考阶段练习)25℃时,用0.2的NaOH溶液滴定50mL 0.1 溶液,溶液中和与pH的关系如图所示,已知,下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ表示与pH的关系
B.的数量级为
C.滴入25mL NaOH溶液时,溶液呈碱性,存在关系
D.滴入50mL NaOH溶液时,溶液的pH约为8.26
8.(2023春·河北保定·高三河北安国中学校联考阶段练习)下列由实验操作、现象得到的结论错误的是
A.AB.BC.CD.D
9.(2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习)某研究小组为探究沉淀能否由一个溶度积较小的物质转化为溶度积较大的物质,设计了如图所示实验流程。
已知:该温度下,,,的溶解度为。忽略体积变化,下列说法正确的是
A.经过步骤①,溶液中
B.经过步骤②,溶液中
C.经过步骤②,约有60%的转化为
D.步骤②中,加入过量,步骤③中沉淀可完全溶解
10.(2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习)已知的含磷废水中的磷以磷酸及其盐的形式存在。某温度下,磷酸的与溶液的的关系如图,下列叙述不正确的是
A.该废水中离子浓度存在关系:
B.若逐渐增大该废水的,溶液中将将先增大后减小
C.室温下,的平衡常数
D.向废水中加入生成沉淀除磷后,溶液将增大
11.(2023·海南·海南中学校联考一模)常温下,三种物质的与的关系如图所示,已知:为阳离子浓度的负对数,为阴离子浓度的负对数。下列说法正确的是
A.常温下,溶度积:
B.O点对应的不饱和溶液
C.常温时,的平衡常数
D.常温下,向等浓度的和的混合溶液中逐滴加入溶液,先析出沉淀
12.(2023春·湖北恩施·高三校联考阶段练习)常温下,向1LpH=10的NaOH溶液中持续通入CO2。通入CO2的体积(V)与溶液中水电离出的c(OH-)的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.a点溶液中,水电离出的c(H+)=1×10-10ml•L-1
B.b点溶液中,水电离出的c(H+)=1×10-7ml•L-1
C.c点溶液中,c(Na+)>c(HCO)>c(CO)
D.d点溶液中,c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)
13.(2023春·浙江杭州·高三校联考阶段练习)25℃时,将HCl气体缓慢通入0.1ml∙L-1的氨水中,溶液的pH、体系中粒子浓度的对数值(lgc)与反应物的物质的的关系如图所示。若忽略溶液体积变化,下列有关说法不正确的是
A.P2所示溶液:
B.t=0.5时,
C.25℃时,的电离平衡常数为10-9.25
D.P3所示溶液:
14.(2023秋·江苏泰州·高三校联考期末)室温下,下列实验探究方案能够达到探究目的的是
A.AB.BC.CD.D
二、原理综合题
15.(2023·山西临汾·统考二模)氮在自然界中的存在十分广泛。某实验小组对不同含氮物质做了相关研究。请回答下列问题:
(1)氨的用途十分广泛,是制造硝酸和氮肥的重要原料。298K、101kPa条件下。合成氨每产生2mlNH3,放出92.2kJ热量。已知:
1mlN-H键断裂吸收的能量约等于___________kJ。
(2)将NH3和NO2以一定的流速,分别通过甲、乙两种催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO2含量,从而确定尾气脱氮率(即NO2的转化率),结果如图所示:
a点________(填“是”或“不是”)平衡状态;脱氮率a~b段呈现如图变化,原因是_________。
(3)一种铁氮化合物具有高磁导率,可用于制电子元件,其晶胞结构如图所示。
①该铁氮化合物的化学式为___________。
②该晶体结构的另一种晶胞表示中,N处于顶点位置,则Fe(III)、Fe(II)分别处于___________、___________位置。
(4)25℃时,将10mL0.03ml/LNH4Cl溶液和10mL0.01ml/LAgNO3溶液混合(忽略溶液混合后的体积变化),混合后溶液中c(Ag+)为____________[25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。实验测得悬浊液中溶解的氯化物浓度变化如图所示,其中a点表示AgCl溶于NH4Cl溶液形成的悬浊液,下列说法正确的是___________(填字母标号)。
a.b点可能加入了NH4Cl(s) b.c点后无黄色沉淀生成
c.d点c(Ag+)
16.(2023春·山西运城·高三康杰中学校考期中)回答下列问题
