2018-2019学年江西省南昌市第二中学高二上学期第三次月考化学试题 解析版
江西省南昌市第二中学2018-2019学年高二上学期第三次月考
化学试题
1.下列说法正确的是
A. SO2溶于水,其水溶液能导电,说明SO2是电解质
B. 0.01 mol/L的氨水可以使酚酞试液变红,说明氨水是弱电解质
C. Na2FeO4能与水缓慢反应生成Fe(OH)3和O2,故可用作水的消毒剂和净化剂
D. 将草木灰和硫铵混合使用,相当于施用了氮和钾的复合肥料,提高了肥料利用率
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2溶于水,生成H2SO3,H2SO3是电解质,而SO2是非电解质,故A错误;
B.电解质是纯净的化合物,而氨水是混合物,故B错误;
C.Na2FeO4能与水缓慢反应生成Fe(OH)3和O2,O2具有氧化性,Fe(OH)3形成胶体,具有吸附性,可用作水的消毒剂和净化剂,故C正确;
D.草木灰主要成分是碳酸钾,水解显碱性,硫铵水解显酸性,将将草木灰和硫铵混合使用,在溶液中发生双水解,损失肥效,故D错误;
本题答案为C。
【点睛】电解质是在水溶液中或熔融状态下,能导电的化合物。理解时要明确,电解质必须是纯净的化合物。
2.下列叙述与盐类水解无关的是
A. 饱和食盐水使甲基橙显黄色
B. FeCl3溶液加热蒸干得到Fe2O3
C. NH4Cl溶液除铁锈
D. Na2CO3、Na2SiO3等盐溶液不能盛装在玻璃塞的试剂瓶中
【答案】A
【解析】
【详解】A.饱和食盐水,溶质是NaCl,NaCl是强酸强碱盐不水解,故A与水解无关;
B.FeCl3发生水解,生成Fe(OH)3、HCl,水解是吸热的,所以升高温度,水解程度增大,蒸干后Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O,故B与水解有关;
C.NH4Cl水解,生成一水合氨、盐酸,盐酸可除铁锈,故C和水解有关;
D.玻璃的主要成分含SiO2,,SiO2能和碱性物质反应,Na2CO3、Na2SiO3等盐溶液水解显碱性,故D和水解有关;
本题答案为A。
3.下列各组中的比值等于2∶1的是
A. K2S溶液中c(K+)与c(S2-)之比
B. pH都为12的烧碱溶液与Ba(OH)2溶液的物质的量浓度之比
C. 相同温度下0.2mol/L醋酸溶液与0.1mol/L醋酸溶液中的c(H+)之比
D. 室温时,将pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍,稀释后溶液中的c(H+)与c (SO42-)之比
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为S2-会水解,导致数目减少,比值会大于2:1,故A错误;
B.两者都是强碱,NaOH是一元碱Ba(OH)2,是二元碱,pH相同,所以NaOH的浓度是Ba(OH)2的2倍,故B正确;
C.醋酸是弱酸,浓度越大,电离越小,所以0.2mol/L醋酸溶液与0.1mol/L醋酸溶液中的c(H+)之比小于2:1,故C错误;
D.pH为5的H2SO溶液中, c(H+)=10-5mol/L, c(SO42-)=C(H+)=5×10-6mol/L;溶液稀释1000倍后,c(H+)只能近似为:1×10-7mol/L,而硫酸根离子浓度为:c(SO42-)=5×10-6mol/L×1/1000=5×10-9mol/L,所以稀释后溶液中C(H+)与c(SO42-)的比值近20:1;故D错误;
本题答案为B。
【点睛】在常温酸或碱的稀释时,无论如何稀释酸溶液中pH只能接近7,不可能大于7,无论如何稀释碱溶液的pH只能接近7,不可能小于7。
4.设NA表示阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是
A. 0.1 mol·L-1 NH4HS溶液中有:c(NH4+) = c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)
B. 常温下pH=1的盐酸中, 含H+离子数为0.1 NA
C. 铜锌原电池中,锌片质量减少6.5g时,外电路中电子转移0.2NA
D. 向密闭容器中充入1molN2和3mol H2,充分反应时转移电子6NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.0.1mol·L-1 NH4HS溶液中依据物料守恒有:c(NH3·H2O) +c(NH4+) = c(HS-)+c(S
2-)+c(H2S),故A错误;
B.常温下pH=1的盐酸中,c(H+)=10-1mol/L,未知溶液的体积,无法计算H+离子数,故B错误;
