B.pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液中c(Na+):
③<②<①
C.某温度Ksp(Ag2S)=6×10-50,Ksp(AgCl)=2×10-6,则2AgCl(s)+S2-(aq)
Ag2S(s)+2Cl-(aq)的平衡常数约为6.7×1037
D.一定浓度的NaHS溶液中:
c(Na+)+c(OH-)==c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)
【答案】A
【解析】A、pH=a的氨水溶液,c(OH-)=10-(14-a)mol/L,还含有没有电离的NH3·H2O,稀释10倍后,原有的OH-浓度变为c(OH-)2=10-(14-a)-1mol/L,同时稀释将导致氨水电离程度增大,原有的NH3·H2O部分电离,所以溶液中OH-浓度大于10-(14-a)-1mol/L,c(H+)<
,pH=b>-lg101-a=a-1,A描述错误。
B、由于酸性:
CH3COOH>H2CO3>HClO,所以浓度相同的CH3COONa、NaHCO3、NaClO溶液,NaClO溶液水解程度最大,碱性最强pH最大,NaHCO3次之,CH3COONa水解程度最小,碱性最弱pH最小,那么要使三种溶液pH相同,以CH3COONa为基准,NaHCO3需要加入一定量的水进行稀释,NaClO需要加入更多的水进行稀释,即pH相等时三种溶液浓度③<②<①,所以此时Na+③<②<①,B描述正确。
C、
,C描述正确。
D、对于NaHS溶液,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),根据Na与S元素原子数的等量关系,c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-),以第二个式子的c(S2-)=c(Na+)-c(H2S)-c(HS-)带入第一个式子,化简得到c(Na+)+c(OH-)==c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),D描述正确。
正确答案A。
【点睛】①弱酸、弱碱溶液中H+、OH-的变化分析,将弱酸、弱碱溶液拆分成已经电离得到的离子和没有电离剩余的分子,将会使问题变得更加简单。
②溶液中离子浓度等量关系,一般通过电荷守恒、质量守恒进行,出现与上述所列粒子不符合的式子,观察可以找到判断选项中没有列出的粒子,通过两个守恒的换算即可判断。
7.某地海水中主要离子的含量如下表:
成分
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
Cl-
SO42-
HCO3-
含最/mg·L-1
9360
83
200
1100
16000
1200
118
利用电渗析法技术可将海水淡化,其原理如下图所示。
其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。
下列说法中不正确的是
A.电解一段时阳后阴极区会发生反应:
Ca2++OH-+HCO3-==CaCO3↓+H2O
B.阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+
C.电解时b室中阴离子移向a室,阳离子移向c室
D.淡水的出口为b出口
【答案】B
电解时,图中b室的阴离子只能通过左侧阴离子交换膜进入a室,b室的阳离子只能通过右侧阳离子交换膜进入c室,C描述正确。
D、当b室中的阴、阳离子分别进入a、c室后,从b室导出的水中不再含有上述离子,从而使海水得到淡化,D描述正确。
正确答案B。
8.一氯甲烷(CH3Cl)一种重要的化工原料,常温下它是无色有毒气体,微溶于水,易溶于乙醇、CCl4等有机浓剂。
(1)甲组同学在实验室用下图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。
①装置A中仪器a的名称为__________,a瓶中发生反应的化学方程式为_________________。
②实验室干燥ZnCl2晶体制备无水ZnCl2的方法是__________________________。
③装置B的主要作用是________________________。
④若将收集到的CH3Cl气体在足量的氧气中充分燃烧,产物用过量的V1mL、c1mol·L-1
NaOH溶液充分吸收。
现以甲基橙作指示剂,用c2mol·L-1盐酸标准溶液对吸收液进行返滴定,最终消耗V2mL盐酸。
则所收集CH3C1的物质的量为________mol。
(已知:
2CH3Cl+3O2
2CO2+2H2O+2HCl)
(2)为探究CH3Cl与CH4分子稳定性的差别,乙组同学设计实验验证CH3C1能被酸性KMnO4溶液氧化。
①将甲组装置制备的CH3Cl气体通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶,如果观察到溶液中__________,则说明CH3Cl比CH4分子稳定性弱。
②实验过程中还产生了一种黄绿色气体和一种无色气体,该反应的离子方程式为________________。
(3)丙组同学选用甲组A、B装置和下图所示的部分装置检验CH3Cl中的氯元素。
①丙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_________。
②D中分液漏斗中盛放的试剂是硝酸酸化的硝酸银溶液。
通入一段时间的CH3Cl气体后,打开分液漏斗的活塞,观察实验现象,能证明CH3Cl中含有氯元素的实验现象是______________________。
【答案】
(1).圆底烧瓶
(2).CH3OH+HCl(浓)
CH3Cl+H2O(3).在HC1气流中小心加热(4).除去HC1、CH3OH气体(5).(c1V1-c2V2)×10-3(6).紫色褪去(7).l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2↑+5Cl2↑+14Mn2++36H2O(8).F、D、G(9).F中无白色沉淀生成,D中有白色沉淀生成
解析:
(1)①甲醇与浓盐酸可以发生取代反应生成一氯甲烷,反应原理为CH3OH+HCl
CH3Cl+H2O。
正确答案:
圆底烧瓶、CH3OH+HCl
CH3Cl+H2O。