(1)催化释氢。在催化剂作用下,与水反应生成,可能的反应机理如图所示:
①其他条件不变时,以代替催化释氢,所得气体的分子式为___________。
②已知:为一元弱酸,水溶液呈酸性的原因是___________(用离子方程式表示)。
(2)将和以一定的流速分别通过甲、乙两种催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中含量,从而确定尾气脱氮率(即的转化率),结果如图所示,a点___________(填“是”或“不是”)平衡状态,原因是___________。
(3)氨是重要的基础化工产品之一,在一定条件下,向某反应容器中投入、在不同温度下反应生成,平衡体系中的质量分数随压强变化曲线如图所示:
①温度、、中,最大的是___________,M点的转化率为___________。
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为,、分别为正反应和逆反应的速率常数;、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数);a是常数,工业上以铁为催化剂时,,由M点数据计算___________(保留两位有效数字)。
三、工业流程题
17.(2023春·山西运城·高三康杰中学校考期中)是化工生产中重要的催化剂,可用于制备硫酸和彩色玻璃。一种以含钒废料(主要成分为,还含有、、、有机物杂质)制备的工艺流程如下图所示。
已知:①含钒离子在溶液中的存在形式与溶液的关系
②该流程温度下:;;
请回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的之一是将转化为,还有一个目的是___________;
(2)已知难溶于水,能溶于酸,写出在“酸浸”时()发生的离子反应方程式___________。为提高酸浸速率,可采取的措施___________(填序号)。
a.使用98%的硫酸 b.加速搅拌 c.升高温度 d.增大压强
(3)“调净化Ⅰ”时需将、、三种离子去除干净(浓度时视为去除干净),需调节范围为___________。
(4)“净化Ⅱ”时,若加入过量,可能导致的结果是___________。
(5)“煅烧”时,改变环境会得到不同产物,但都会有生成。若煅烧时隔绝空气,还生成物质A和水,且A可在该流程中循环使用;若煅烧时通入空气,物质A会继续被氧化为无毒气体,则在空气中煅烧的化学方程式为___________。
18.(2023秋·广东阳江·高三统考期末)以某铬矿石(主要成分是,含、等杂质)为原料生产的流程如下:
已知:,,
(1)步骤Ⅰ中为了提高反应速率应该采取的措施有___________。(任写1种)
(2)滤液中的阴离子除外,主要还有___________、___________。
(3)步骤Ⅴ中为了使完全沉淀[此时,],通过计算,至少调至___________时,才能使完全沉淀。
(4)滤液的主要溶质是两种盐,化学式为___________、___________。
(5)研究发现,固态与氨气在500℃下反应得到,将溶解后通入得到更为纯净的。则溶液与过量反应的离子方程式为___________。
(6)在滤液中,增大,则___________(选填“增大”,“减小”,“不变”);
溶质
11.6
10.3
8.3
5.2
选项
实验操作
现象
结论
A
向5mL 0.1 溶液中先加入2mL 0.4 NaOH溶液,再加入1mL 0.1 溶液
溶液中先出现蓝色沉淀,后出现黑色沉淀
B
向某溶液中滴入少量氯化钡溶液
产生白色沉淀
溶液中可能含有
C
将盛有气体的密闭容器压缩体积
气体颜色先变深后变浅
平衡向消耗气体的方向移动
D
将适量氯水滴入石蕊溶液中
石蕊溶液先变红后褪色
氯水具有酸性和漂白性
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中滴加几滴稀硫酸,振荡,观察溶液颜色变化
SO具有氧化性
B
向盛有KMnO4溶液的试管中通入SO2,观察溶液颜色变化
SO2具有还原性
C
向盛有NaCl和KI混合溶液的试管中滴加几滴AgNO3溶液,振荡,观察沉淀颜色
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D
向试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 ml·L-1 H2SO4溶液,加热。冷却后,向其中加入少量新制的Cu(OH)2,加热,观察现象
淀粉水解液中存在还原性糖
溶液
钒元素存在形式
参考答案:
1.D
【详解】A.配制好的硝酸银标准溶液可盛放在棕色细口试剂瓶中,广口瓶通常用于存放固体药品,A错误;