C.铜锌原电池中, 锌为负极,锌片质量减少6.5g时,外电路中电子转移0.2NA,故C正确;
D.N2和H2反应是可逆反应,不能进行到底,所以向密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应时转移电子小于6NA;故D错误;
本题答案为C。
5.常温下,在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A. c(OH-)=l×10-13mol·L-1的溶液中:K+、Mg2+、Cl-、NO3-
B. 0.1mol/L的NaNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
C. 含有大量Al3+的水溶液中: Na+、NH4+、HCO3-、Br-
D. 水电离产生的c(H+)为1×10-l2mol·L-1的溶液:NH4+、Na+、Cl-、CO32-
【答案】A
【解析】
A、c(OH-)=l×10-13mol·L-1的溶液为酸性溶液,含有大量H+,K+、Mg2+、Cl-、NO3-、H+间可以相互共存,A正确;B、NO3-在酸性溶液中具有强氧化性,Fe2+具有还原性,NO3-、H+和Fe2+之间发生氧化还原反应而不能大量共存,B错误;C、Al3+和HCO3-发生双水解反应而不能大量共存,C错误;D、水电离产生的c(H+)为1×10-l2mol·L-1的溶液可能为酸性或碱性,若为酸性,H+与CO32-不能共存,若为碱性,OH-与NH4+不共存,D错误。正确答案为A。
点睛:注意NO3-无氧化性,只有NO3-与H+在一起时才有氧化性。水电离产生的c(H+)为1×10-l2mol·L-1,说明水的电离受到抑制,则该溶液可能为酸性溶液,也可能为碱性溶液。
6.下列离子方程式正确的是
A. 将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
B. 用FeS去除废水中的Hg2+:Hg2+ + S2- === HgS↓
C. AlCl3溶液与Na2S溶液混合生成沉淀::2 Al3++3S2-==Al2S3↓
D. NH4Cl溶于D2O中显酸性:NH4++D2ONH3·HDO+D+
【答案】D
【解析】
【详解】A.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中制备胶体,不能用沉淀符号,正确的离子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故A错误;
B.用FeS去除废水中的,硫化亚铁不能拆开,正确的离子方程式为:═ 故B错误;
C.AlCl3溶液与Na2S溶液混合,发生双水解,正确的离子方程式是:2 Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S,故C错误;
D.NH4Cl溶于D2O中发生水解反应,显酸性,离子方程式为:NH4++D2ONH3·HDO+D+,故D正确;
本题答案为D。
7.向足量稀硫酸中加入一定量的锌粒,再向其中加入CuSO4溶液,发现生成H2的速率先增大后减小。下列有关说法错误的是
A. 生成H2的速率先增大可能由于溶液温度逐渐升高
B. 生成H2的速率先增大可能由于形成了铜锌原电池
C. 生成H2的速率后减小可能由于锌粒质量减小
D. 生成H2的速率后减小可能是由于置换出的铜太多,覆盖在锌粒表面
【答案】C
【解析】
A、硫酸与锌反应放出热量,温度升高,温度升高的影响大于硫酸浓度降低的影响,导致生成H2的速率先增大,A正确;B、锌能置换出硫酸铜中的铜,锌、铜与硫酸形成原电池,可以加快反应速率,B正确;C、生成H2的速率后减小是由于硫酸浓度的减小是主要因素,与锌粒质量的减小无关,C错误;D、锌置换出硫酸铜中的铜太多,覆盖在锌粒表面,阻止反应的持续进行,也会导致生成H2的速率后减小,D正确。正确答案为C。
点睛:影响化学反应速率的因素包括温度、浓度、催化剂、压强等,尤其是要注意原电池的影响,一个反应的反应速率往往是由多种因素共同影响的,所以在考虑时一定要综合考虑,弄清楚哪个是主要因素,哪个是次要因素。
8.下表中的实验操作不能达到实验目的或得出相应结论的是
选项
实验操作
实验目的或结论
A
向同pH、同体积的醋酸和盐酸溶液中加入足量镁粉,完全反应后收集H2的体积
比较两种酸的电离程度
B
将混有Ca(OH)2杂质的 Mg(OH)2样品放入水中,搅拌,成浆状后,再加入饱和MgCl2溶液,充分搅拌后过滤,用蒸馏水洗净沉淀。
除去Mg(OH)2样品中的Ca(OH)2杂质
C
向盛有1mL0.01mol/LAgNO3溶液的试管中滴加5滴0.01mol/L NaCl溶液,有白色沉淀生成,再滴加0.01mol/L NaI溶液,产生黄色沉淀。
