,故D错误。
点睛:
根据水解原理,可以根据相同浓度的NaA溶液、NaHCO3溶液的pH判断HA、H2CO3的酸性,若NaA溶液的PH大于NaHCO3溶液,则酸性HAH2CO3;
5.电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如下图所示,下列叙述错误的是
A.M室发生的电极反应式:
2H2O-4e-=O2↑+4H+
B.a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜
C.N室中:
a%
D.理论上每生成1molH3BO3,两极室共产生标准状况下16.8L气体
【答案】B
【解析】M室中石墨电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+,故A正确;原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室、Na+通过c膜进入N室,M室中氢离子通入a膜进入产品室,则a、c为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,故B错误;N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的钠离子通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:
a%<b%,故C正确;理论上每生成1mol产品,M室生成1molH+,转移电子1mol,M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,N室生成0.5molH2,M室生成0.25mol氧气,两极室共产生标准状况下16.8L气体,故D正确。
点睛:
电解池中与电源正极相连的一极是阳极,阳极失电子发生氧化反应;与电源负极相连的一极是阴极,阴极得电子发生还原反应;阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。
6.某实验小组将SO2通入Na2S和Na2SO3的混合溶液中制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)。
其装置如下图所示(省略夹持装置),下列说法错误的是
A.装置②的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体可以是饱和NaHSO3溶液
B.为提高产品纯度,使烧瓶中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则
C.装置④的作用是吸收尾气,同时防止倒吸
D.装置①也可用于高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气
【答案】B
【解析】装置②中气泡产生的速率越快,说明SO2的生成速率越快;SO2难溶于NaHSO3溶液,故A正确;根据反应方程式2Na2S+Na2SO3+3SO2=3Na2S2O3,所以
,故B错误;装置④中盛放适当的试剂可以吸收SO2气体,倒置的漏斗同时防止倒吸,故C正确;高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,属于固体与液体常温下反应制备气体,故D正确。
7.已知电导率越大导电能力越强。
常温下用0.100mol·L-1NaOH溶液分别滴定10.00mL浓度均为0.100mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线①代表滴定盐酸的曲线
B.滴定醋酸的过程应该选择甲基橙作为指示剂
C.a、b、c三点溶液中水的电离程度:
c>a>b
D.b点溶液中:
c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
【答案】D
点睛:
强酸、强碱滴定,达到滴定终点时溶液呈中性,可以用甲基橙或酚酞作指示剂;强酸、弱碱滴定,达到滴定终点时溶液呈酸性,可以用甲基橙作指示剂;弱酸、强碱滴定,达到滴定终点时溶液呈碱性,可以用酚酞作指示剂。
8.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和水处理剂。
以氯酸钠为原料制备亚氯酸钠的装置如下图所示(夹持装置省略)。
已知:
①纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全。
②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O;高于38℃时析出NaClO2;高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)检查A装置气密性的方法是____________________________________。
该装置中产生ClO2的化学方程式为_________________________________________。
(2)实验过程中需要持续通入空气,目的是_________________________________。
(3)NaClO2在碱性溶液中才能稳定存在,下列可用于检测三颈瓶中溶液酸碱性的是________(填代号)。
a.石蕊b.酚酞c.pH试纸d.pH计
(4)B装置中发生反应的离子方程式为______________________________________;使用冰水浴的原因是_________________________________;反应结束后,从溶液中得到NaClO2固体的实验操作是____________________________________________________。
(5)NaClO2是一种高效水处理剂,在一定条件下可以将CN-氧化成两种无毒无害的气体。
现用NaClO2处理10m3含CN-amg·L-1的工业污水,理论上至少需要NaClO2的质量是___________g。
【答案】
(1).关闭K1、K2,向分液漏斗中注入水,打开分液漏斗活塞,开始有少量水滴下,一段时间后,水不能滴下,说明装置A气密性良好
(2).2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O(3).稀释ClO2,使生成的ClO2全部进入三颈瓶中(4).d(5).2ClO2+2OH-+H2O2=2ClO2-+2H2O+O2(6).防止NaClO2分解(7).在38℃-60℃下,减压蒸发结晶过滤、洗涤、干燥(8).43.5a
【解析】试题分析:
(1)根据压强原理,通过关闭K1、K2,向分液漏斗中注入水的方法检验装置A的气密性;根据得失电子守恒配平NaClO3、Na2SO3、H2SO4生成ClO2的方程式;
(2)根据纯空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全分析;(3)根据亚氯酸钠(NaClO2)是漂白剂分析;(4)B装置中ClO2、NaOH、H2O2反应生成NaClO2、O2;高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl;NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O;高于38℃时析出NaClO2,要得到NaClO2需要控制温度蒸发结晶。