B.甲苯的密度小于水,无法沉到底部包裹沉淀,B错误;
C.滴定终点时有Fe(SCN)3生成,溶液变血红色,但是Fe(SCN)3不是沉淀,无血红色沉淀生成,C错误;
D.实验过程中若忘记加入硝基苯,则加入NH4SCN后,SCN-不仅与多余的Ag+反应生成AgSCN沉淀,同时AgCl也会转化为AgSCN,导致NH4SCN的消耗体积偏大,测得POCl3的含量偏低,D正确;
故答案选D。
2.D
【详解】A.向ZnS浊液中滴加溶液,由于Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),所以ZnS转化为CuS,白色浑浊变为黑色:,A正确;
B.CaCO3难溶于水,而(CH3COO)2Ca易溶于水、且易发生电离,所以用白醋去除水垢的离子方程式:,B正确;
C.溶液中存在如下平衡:,向溶液中滴加少量浓,平衡逆向移动,溶液橙色加深,C正确:
D.氯化铵溶液中,发生水解:+H2ONH3∙H2O+H+,则其水溶液显酸性,D不正确:
故选D。
3.D
【详解】A.加入固体存在沉淀溶解平衡,消耗,使得减少,A正确;
B.由图可知:加入FeCl3溶液后,c(Mg2+)增大,则氢氧化铁比氢氧化镁更难溶,在以下沉淀溶解平衡转化:,B正确;
C.由图知,加入溶液后,增大,是存在水解,使溶液呈酸性,C正确;
D.由图知,加入Fe3+与Mg2+等物质的量的FeCl3的溶液、达到平衡时pH=5,若增加溶液的用量,铁离子浓度增大,水解程度增大,最终小于5,或者:按溶度积常数可知,氢氧根离子随铁离子浓度增大而减小,则氢离子浓度增大,最终小于5,D错误;
故选D。
4.C
【详解】A.酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够腐蚀橡胶,应选酸式滴定管盛放,A错误;
B.浓度相同,小的先沉淀,先出现红褐色沉淀,则,但不能说明可转化成,B错误;
C.氨气为极性分子极易溶于水,不溶于,且的密度大于水。导管口插在中,氨气不溶解,逸出后被水吸收,可防止倒吸,C正确;
D.食盐水可抑制氯气的溶解,HCl极易溶于水,可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl,但装置应长管进短管出,D错误;
故选C。
5.B
【详解】A.当时,以,则,A正确;
B.当(NaOH溶液)时,根据电荷守恒得,根据物料守恒得,综上可得,B错误;
C.当V(NaOH溶液)时,溶液中溶质为,是强碱弱酸盐,在水中水解,促进水的电离,所以当(NaOH溶液)时,水的电离程度最大,C正确;
D.当时,,根据电荷守恒得,代入转换得:,此时,,D正确;
故选B。
6.B
【详解】A.具有强氧化性,与足量反应的离子方程式为:,A错误;
B.氯水中存在平衡:,向氯水中加入固体,消耗,使平衡正向移动,可以增大氯水中次氯酸的浓度,B正确;
C.、、发生水解,根据的大小,可知的水解程度最小,所以酸性最强,相同温度下,相同浓度的、、三种溶液,pH最小的是溶液,C错误;
D.溶液中存在:,,,,其电离程度大于水解程度,所以溶液中离子浓度大小顺序为,D错误;
故选B。
7.D
【分析】溶液中,同理,的Ka1>Ka2,则曲线I代表与pH的关系,曲线Ⅱ表示与pH的关系。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ表示与pH的关系,故A错误;
B.由分析可知,,由图可知,当pH=0.25时,=-1,则=-1.25,则Ka1=10-1.25,数量级为,故B错误;
C.滴入25mL NaOH溶液时,得到NaHA溶液,由分析知,,由图可知,当pH=2.82时,=-1,则lgKa2=-3.82,Ka2=10—3.82,HA-的水解平衡常数Kh===10-12.75<10-3.82,则NaHA溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),溶液中的电荷守恒和物料守恒,两式整理可得:,则>,故C错误;
D.滴入50mL NaOH溶液时,得到0.05ml/L Na2A溶液,A2-发生水解:A2-+H2OHA-+OH-,水解平衡常数Kh1=,则Kh1=,则c(OH-)=,c(H+)=,pH=-lgc(H+)=-lg=0.5lg5+7.91=8.26,故D正确;
故选D。
8.A
【详解】A.向5mL 0.1 溶液中先加入2mL 0.4 NaOH溶液,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,该过程中溶液是过量的,再加入1mL 0.1 溶液,生成CuS黑色沉淀,但不能证明CuS是由Cu(OH)2转化的,则不能证明,故A错误;