常温下,Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D
室温下,用pH试纸测得:0.1mol/LNa2SO3溶液pH约为10,0.1mol/LNaHSO3溶液pH约为5
HSO3-结合H+的能力比SO32-的弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 同pH、同体积的醋酸和盐酸溶液中,氢离子的物质的量浓度相同,加入足量镁粉,电离度大的酸最终产生H2的体积少于电离程度小的酸,所以可以通过收集到氢气的体积多少,比较两种酸的电离程度,故A能达到式样目的;
B.将混有Ca(OH)2杂质的 Mg(OH)2样品放入水中,搅拌,成浆状后,再加入饱和MgCl2溶液,相当于增大了c(Mg2+), Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向沉淀的方向移动,使Mg(OH)2沉淀,从而达到除去Mg(OH)2样品中的Ca(OH)2的目的,故B能达到实验目的;
C.向盛有1mL0.01mol/LAgNO3溶液的试管中滴加5滴0.01mol/L NaCl溶液,有白色沉淀生成,再滴加0.01mol/LNaI溶液,产生黄色沉淀,由于AgNO3过量,所以得到AgCl沉淀和AgI沉淀,不发生沉淀转的转化,故C不能达到实验目的;
D.阴离子水解程度越大,溶液pH越大,说明越易结合氢离子,亚硫酸钠溶液的pH较大,而NaHSO3溶液pH约为5,是HSO3-电离的结果,则结合的能力比的弱,故D结论正确;
本题答案为C。
9.常温时,物质的量浓度相同的三种盐NaX、NaY、NaZ的溶液的pH依次为7、9、10。下列说法正确的是
A. 对应酸的酸性:HX < HY < HZ
B. 盐溶液中离子浓度 c(Z-) > c(Y-) > c(X-)
C. 三种盐溶液中水的电离度都比纯水大
D. 溶液中阴、阳离子总浓度:NaX > NaY > NaZ
【答案】D
【解析】
试题分析:A.因pH越大,说明酸根离子水解越是强烈,对应的酸越弱.所以HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序:HX>HY>HZ,故A错误;B.因pH越大,说明酸根离子水解越是强烈,所以盐溶液中离子浓度 c(Z-)<c(Y-)<c(X-),故B错误;C.依据NaX溶液PH=7分析,X-离子不水解,溶液中水的电离不变,故C错误;D.阴离子水解生成弱电解质和氢氧根离子,水解程度越大,溶液中氢氧根离子浓度越大,氢离子浓度越小;溶液中阴、阳离子总浓度:NaX>NaY>NaZ,故D正确;故选D。
考点:考查了盐类水解的应用判断,溶液酸碱性的分析,离子浓度大小的比较判断。
10.有4种混合溶液,分别由等体积0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:①CH3COONa与HCl; ②CH3COONa与NaOH;③CH3COONa与NaCl;④CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是
A. pH:②>③>④>① B. c(CH3COO-):②>④>③>①
C. 溶液中c(H+):①>③>②>④ D. c(CH3COOH):①>④>③>②
【答案】B
【解析】
试题分析:①促进水解,②NaOH抑制水解,③对的水解没有影响,④和都水解,所以A、pH: ②>④>③>①,A错误;B、:②>④>③>①,B正确;C.溶液中c(H+): ①>③>④>②,C错误;D、: ①>③>④>②,D错误;答案选B。
考点:盐的水解、pH
11.现有两正盐的稀溶液,分别是a mol·L-1 NaX溶液和b mol·L-1 NaY溶液。下列说法不正确的是
A. 若a>b,测得c(X-)=c(Y-),可推出溶液中的c(HX)>c(HY)
B. 若a>b,测得c(X-)=c(Y-),可推出溶液中的c(HX)=c(HY)
C. 若a=b,且pH(NaX)>pH(NaY),则相同浓度时,酸性HX
b
C. 图丙表示催化剂能改变化学反应的焓变
D. 图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2NO2(g)N2O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的△H<0
【答案】D
【解析】
