D项:
因HA-电离程度大于A2-水解程度,故NaHA溶液显酸性,D项错误。
本题选B。
【点睛】图中所有含A粒子只有HA-、A2-两种,说明H2A已经完全电离。
HA-、A2-的物质的量分数随pH此消彼长,则HA-电离不完全。
两曲线的交点有特殊的含义,易于计算HA-的电离常数。
8.用浓盐酸与氯酸钾固体反应制氯气时,发现所得气体颜色偏深,经分析该气体主要含有Cl2和ClO2两种气体,某研究性学习小组拟用如图所示装置分离制得的混合气体,并测定两种气体的物质的量之比。
Ⅰ.查阅资料:
常温下二氧化氯为黄绿色气体,其熔点为-59.5℃,沸点为11.0℃,能溶于水,不溶于浓硫酸、四氯化碳,有强氧化性,能与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐,其中一种为NaClO3。
Ⅱ.制备与分离:
(1)实验加药品前应进行的实验操作是____________。
(2)装置C、E的作用分别是_________、_________。
(3)F中ClO2与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________。
Ⅲ.测量与计算:
反应结束后,测得B、C装置分别增重2.0g和14.2g,将D中的液体溶于水,配成2.5L溶液,取25.00mL该溶液,调节试样的pH﹤2.0,加入足量的KI晶体,振荡后,静置片刻;加入指示剂X,用0.200mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00mL。
(己知:
2ClO2+8H++10I-===5I2+2Cl-+4H2O;2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)
(4)指示剂X为_____,滴定终点时的现象是_______________。
(5)原装置收集到的ClO2物质的量为___________。
Ⅳ.结论:
(6)浓盐酸与氯酸钾固体反应的化学方程式为____________。
【答案】
(1).检查装置的气密性
(2).吸收混合气体中的Cl2(3).安全瓶防倒吸(4).2ClO2+2OH-===ClO3-+ClO2-+2H2O(5).淀粉溶液(6).滴加最后一滴标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色(7).0.1mol(8).3KClO3+10HCl===2ClO2↑+4Cl2↑+3KCl+5H2O
【解析】
【分析】
实验目的有二:
①分离Cl2和ClO2混合气体,②测定Cl2和ClO2的物质的量之比。
紧扣①思考装置的作用和所需实验操作,紧扣②中测定原理判断使用的指示剂和终点现象。
最后由定量结果写出符合题意的化学方程式。
【详解】
(1)制备气体的实验步骤通常是:
连接仪器组成装置,检查装置气密性,加入试剂等等。
故加药品前应检查装置气密性。
(2)根据相似相溶原理和题中信息,氯气易溶于四氯化碳,二氧化氯不溶于四氯化碳、较易液化,从而可实现它们的分离。
装置C的作用是溶解吸收混合气体中的氯气,装置D可使二氧化氯冷凝成液体,装置E作为安全瓶能防止F中溶液倒吸至D中。
(3)F中NaOH溶液能吸收氯气、二氧化氯,防止污染空气。
因氧化还原反应中化合价升降数相等,ClO2与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐,其中一种为NaClO3,另一种只能是NaClO2,其离子方程式为2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+2H2O。
(4)用Na2S2O3标准溶液滴定含I2溶液时,使用淀粉做指示剂,滴定终点时的现象:
滴加最后一滴标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。
(5)由已知离子方程式得2ClO2~5I2~10Na2S2O3,则25.00mL溶液中,n(ClO2)=n(Na2S2O3)/5=0.200mol/L×25.00×10-3L/5=1.00×10-3mol,2.5L溶液(装置D收集到的ClO2)中n(ClO2)=0.100mol。
装置C增重14.2g为氯气,即n(Cl2)=0.200mol。
故装置A中生成ClO2、Cl2的物质的量之比为1:
2,化学方程式为3KClO3+10HCl===2ClO2↑+4Cl2↑+3KCl+5H2O。
9.铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在,同时含有Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过程中产生的含铬污泥,实现其综合利用,可减少铬产生的环境污染。
铬渣综合利用工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体,则生成Na2CrO4的反应方程式为_____。
(2)除去浸出液中的杂质最好加入_____(填试剂名称)来调节pH。
除去铝元素的离子方程式为______________。
(3)理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀,工艺流程中不选用醋酸铅的原因是___________。
(4)铬酸铅是一种用于水彩和油彩的筑色颜料.遇到空气中的硫化物颜色会变然,该过积的化学反应方程式为_____________。
(5)实验室常利用Cr3+在碱性溶液中的还原性,使其转化为CrO42-,从而实现与Al3+的分离,这个过程中需要加入的试剂是__________(填化学式),分离操作是_________。
【答案】
(1).5Cr2O3+14NaOH+6NaNO3==10Na2CrO4+3N2↑+7H2O
(2).硝酸(3).