②用干燥ZnCl2晶体制备无水ZnCl2过程中,主要防止在加热除去结晶水同时ZnCl2会发生水解反应,可以不断通入干燥的HCl抑制ZnCl2的水解并带出水蒸气。
正确答案:
在HC1气流中小心加热。
③从A装置中导出的气体中含有CH3Cl、CH3OH、HCl、H2O,B装置盛放的水可以溶解除去CH3OH、HCl及大部分水蒸气。
正确答案:
除去CH3OH、HCl。
④设收集到的CH3Cl为xmol,反应生成CO2xmol,HClxmol,NaOH吸收过程中消耗NaOH2x+x=3xmol,剩余NaOH10-3×c1v1-3xmol。
用甲基橙作指示剂滴定时,反应生成的Na2CO3生成CO2,则10-3×c1v1-3xmol+2x=10-3×c2v2,x=10-3×(c1v1-c2v2)。
正确答案:
10-3×(c1v1-c2v2)。
(2)①如果CH3Cl分子比CH4更加活泼,则CH3Cl能够被酸性KMnO4溶液氧化,酸性KMnO4溶液被还原而褪色。
正确答案:
紫色褪去。
②生成的黄绿色气体是Cl2,同时C被氧化生成CO2,即反应基础理解为CH3Cl+KMnO4→Cl2↑+CO2↑+MnSO4,配平得l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2↑+5Cl2↑+14Mn2++36H2O。
正确答案:
l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2+5Cl2+14Mn2++36H2O。
(3)由于A中导出的气体含有CH3Cl、HCl等物质,通过B除去HCl后还需要证明HCl已经完全除尽,所以先通过F装置检验不存在HCl气体。
CH3Cl中的Cl元素无法直接检验,所以需要通过卤代烃的水解反应或消去反应首先转变成Cl-,然后加硝酸酸化后用AgNO3检验Cl-。
最后气体中没有反应的CH3Cl通过G中的CCl4吸收,防止污染空气。
当F溶液中没有白色沉淀,且D最终有白色沉淀时可以证明卤代烃中含有Cl元素。
正确答案:
FDG、F中无白色沉淀生成,D中有白色沉淀生成。
【点睛】氧化还原反应的配平,首先配平氧化还原反应过程中的得失电子,以本题为例,CH3Cl+KMnO4→Cl2↑+CO2↑+MnSO4,CH3Cl中C元素升高6价,氯元素升高1价,CH3Cl中被氧化的元素总计升高7价,KMnO4中Mn元素降低5价,考虑到氯气是双原子分子,部分配平后为10CH3Cl+14MnO4-→7Cl2↑+10CO2↑+14Mn2+,再配平离子电荷,由于使用的是酸性KMnO4溶液,得10CH3Cl+14MnO4-+42H+→7Cl2↑+10CO2↑+14Mn2+,最后由质量守恒得到l0CH3Cl+14MnO4-+42H+→10CO2↑+5Cl2↑+14Mn2++36H2O
9.近年来雾霾天气多次肆虐我国中东部地区,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
主要原理为:
2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)。
①该反应的平衡常数表达式为______________。
②在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如下图1所示。
据此判断该反应的△H_______0(填“>”或“<”),在T1温度下,0〜2s内N2的平均反应速率v(N2)=________。
③将0.2molNO和0.1molCO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如上图2所示。
第12min时改变的反应条件可能为______________。
A.升高温度B.加入NOC.加催化剂D.降低温度
(2)工业上常采用“低温臭氧氧化脱硫脱硝”技术来同时吸收氮的氧化物(NOx))和SO2气体,在此过程中还获得了(NH4)2SO4的稀溶液。
①在(NH4)2SO4溶液中,水的电离程度受到了_______(填“促进”、“抑制”或“没有影响)”
②若往(NH4)2SO4溶液中加入少量稀盐酸,则
值将_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。
已知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867.0kJ·mol-1
2NO2(g)
N2O4(g)△H=-56.9kJ·mol-1
则CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式为__________________。
(2)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。
下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。
电极b作______极,表面发生的电极反应式为________________。
【答案】
(1).K=
(2).<(3).0.05mol·L-1·s-1(4).D(5).促进(6).变大(7).CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ·mol-1(8).正(9).CO2+2e-+2H+=HCOOH
解析:
(1)①平衡常数是一定条件下,产物浓度的系数次方除以反应物浓度系数次方。
正确答案:
K=
。
②从图像可以看出,T1温度反应先达到平衡状态,所以温度T1>T2,以T2为参照,温度更高(T1)时CO2的浓度较低,即升高温度,平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,△H<0。
0~2s内,反应生成的CO2浓度为0.2mol/L,所以v(N2)=v(CO2)/2=0.2mol/L÷2s÷2=0.05mol/(L·s)。
正确答案:
<、0.05mol/(L·s)。
③第12s时,从图中可以读出瞬时各物质浓度都没有变化,随后NO、CO浓度减小,N2浓度增大,说明平衡正向移动。
前面已经推出该反应为放热反应,所以升高温度平衡逆向移动,所以A错误;加入NO会导致第12s时NO浓度增大,所以B错误;催化剂不影响化学平衡,所以C错误;降低温度时,12s瞬时各物质浓度不变,平衡正向移动,这些都符合图像变化趋势,D正确。
正确答案:
D。