试题分析:A、向CH3COOH溶液中逐步加入CH3COONa固体,因为醋酸根离子浓度增大,所以醋酸的电离平衡逆向移动,pH增大,A错误;B、醋酸的稀释过程中,氢离子浓度、醋酸根离子浓度均减小,导电性降低,pH增大,所以b>a,B错误;C、催化剂只能改变活化能,不能改变反应热,C错误;D、二氧化氮的含量最低时说明反应达到平衡状态,再升高温度,二氧化氮的含量增大,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,则△H<0,D正确,答案选D。
考点:考查对化学图像的分析,涉及盐的水解、弱电解质的电离、反应活化能、平衡的移动
13.已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的MgCl2溶液,加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.0,则下列说法不正确的是
A. 所得溶液中的c(H+) =1.0×10-13mol·L-1
B. 所得溶液中由水电离产生的c(OH-) =1.0×10-13 mol·L-1
C. 所加的烧碱溶液pH=13.0
D. 所得溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-10 mol·L-1
【答案】C
【解析】
pH=13.0,代表溶液中的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,选项A正确。溶液中所有的氢离子都来自于水的电离,所以溶液中由水电离产生的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,选项B正确。最后得到的溶液的pH=13,则原来加入的氢氧化钠的pH一定大于13(因为加入的氢氧化钠要和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,使氢氧根离子浓度减小),选项C错误。pH=13.0,代表溶液中的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,所以溶液中的c(OH-)=1.0×10-1 mol·L-1,所以c(Mg2+)=,选项D正确。
14. 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是
A. 电极A上发生的是还原反应
B. 电池工作时,CO32-向电极B移动
C. 电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-
D. 电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O
【答案】C
【解析】
试题分析:A.A为负极,负极上CO和H2失电子发生了氧化反应,故A错误;B.电池工作时,阳离子向正极移动,即K+向电极B移动,CO离子向负极移动,即向A极移动,故B错误;C.B为正极,正极为氧气得电子生成CO32-,反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-,故C正确;D.负极上CO和H2被氧化生成二氧化碳和水,电极A反应为:H2+CO+2CO32--4e-=H2O+3CO2,故D错误。故选C。
考点:考查化学电源新型电池
15.体积为1 mL、浓度均为0.10 mol/L的XOH和X2CO3溶液分别加水稀释至体积为V,pH随lgV
的变化情况如下图所示,下列叙述中正确的是
A. XOH是弱碱
B. pH=10的两种溶液中的c(X+):XOH大于X2CO3
C. 已知H2CO3的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,则Ka2约为1.0×10-10.2
D. 当lgV=2时,若X2CO3溶液升高温度,溶液碱性增强,则c(HCO3-)/c(CO32-)减小
【答案】C
【解析】
试题分析:A.根据图知,0.1mol/L的XOH的pH=13,说明XOH溶液中c(OH-)=c(XOH),XOH完全电离,为强电解质,A错误;B.XOH是强碱溶液、X2CO3是强碱弱酸盐溶液,要使两种溶液的pH相等,则c(XOH)<c(X2CO3),再结合物料守恒得c(X+):XOH小于X2CO3,B错误;C.0.10mol/LX2CO3溶液的pH=11.6,则该溶液中c(OH-)=c(HCO3-)=10−14/10−11.6mol/L=10-2.4mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,Kh1=c(HCO3−)·c(OH−)/c(CO32−)=Kw/Ka2,则Ka2=Kw/Kh1=Kw·c(CO32−)/[c(HCO3−)·c(OH−)]=10−14×0.1/10−2.4×10−2.4=1.0×10-10.2,C正确;D.当lgV=2时,则溶液的体积变为原来的100倍,升高温度,促进水解,第一步水解程度远远大于第二步,所以溶液中c(CO32-)减小,c(HCO3-)增大,所以c(HCO3-)/c(CO32-)增大,D错误;答案选C。