(5)NaClO2在一定条件下可以将CN-氧化成二氧化碳和氮气,根据电子守恒,NaClO2与CN-的关系式是
;
解析:
(1).关闭K1、K2,向分液漏斗中注入水,打开分液漏斗活塞,开始有少量水滴下,一段时间后,水不能滴下,说明装置A气密性良好;根据得失电子守恒,NaClO3、Na2SO3、H2SO4生成ClO2的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;(3).实验过程中需要持续通入空气的目的是稀释ClO2,使生成的ClO2全部进入三颈瓶中;(3亚氯酸钠(NaClO2)是漂白剂,能使石蕊、酚酞、pH试纸褪色,所以检测三颈瓶中溶液酸碱性用PH计,选d。
(4)B装置中ClO2、NaOH、H2O2反应生成NaClO2、O2的离子方程式是2ClO2+2OH-+H2O2=2ClO2-+2H2O+O2;高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl,所以装置B使用冰水浴;NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O;高于38℃时析出NaClO2,要得到NaClO2需要在38℃-60℃下,减压蒸发结晶过滤、洗涤、干燥;(5)设理论上至少需要NaClO2的质量是xg;
452.5g104g
Xga
g·L-1
X=43.5a。
9.氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知:
CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·mol-1(a>0)
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ·mol-1(b>0)
若用CO还原NO2至N2,当消耗标准状况下3.36LCO时,放出的热量为___________kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(2)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g)△H=-57.0kJ·mol-1。
测得NO2的体积分数[
(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
①0~20min内,v(N2O4)=________mol·L-1·min-1。
②上述反应中,v(NO2)=k1·c2(NO2),v(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为_____________。
改变温度至T1时k1=k2,则T1_________373K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元弱酸。
25℃时,向100mL0.1mol·L-1H2N2O2溶液中加入VmL0.1mol·L-1NaOH溶液。
(已知25℃时,连二次硝酸的Ka1=10-7,Ka2=10-12)
①若V=100,则所得溶液中c(H2N2O2)_____________c(N2O22-)(填“>”、“<”或“=”),通过计算解释原因____________________________________________________________。
②若V=200,则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________。
【答案】
(1).
或
(2).2.0×10-3(3).k1=60k2(4).>(5).>(6).恰好完全反应生成NaHN2O2,Kh(HN2O2-)=
>Ka2=10-12,水解程度大于电离程度,因此溶液中c(H2N2O2)>c(N2O22-)(7).c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)
【解析】试题分析:
(1)根据盖斯定律书写用CO还原NO2至N2的热化学方程式,再根据热化学方程式计算消耗标准状况下3.36LCO时放出的热量;
(2)①根据
计算v(N2O4);②先计算达到平衡时NO2、N2O4的浓度,再根据平衡时v(NO2):
v(N2O4)=2:
1计算k1、k2的数学关系式;(3)①若V=100,溶液中的溶质是NaHN2O2;②若V=200,溶液中的溶质是Na2N2O2;
解析:
(1)①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·mol-1(a>0);②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ·mol-1(b>0);根据盖斯定律①
②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=(-2a-b)kJ·mol-1,标准状况下3.36LCO的物质的量是0.15mol,消耗标准状况下3.36LCO时放出的热量
kJ;
(2)①设0~20min内生成N2O4的物质的量是xmol,
X=0.08mol,v(N2O4)=
mol/L
=2.0×10-3。
②设平衡时N2O4的浓度xmol/L,
X=0.075mol/L,v(NO2):
v(N2O4)=2:
1即k1·c2(NO2):
k2·c(N2O4)=2:
1,k1
0.0025:
k2
0.075=2:
1,所以k1=60k2。
若改变温度至T1时k1=k2,则正反应速率小于逆反应速率,平衡逆向移动,该反应的正反应放热,所以T1>373K;(3)①若V=100,溶液中的溶质是NaHN2O2,HN2O2-的电离平衡常数是10-12,水解平衡常数是
,水解大于电离,所以c(H2N2O2)>c(N2O22-);②若V=200,溶液中的溶质是Na2N2O2,N2O22-发生两步水解反应,所以所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)。
10.工业上利用废镍催化剂(主要成分为Ni,还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的流程如下:
(1)请写出一种能提高“酸浸”速率的措施:
________________________;滤渣I的成分是____________(填化学式)。
(2)除铁时,控制不同的条件可以得到不同的滤渣II。
已知滤渣II的成分与温度、pH的关系如图所示:
①若控制温度40℃、pH=8,则滤渣II的主要成分为_________________________(填化学式)。
②若控制温度80℃、pH=2,可得到黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12](图中阴影部分),写出生成黄铁矾钠的离子方程式:
___________________________________________。
(3)已知除铁后所得100mL溶液中c(Ca2+)=0.01mol·L-1,加入100mLNH4F溶液,使Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol·L-1,则所加c(NH4F)=_________mol·L-1。