+
+H2O==Al(OH)3↓(4).不引入新的杂质②得到的NaNO3可以循环利用(5).PbCrO4+H2S==PbS+H2CrO4(6).NH3·H2O、H2O2(7).过滤
【解析】
本题分析:
本题主要考查离子反应。
(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体氮气,则生成Na2CrO4的反应的化学方程式为5Cr2O3+14NaOH+6NaNO3=10Na2CrO4+3N2↑+7H2O。
(2)为了不引人新的杂质,除去浸出液中的杂质最好加入硝酸来调节pH。
除去铝元素的离子方程式为
+
+H2O=Al(OH)3↓。
(3)工艺流程中不选用醋酸铅的原因是不引入新的杂质。
(4)铬酸铅遇到空气中的硫化物颜色会变黑,该过程的化学方程式为PbCrO4+H2S=PbS+H2CrO4。
(5)加入NH3·H2O提供碱性环境,而且将Al3+转化为氢氧化铝沉淀,NH3·H2O不会溶解氢氧化铝沉淀,加入H2O2将Cr3+氧化为CrO42-,不会引人杂质,所以这个过程中需要加入的试剂是NH3·H2O、H2O2,分离操作是过滤。
10.氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品。
(1)水能发生自偶电离2H2O
H3O++OH-,液氨比水更难电离,试写出液氨的自偶电离方程式_______。
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式
HNO2
H2N2O2
电离常数
Ka=5.1×10-4
Ka1=6.17×10-8、Ka2=2.88×10-12
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)_____pH(NaHN2O2)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=_______(保留三位有效数字)。
③0.lmol/LNa2N2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________。
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s)△H1=-159.5kJ•mol-1;
反应II:
NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+116.5kJ•mol-1;
反应III:
H2O(l)═H2O(g)△H3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:
NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为____________。
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):
n(CO2)=2:
l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强p随时间t的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为___________。
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为__________(填字母标号)。
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。
则b电极上的电极反应式为______________。
【答案】
(1).2NH3
NH4++NH2-
(2).<(3).1.62×10-7(4).c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)(5).2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0kJ•mol-1(6).128(mol/L)-3(7).a(8).2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O
【解析】
【分析】
由弱酸的相对强弱(电离常数),可推知对应盐水解能力的强弱;据盖斯定律,将热化学方程式加减得新的热化学方程式;由平衡浓度计算平衡常数,据温度对平衡的影响判断平衡常数与温度的关系;依电解原理和离子方程式的要求书写电极反应式。
【详解】
(1)水自偶电离方程式中,一个水分子电离生成H+和OH-,H+与另一个水分子以配位键结合成H3O+。
可模仿写出液氨的自偶电离方程式2NH3
NH4++NH2-。
(2)电离常数(酸性):
HNO2>H2N2O2>HN2O2-,则水解常数(碱性):
NO2-①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液中,水解程度NO2-②25℃时,NaHN2O2水解常数Kh=Kw/Ka1=10-14/(6.17×10-8)=1.62×10-7。
③0.lmol/LNa2N2O2溶液中,溶质完全电离Na2N2O2=2Na+N2O22-,阴离子分步微弱水解N2O22-+H2O
HN2O2-+OH-、HN2O2-+H2O
H2N2O2+OH-,水极弱电离H2O
H++OH-,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)。
(3)NH3与CO2合成尿素时,由分步反应消去中间产物NH2CO2NH4(s)、H2O(g),即IV式=I式+II式-III式,反应IV的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-87.0kJ•mol-1。
(4)①T1℃、2L:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(l)
设起始/mol:
2xx00
转化/mol:
1.00.50.50.5
平衡/mol:
2x-1.0x-0.5(30/60)0.5
因恒温恒容时气体的压强比等于物质的量之比,得
,x=0.75。
该反应的平衡常数K=
=
=128(mol/L)-3。
②反应IV正反应放热,升高温度使平衡左移,平衡常数K减小,故选曲线a。
(5)根据碳原子数守恒和碳元素化合价的变化,可得2CO2+12e-→C2H4;酸性溶液中,CO2中-2价氧原子与H+结合成水,C2H4中+1价氢也来自H+,故电解时b电极(阴极)反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O。
【点睛】书写离子方程式或电极反应式时,酸性溶液用H+、H2O配平,碱性溶液用OH-、H2O配平,中性溶液在反应中加H2O、生成物中加H+或OH-。
11.
教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。
请回答以下问题:
(1)第三周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图1所示,则该元素对应的原子有_____种不同运动状态的电子。
(2)如图2所示,每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。
每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是___________。
判断依据是____________。
(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。
则该晶体的类型属于_____________晶体。
(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有____种。
GaCl3中中心原子的杂化方式为_________,写出与GaCl3结构相同的一种等电子体(写离子)______________。
(5)冰、干冰、碘都是分子晶体,冰的结构具有特殊性,而干冰、碘的晶体具有相似的结构特征,干冰分子中一个分子周围有__________个紧邻分子。
D的醋酸盐晶体局部结构如图,该晶体中含有的化学键是_____________(填字母标号)。
a.极性键b.非极性键c.配位键d.金属键
(6)Fe的一种晶体如甲、乙所示,若按甲虚线方向切乙得到的A~D图中正确的是_____(填字母标号)。
铁原子的配位数是____________,假设铁原子的半径是rcm,该晶体的密度是ρg/cm3,则铁的相对原子质量为________________(设阿伏加德罗常数的值