【考点定位】本题考查离子浓度大小比较
【名师点晴】该题为高频考点,侧重考查学生分析判断及计算能力,明确电离平衡常数与水解平衡常数的关系是解本题关键,注意:二元弱酸中存在Kh1·Ka2=Kw,为易错点。
16.一定温度下,两种碳酸盐MCO3(M分别为A和B两种离子)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=−lgc(M),p(CO32−)=−lgc(CO32−)。已知ACO3比BCO3溶解度更大。(不考虑阴阳离子的水解)。下列说法正确的是
A. 线a表示ACO3的溶解平衡曲线
B. 该温度下,向ACO3的饱和溶液中加入Na2CO3溶液,一定能产生沉淀
C. 向0.1L 1mol/L的BCl2溶液中加入Na2CO3固体,当加入Na2CO3固体的质量为116.6g时,B2+离子恰好沉淀完全(B2+离子为10—5mol/L时认为沉淀完全)
D. ACO3的Ksp=10—4.4
【答案】C
【解析】
A,ACO3比BCO3溶解度更大,则ACO3的溶度积大于BCO3,由图知线a的溶度积小于线b,线a表示BCO3的溶解平衡曲线,线b表示ACO3的溶解平衡曲线,A项错误;B,在ACO3的饱和溶液中存在溶解平衡:ACO3(s)A2+(aq)+CO32-(aq),加入Na2CO3溶液,溶液体积变大,c(A2+)减小,c(CO32-)增大,c(A2+)·c(CO32-)不一定大于Ksp(ACO3),不一定能产生沉淀,B项错误;C,由线a知Ksp(BCO3)=10-4,n(BCl2)=1mol/L0.1L=0.1mol,n(Na2CO3)==1.1mol,两者反应生成BCO3沉淀后Na2CO3过量,n(CO32-)剩余=1.1mol-0.1mol=1mol,c(CO32-)剩余==10mol/L,此时c(B2+)= Ksp(BCO3)n(CO32-)剩余=10-410=10-5(mol/L),B2+恰好沉淀完全,C项正确;D,由线b知当pM=0时,p(CO32-)=2.2,Ksp(ACO3)=c(A2+)·c(CO32-)=110-2.2=10-2.2,D项错误;答案选C。
点睛:本题主要考查沉淀溶解平衡曲线的分析,掌握图像中pM、p(CO32-)越大,M2+、CO32-浓度越小是解题的关键。易错选B,以为“加入Na2CO3,CO32-浓度增大,溶解平衡逆向移动,一定有沉淀产生”,产生错误的原因是:忽视加入的不是固体Na2CO3,而是Na2CO3溶液,溶液体积也发生变化,c(A2+)减小,形成沉淀的必要条件是离子积大于溶度积。
17.已知在常温下测得浓度均为0.1mol•L﹣1的下列四种溶液的pH如下表:
溶质
NaHCO3
Na2CO3
NaF
NaClO
pH
8.4
11.6
7.5
9.7
(1)用离子方程式表示NaClO溶液的pH = 9.7的原因___________________________。
(2)根据盐溶液的pH,可知①Ka(HClO) ②Ka1(H2CO3) ③Ka(HF) ④Ka2(H2CO3)的由大到小顺序为_________________________________ (填序号)。
(3)将少量CO2通入NaClO溶液中,写出该反应的离子方程式:________________。
(4)常温下,将CO2通入0.1mol•L﹣1的Na2CO3溶液中至中性,则溶液中2c(CO32-)+ c(HCO3-)=_________________(列计算式)
【答案】(本题共8 分)(1)ClO-+H2OHClO+OH-(2) ③②①④
(3) CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-(4)0.2
【解析】
试题分析:(1)次氯酸钠溶液中,次氯酸根离子发生水解:ClO-+H2O═HClO+OH-,导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液显示碱性;(2)浓度相同时溶液的pH越大,水解程度越大,对应的酸越弱,电离常数越小,故①Ka(HClO) ②Ka1(H2CO3) ③Ka(HF) ④Ka2(H2CO3)的大小顺序为③②①④;(3)因HClO的酸性介于H2CO3和HCO3-之间,将少量CO2通入NaClO溶液中,发生反应的离子方程式为CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-;(4)将CO2通入0.1mol•L﹣1的Na2CO3溶液中至中性,溶液是Na2CO3、NaHCO3和H2CO3的混合溶液,根据电荷守恒式2c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),其中c(OH-)=c(H+),则2c(CO32-)+ c(HCO3-)="c(Na+)=0.2" mol•L﹣1。