[已知Ksp(CaF2)=5.29×10-9]
(4)加入有机萃取剂的作用是________________________。
(5)某化学镀镍试剂的化学式为MxNi(SO4)y(M为+1价阳离子,Ni为+2价,x、y均为正整数)。
为测定该镀镍试剂的组成,进行如下实验:
I.称量28.7g镀镍试剂,配制100mL溶液A;
Ⅱ.准确量取10.00mL溶液A,用0.40mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液25.00mL;
Ⅲ.另取10.00mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀4.66g。
①配制100mL镀镍试剂时,需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要________________________。
②该镀镍试剂的化学式为________________________________。
【答案】
(1).把废镍催化剂粉碎、适当加热,适当增大酸的浓度或搅拌等
(2).SiO2、CaSO4(3).FeOOH(4).2Na++3ClO- +6Fe2+ +4SO42-+9H2O =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+(5).6.6×10-2(6).除去溶液中的Zn2+(7).100 mL容量瓶(8).(NH4)2Ni(SO4)2
【解析】试题分析:
(1)根据影响反应速率的因素分析提高“酸浸”速率的措施;废镍催化剂中SiO2与硫酸不反应,CaO与硫酸反应的产物CaSO4微溶于水;
(2)根据滤渣II的成分与温度、pH的关系图,可知控制温度40℃、pH=8时,滤渣II的主要成分;②Na2Fe6(SO4)4(OH)12中铁元素化合价是+3,可知ClO-把Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀;(3)根据方程式Ca2++2F-=CaF2↓,沉淀Ca2+消耗0.002molNH4F,根据Ksp(CaF2)=5.29×10-9,沉淀Ca2+后,溶液中c(F-)=
;(4)根据流程图,加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn2+;(5)①根据配制100mL一定物质的量浓度溶液分析需要的仪器;②根据Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+计算Ni2+的物质的量,根据
可计算相对分子质量;根据10.00mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀4.66g,可计算SO42-的物质的量,根据n(Ni2+):
n(SO42-)计算y值,根据化合价代数和等于零计算x值,最后根据相对分子质量计算M的相对原子质量。
解析:
(1)根据影响反应速率的因素,升高温度、把废镍催化剂粉碎、适当增大酸的浓度或搅拌等,都可以提高“酸浸”速率;废镍催化剂中SiO2与硫酸不反应,CaO与硫酸反应的产物CaSO4微溶于水,所以滤渣I的成分是SiO2、CaSO4;
(2)①根据滤渣II的成分与温度、pH的关系图,可知控制温度40℃、pH=8时,滤渣II的主要成分是FeOOH;②Na2Fe6(SO4)4(OH)12中铁元素化合价是+3,可知ClO-把Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀,反应的离子方程式是2Na++3ClO- +6Fe2+ +4SO42-+9H2O =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+;(3)根据方程式Ca2++2F-=CaF2↓,沉淀Ca2+消耗0.002molNH4F,根据Ksp(CaF2)=5.29×10-9,沉淀Ca2+后,溶液中c(F-)=
,设加入c(NH4F)=cmol·L-1,则
=
;c=6.6×10-2;(4)根据流程图,加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn2+;(5)①根据配制100mL一定物质的量浓度溶液需要100mL容量瓶;②根据Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+,n(Ni2+)=0.025L
0.4mol·L-1=0.01mol,根据
,MxNi(SO4)y的相对分子质量=
;10.00mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到硫酸钡4.66g,所以SO42-的物质的量0.02mol,根据n(Ni2+):
n(SO42-)=1:
y,则y=2,根据化合价代数和等于零,x=2,设M的相对原子质量是a,则2a+59+96
=287;a=18,所以M是NH4+,该镀镍试剂的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2。
11.钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)基态钛原子的价电子排布式为_____________,与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛相同的有____________种。
(2)钛比钢轻、比铝硬,是一种新兴的结构材料,钛的硬度比铝大的原因是_________。
(3)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1:
5,则该配合离子的化学式为___________。
(4)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合,其结构如下图所示。
①组成M的元素中,电负性最大的是_________(填名称)。
②M中碳原子的杂化方式为____________。
③M中不含________(填代号)。
a.π键b.σ键c.离子键d.配位键
(5)金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一。
其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。
①A、B、C、D4种微粒,其中氧原子是________(填代号)。
②若A、B、C的原子坐标分别为A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),则D的原子坐标为D(0.19a,____,___);钛氧键的键长d=______(用代数式表示)。
【答案】
(1).3d24s2
(2).3(3).Ti原子的价电子数比Al多,金属键更强(4).[TiCl(H2O)5]2+(5).氧(6).sp2sp3(7).c(8).BD(9).0.81a(10).0.5c(11).
【解析】试题分析:
(1)钛原子核外有22个电子,根据核外电子排布规律写基态钛原子的价电子排布式;基态原子的未成对电子数为2;第四周期中未