B.向某溶液中滴入少量氯化钡溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能是BaCO3或BaSO4,溶液中可能含有或,故B正确;
C.将盛有气体的密闭容器压缩体积,NO2浓度变大,气体颜色变深,而后气体颜色变浅,说明NO2浓度变小,平衡向消耗气体的方向移动,故C正确;
D.将适量氯水滴入石蕊溶液中,石蕊溶液先变红说明氯水具有酸性,后溶液褪色,说明氯水具有漂白性,故D正确;
故选A。
9.B
【详解】A.步骤①中硫酸钠和氯化钡恰好反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,溶液中c(Na+)=c(Cl-),故A错误;
B.经过步骤②,氯离子没有参与反应,溶液中c(Cl-)=0.2ml/L;加入碳酸钠,发生,则反应的碳酸根离子的量等于生成的硫酸根的量,根据碳元素守恒可知,c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)+c(SO)=2ml/L,故溶液中存在10c(Cl-)=2ml/L=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)+c(SO),故B正确;
C.步骤①恰好反应生成硫酸钡沉淀0.01ml,溶液中ml/L;步骤②加入碳酸钠后初始;发生反应,设反应的碳酸根离子浓度为a,则生成硫酸根离子浓度为a,该反应的,解得,则反应的硫酸钡为×0.1L,故约有的BaSO4转化为BaCO3,故C错误;
D.由C分析可知,步骤②中Na2CO3过量,沉淀中仍有部分硫酸钡,故加入盐酸后仍会有沉淀剩余,故D错误;
故选B。
10.D
【详解】A.磷酸电离方程式为H3PO4H2PO+H+、H2POHPO+H+、HPO PO+H+,当c(H2PO)=c(HPO)时,pH=pKa2=7.21,因此pH=6的废水中c(H2PO)>c(HPO)>c(PO),故A说法正确;
B.废水的pH增大,H2PO转化成HPO,c(HPO)增大,到达一定程度后,继续增大pH,HPO转化成PO,c(HPO)减小,因此过程中c(HPO)先增大后减小,故B说法正确;
C.平衡常数K==105.09,故C说法正确;
D.由题意可知,该废水中除磷的离子方程式为3H2PO+5Ca2++H2O=Ca5(PO4)3OH↓+7H+,溶液c(H+)增大,pH降低,故D说法错误;
故答案选D。
11.A
【详解】A.常温下,pM、pR越大,其离子浓度越小,溶度积常数越小,因此溶度积:,故A正确;
B.O点的离子积大于的溶度积,因此O点对应的过饱和溶液,故B错误;
C.根据图像分析,,常温时,的平衡常数,故C错误;
D.根据图中信息,常温下,向等浓度的和的混合溶液中逐滴加入溶液,先析出沉淀,故D错误。
综上所述,答案为A。
12.C
【分析】常温下,向1LpH=10的NaOH溶液中持续通入CO2,a点为单一氢氧化钠溶液,a到c是生成碳酸钠,b点是碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液,c点是单一的碳酸钠溶液,c到d是生成碳酸氢钠,d点是碳酸氢钠和碳酸的混合溶液,d点溶液呈中性。
【详解】A.氢氧化钠溶液中水电离出的氢离子与氢氧根离子的浓度始终相等,a是没有通二氧化碳的情况,即pH=10的NaOH溶液,则c(H+)=1×10﹣10ml/L,而氢离子来源于水的电离,所以水电离出的c(H+)=1×10﹣10ml/L,故A正确;
B.b点是强碱溶液对水的电离的抑制作用与碳酸钠水解对水的电离的促进作用相抵消,溶液中H+全是由水电离出来的,水电离出的c(H+)=1×10-7ml•L-1,故B正确;
C.当水电离出的OH﹣离子浓度最大时,说明此时的溶液是碳酸钠溶液,对水的电离起促进作用,由于碳酸根离子的水解程度较小,所以离子溶液浓度大小为c(Na+)>c(CO)>c(HCO),故C错误;
D.d点溶液中水电离出的OH﹣离子浓度10﹣7ml/L,溶液呈中性,c(H+)=c(OH﹣),结合电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH﹣),两式相减,得c(Na+)=2c(CO)+c(HCO),故D正确;
故选C。
13.C
【详解】A.P1时,,此时pH=9.25,Kb==c(OH-)=10-4.25,P2所示溶液,pH=7,Kb==10-4.25,则=102.75,所以,A正确;
B.=0.5时,反应后溶液中,,但此时NH3∙H2O继续发生电离,平衡时溶液中,,则,依据电荷守恒:,所以,B正确;
C.25℃、P1时,,此时pH=9.25,+H2ONH3∙H2O+H+,则的水解平衡常数为=10-9.25,则的电离平衡常数不是10-9.25,C不正确;