考点:考查弱电解质的电离与盐类的水解。
18.25℃时,CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10-5。常温下,往25ml氢氧化钠标准溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液,pH变化曲线如下图所示:
(1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
(2)A点对应酸的体积为12.5ml,则所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=____ mol·L-1。
(3)B点所示溶液中,c(CH3COO-)-c(Na+)=_______________ mol·L-1(填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=_______。
(4)C点所示溶液中,c(CH3COOH)_______c(CH3COO-)。(填“>”、“<”或“=”)
(5)向300 mL上述NaOH溶液中通入448 mL CO2(标准状况)气体,充分反应后,溶液中粒子浓度关系正确的是________.
A.c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)
B.2/3c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3)
C.c(Na+)> c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)
D.c(Na+)> c(HCO3-)> c(CO32-)> c(OH-)> c(H+)
【答案】 (1). 0.1 (2). 1×10-4 (3). 9.9×10-7 (4). 18 (5). < (6). BD
【解析】
【分析】
(1)由图可以看出当未滴加醋酸时pH,可求c(NaOH);
(2)A点时醋酸和氢氧化钠,恰好完全反应,生成CH3COONa,溶液的pH=10,此时是CH3COONa水解是溶液显碱性,由此分析得出由水电离出的c(OH-);
(3)B点所示溶液pH=6,可以看成是,CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,依据溶液中的守恒关系和醋酸的电离平衡常数可得到答案;
(4)C点所示溶液是CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,溶液显酸性,CH3COONa的水解程度小于CH3COOH的电离程度;
(5)依据题给数据计算,溶液的成分,然后依据溶液中的守恒关系可得结论;
【详解】(1)因为开始时pH=13,所以c(OH-)=0.1mol/L,故c(NaOH)=0.1mol/L;
本题答案为:0.1mol/L。
(2)由题中数据可知,A点时醋酸和氢氧化钠,恰好完全反应,生成CH3COONa,因CH3COONa水解是溶液显碱性,所以溶液中OH-都是水电离得到的,此时pH=10,溶液中的c(OH-)=110-4mol/L,则混合溶液中由水电离出的c(OH-)= 110-4mol/L;
本题答案为:1×10-4。
(3)由图可看出,B点所示溶液pH=6,是CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,溶液中的电荷守恒为:c(CH3COO-)c(OH-)=c(Na+)c(H+),所以c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=110-6-110-8=9.910-7mol/L;因为醋酸的电离平衡常数为:Ka=1.8×10-5,所以c(CH3COO
-)/c(CH3COOH)= Ka/c(H+)==18;
本题答案为:9.9×10-7,18。
(4)由于c(NaOH)=0.1mol/L,可知C点所示溶液是CH3COONa和CH3COOH等物质的量的混合溶液,溶液显酸性,CH3COONa的水解程度小于CH3COOH的电离程度,所以c(CH3COOH) c(CH3COO-);
本题答案为:<。