(2)①(NH4)2SO4溶液中NH4+水解能够促进水的电离,正确答案:
促进。
②加入的HCl会抑制NH4+水解,使得溶液中NH4+浓度增大,所以
值增大。
正确答案:
变大。
(3)①将反应Ⅰ减去反应Ⅱ得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),反应的焓变△H=-867.0kJ·mol-1-(-56.9)kJ·mol-1=-810.1kJ·mol-1。
正确答案:
CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ·mol-1。
②从图示可以看出,原图左侧H2O转变成O2,O元素被氧化,电极a为负极,反应原理为2H2O-4e-=4H++O2↑,H+通过质子交换膜进入右侧发生反应,右侧通入的CO2转变成HCOOH,C元素被还原,电极b为正极,反应原理为CO2+2e-+2H+=HCOOH。
正确答案:
正、CO2+2e-+2H+=HCOOH。
【点睛】①化学平衡图像中,先达到平衡的体系必有一个条件使得化学反应速率较大。
如本题中图1,图像T1温度较高。
②电解池或原电池图像分析时,留意图像中箭头表达的反应物及生成物,由此可以读出反应的氧化还原关系,并进一步得到电极属性。
10.工农业废水以及生活污水的大量排放造成水体污染。
工业上处理水体中NO3-的一种方法是零价铁化学还原法。
某化学小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程,实验如下:
(1)先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁诱,然后用蒸馏水将铁屑洗净。
①除锈反应的离子方程式是_______________________。
②判断铁屑洗净的方法是______________________。
⑵将KNO3溶液的pH调至2.5。
①从氧化还原的角度分析调制溶液pH的原因是________________。
②研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是________________。
(3)将上述处理过的足量铁屑投入⑵的溶液中。
下图表示该反应过程中,体系内相关离子浓度、pH随时间变化关系。
t1时刻前该反应的离子方程式是______________。
(4)工业上可用纳米铁粉处理地下水中的污染物。
一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为_____________。
(5)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)也可用于处理水中污染物。
在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如下图所示:
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除少量的Cu2+和Pb2+,其原因是____________。
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是___________。
【答案】
(1).Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(2).测最后一次洗涤液的PH,若为7,则说明铁屑已洗净(3).NO3-在酸性条件下氧化性强,易被铁屑还原(4).铁屑与H+反应生成H2(5).4Fe+NO3-+l0H+=4Fe2++NH4++3H2O(6).2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+B(OH)4-+2H2↑(7).活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用(8).铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少
解析:
(1)①除锈是利用铁锈与稀硫酸反应将Fe2O3转变成Fe2(SO4)3除去。
正确答案:
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。
②除去铁锈后用蒸馏水洗涤是为了洗去残留在铁表面的H2SO4和Fe2(SO4)3,所以洗净后的铁表面应当没有H2SO4和Fe2(SO4)3,只要检验没有Fe3+、H+或SO42-中的任何一种,就可以说明铁屑已经洗净。
正确答案:
测最后一次洗涤滤液的PH,若为7,则说明铁屑已洗净(或取最后一次洗涤滤液加入BaCl2、稀盐酸,如果没有白色沉淀产生,说明铁屑已洗净)。
(2)①KNO3溶液中增加H+浓度,可以增加NO3-的氧化性,使得铁与NO3-的反应能够更快进行。
正确答案:
NO3-在酸性条件下氧化性强,易被铁屑还原。
②当H+浓度更大时,Fe与H+的置换会更快进行,从而导致与NO3-反应的Fe减少,NO3-的去除率下降。
正确答案:
铁屑与H+反应生成H2。
(3)从图像可以看出,t1之前溶液中NO3-、H+因为参加反应浓度下降,反应生成Fe2+、NH4+导致这两种离子浓度增大,Fe2+来源于单质Fe,Fe也是反应物,则反应基本物质关系为Fe+NO3-+H+→4Fe2++NH4+,配平后得到4Fe+NO3-+l0H+=4Fe2++NH4++3H2O。
正确答案:
4Fe+NO3-+l0H+=4Fe2++NH4++3H2O。
(4)反应基本物质关系为Fe2++BH4-→Fe+B(OH)4-+H2↑,考虑到溶液呈碱性,配平得到2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+B(OH)4-+2H2↑。
正确答案:
2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+B(OH)4-+2H2↑。
(5)①由于使用的是活性炭,活性炭有很强的吸附性,能够吸附水中的Cu2+、Pb2+离子使污水得到净化。
正确答案:
活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用。
②铁炭混合物中的Fe可以与Cu2+、Pb2+发生置换反应,炭的存在则可以在含Cu2+、Pb2+的污水中形成原电池,使得置换反应速率加快,