D.P3所示溶液,=1,此时NH3∙H2O与HCl完全反应,生成NH4Cl和水:但发生水解,使溶液显酸性,所以存在,D正确;
故选C。
14.B
【详解】A.酸性条件下,溶液中的硝酸根可以氧化亚铁离子,则溶液变为黄色,不能证明硫酸根具有氧化性,A错误;
B.高锰酸钾具有强氧化性,通入二氧化硫褪色,说明二氧化硫有还原性,B正确;
C.混合溶液中滴入几滴硝酸银,银离子少量,黄色沉淀的产生可以由碘离子和银离子直接反应生成,不能判断是否由氯化银转化,故无法通过沉淀比较Ksp,C错误;
D.需要先加NaOH去除过量的硫酸,D错误;
故答案为:B。
15.(1)391
(2) 不是 a点升高温度,甲催化剂的活性降低,反应速率减小,导致脱氮率减小
(3) Fe4N或Fe3(II) Fe(III)N 体心
(4) 1.8×10-8ml/L cd
(5)=或
【详解】(1)氮气和氢气发生反应:3H2+N2⇌2NH3,反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436 kJ/ml+945.8 kJ/ml -6×N-H键键能=-92.2 kJ/ml,N-H键键能=391 kJ/ml,1mlN-H键断裂吸收的能量约等于391 kJ。
(2)催化剂能改变化学反应速率,但是不能改变化学平衡常数,由图示可知,相同温度下,曲线乙中与a点对应点的脱氮率高于a点,说明a点对应温度下的平衡脱氮率没有达到最大,反应没有达到平衡;脱氮率a~b段呈现下降的趋势,可能的原因是:a点后升高温度甲催化剂活性降低,反应速率减小,导致相同时间内脱氮率减小。
(3)①依据晶胞结构,Fe原子个数为=4,其中Fe(II)占3个,Fe(III)占1个,N原子位于体心,数目为1,因此铁氮化合物的化学式为Fe4N或Fe3(II);
②依据晶胞结构图知,若N处于顶点位置,则Fe处于体心和棱心位置。
(4)混合后溶液中c(Cl-)= 由Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10得,c;
a.若b点是滴加NH4C1溶液,则氯化物增多,从图像可知,b点后氯化物浓度减小,与假设矛盾,a错误;
b.c点时滴加KI溶液,从图像知c点后氯化物增多,说明AgC1转化为AgI,有黄色沉淀AgI生成,b错误;
c.d点Ag转化为部分AgI,c(Ag+)
(5)根据反应起始时5 ml(140g) N2和15 ml(30g) H2及平衡时氨气质量分数为40% (68g)计算出平衡时生成的氨气的物质的量为4 ml。列三段式如下:
M点是平衡点,净速率为0,将a= 0.5代人净速率方程式得或。
16.(1) H2、HD H3BO3+H2OB(OH)+H+
(2) 不是 由曲线乙可知,a点对应温度下的平衡脱氮率应更高
(3) 40% 0.073
【详解】(1)①硼氢化钠催化释氢的反应机理为催化剂作用下四氢合硼酸根离子失氢得到氢原子和硼化氢,氢原子结合生成氢气;硼化氢与水发生归中反应生成氢气和硼酸,则以重水代替水催化释氢时,第一步得到硼化氢时得到的气体为氢气,第二步得到D3BO3时得到的气体为HD,故答案为:H2、HD;
②由图可知,硼酸能与氢氧根离子反应生成四羟基合硼根离子,则硼酸溶液呈酸性的原因是硼酸与水电离出的氢氧根离子结合生成四羟基合硼根离子,促进水的电离,使溶液中氢离子浓度增大,离子方程式为H3BO3+H2OB(OH)+H+,故答案为:H3BO3+H2OB(OH)+H+;
(2)催化剂能降低反应的活化能,使反应速率加快,但化学平衡不移动,由图可知,相同温度时,乙图中对应a点的脱氮率高于a点,说明a点反应未达到反应的最大限度,不是平衡状态,故答案为:不是;a点对应温度下的平衡脱氮率应更高;
(3)由图可知,M点平衡时,氨气的质量分数为40%、压强为16MPa,设M点平衡时氮气的转化率为a,由题意可建立如下三段式:
由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,由氨气的质量分数为40%可得:×100%=40%,解得a=0.4,则氮气的转化率为40%;
①合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气的质量分数减小,由图可知,压强一定时,温度为的氨气的质量分数最小,则温度最大的是;由分析可知,M点氮气的转化率为40%,故答案为:;40%;
②由三段式所得数据可知,M点氮气、氢气、氨气的平衡分压为×16MPa=3MPa、×16MPa=9MPa、×16MPa=4MPa,当反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则=0,整理可得==0.073(MPa)—2,故答案为:0.073。
17.(1)除掉有机物杂质
(2) Mg(VO3)2+4H+=Mg2++2VO+2H2O bc
(3)7.0
(5)4NH4VO3+3O₂2V2O5+ 2N₂↑+8H2O
【分析】主要成分,还含有、、、有机物杂质的含钒废料“焙烧”时能将转化为,同时有机物杂质燃烧而除掉,“酸浸”时,、、溶于硫酸形成对应硫酸盐, 和硫酸生成硫酸镁和(VO)2SO4,“调pH”时Fe3+、Al3+、Cu2+生成Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀,“净化Ⅱ”除去Mg2+,“净化Ⅲ”生成NH4VO3沉淀,“煅烧”NH4VO3分解得到V2O5。
【详解】(1)“焙烧”的目的之一是将转化为,还有一个目的是除掉有机物杂质,答案:除掉有机物杂质;
(2)难溶于水,能溶于酸,在“酸浸”时(),由信息可知生成,所以发生的离子反应方程式Mg(VO3)2+4H+=Mg2++2VO+2H2O,为提高酸浸速率,加速搅拌、升高温度 均能加快反应速率, 增大压强对反应无影响,若使用98%的硫酸,C(H+)小,反应速率慢,所以可采取的措施选bc,答案:Mg(VO3)2+4H+=Mg2++2VO+2H2O;bc;
(3)“调净化Ⅰ”时,由题中信息,生成,,由题中所给沉淀溶解平衡常数可知,Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2中完全形成沉淀Cu(OH)2需要的pH最大,浓度时视为去除干净,,pH>7.0,所以需调节范围为7.0
(5)煅烧”时,改变环境会得到不同产物,但都会有生成。若煅烧时隔绝空气,还生成物质A和水,且A可在该流程中循环使用,则A为NH3,若煅烧时通入空气,物质A会继续被氧化为无毒气体即N2,所以在空气中煅烧的化学方程式为4NH4VO3+3O₂2V2O5+ 2N₂↑+8H2O,答案:4NH4VO3+3O₂2V2O5+ 2N₂↑+8H2O;
18.(1)适当升温或粉碎铬矿石等
(2)
(3)5.6
(4)
(5)
(6)减小
【分析】以铬矿石(主要成分为Cr2O3,含FeO、SiO2等杂质)为原料,加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应,二氧化硅能与碳酸钠反应生成硅酸钠,FeO被氧化为氧化铁,水浸过滤分离,结合滤液2和蔗糖得到Cr3+、信息+H2O2+2H+,可知滤液1中含有Na2CrO4、Na2SiO3、未反应的Na2CO3,过滤得到固体1为氧化铁,调节溶液pH使硅酸根转化为硅酸沉淀,再过滤除去,并使信息中的反应+H2O2+2H+化学平衡逆向移动,得到滤液2中含有Na2Cr2O7、Na2SO4,Na2Cr2O7用蔗糖还原生成Cr3+,再与尿素反应,滤液3的主要溶质为两种盐为硫酸铵和硫酸钠。
【详解】(1)步骤Ⅰ为了提高反应速率应采取的措施为适当升高温度或者粉碎铬矿石等。
(2)根据分析可知,滤液1中除了碳酸根离子外,还含有硅酸根离子、。
(3)已知Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31,使Cr3+完全沉淀,此时Cr3+浓度为10-5ml/L,则c(OH-)==4×10-9ml/L,c(H+)=0.25×10-5ml/L,pH=5.6。
(4)根据分析可知,滤液3中主要溶质的化学式为(NH4)2SO4和Na2SO4。
(5)NaCrO2溶液中通入CO2生成Cr(OH)3,该反应类似于偏铝酸钠和二氧化碳的反应,NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为。
(6)滤液2中存在化学平衡,pH增大,氢离子浓度减小,则该反应的化学平衡正向移动,减小。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习-水溶液中的离子反应与平衡: 这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习-水溶液中的离子反应与平衡,共28页。试卷主要包含了单选题,原理综合题,工业流程题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡: 这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡,共25页。试卷主要包含了单选题,多选题,工业流程题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡: 这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡,共27页。试卷主要包含了单选题,原理综合题,工业流程题等内容,欢迎下载使用。