(5)300 mL 0.1mol/L的NaOH溶液中,n(NaOH)=0.03mol, 448 mL CO2的物质的量为n(CO2)=0.02mol,充分反应后,可知n((Na2CO3)=n(NaHCO3)=0.01mol,依据溶液中的物料守恒关系可得:2/3c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3),又混合溶液显碱性,是碳酸钠和碳酸氢钠水解的结果,且等物质的量的碳酸钠比碳酸氢钠水解程度更大,所以有c(Na+)> c(HCO3-)> c(CO32-)> c(OH-)> c(H+);
本题答案为:BD。
【点睛】
19.实验室测定水体中氯离子含量,实验过程如下:向水样中加入K2CrO4溶液作指示剂,用0.0010 mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点。已知:Ag2CrO4为不溶于水的砖红色沉淀;常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)= 1.8×10-12。回答下列问题:
(1)滴定时,应使用____________(填“酸式”或“碱式”) 滴定管。
(2)滴定达到终点的标志是___________________________________________。
(3)实验过程中测得数据如下表:
编号
1
2
3
V(水样)/mL
10.00
10.00
10.00
V(AgNO3)/mL
3.75
4.01
3.99
计算水样中氯离子的含量为_______________mg/L(保留2位小数)
(4)滴定结束后:
①当溶液中的残余c(Cl-)=1.8×10-5mol/L,则此时溶液中c(CrO42-)=____________ mol·L-1。
②已知2AgCl+ CrO42-2Cl-+Ag2CrO4,计算出该反应的平衡常数为____________。
(5)下列情况会造成实验测定结果偏低的是____________。(填标号)
A.锥形瓶洗涤后未干燥 B.滴定前,未使用标准液润洗滴定管
C.滴定管滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.滴定管滴定前尖嘴部分充满溶液,滴定结束时滴定管尖嘴有气泡
【答案】 (1). 酸式 (2). 滴加最后一滴AgNO3溶液时,生成砖红色沉淀,且半分钟不变色 (3). 14.20 (4). 1.8×10-2 (5). 1.8×10-8 (6). CD
【解析】
【分析】
(1)用0.0010 mol·L-1AgNO3溶液滴定,AgNO3为强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,必须盛放于酸式滴定管中;
(2)当Cl-恰好沉淀完全时,再滴加一滴硝酸银溶液,Ag+ 与CrO 42-生成Ag2CrO4砖红色沉淀;
(3)依据表中数据,计算即可;
(4)依据溶度积常数Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)= 1.8×10-12计算;
(5)根据实验过程中,不当操作所引起的c(Cl-)的变化讨论;
【详解】(1)用0.0010 mol·L-1AgNO3溶液做滴定液,AgNO3为强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,必须盛放于酸式滴定管中;
本题答案为:酸式。
(2)当Cl-恰好沉淀完全时,再滴加一滴硝酸银溶液,Ag+ 与CrO 42-生成Ag2CrO4砖红色沉淀,且30s内不变色;
本题答案为:滴加最后一滴AgNO3溶液时,生成砖红色沉淀,且半分钟不变色 。
(3)第1组硝酸银溶液体积的数据与第2组和第3组相比,误差较大,舍去第1组数据,用第2组和第3组数据的平均值计算。消耗的硝酸银溶液的体积的平均值为(3.99+4.01)×10-3L/2=4×10-3L,n(Cl-)=n(Ag+)=4×10-3L×0.001 mol/L=4×10-6mol,m(Cl-)=4×10-6×35.5×103mg=142×10-3mg,水样中氯离子的含量为142×10-3mg÷(10×10-3L)=14.20 mg/L;
本题答案为:14.20。
(4)①当溶液中的残余c(Cl-)=1.8×10-5mol/L时,根据c(Cl-)×c(Ag +)=1.8×10-10,则c(Ag +)=1×10-5mol/L,又依据Ksp(Ag2CrO4)= 1.8×10-12,即c(CrO42-)×c2(Ag +)= 1.8×10-12 ,解得c(CrO42-)=1.8×10-2mol/L;②对于2AgCl+ CrO42-2Cl-+Ag2CrO4
,平衡常数K=c2(Cl-)/c(CrO42-)c2(Cl-)×c2(Ag +)/c(CrO42-)×c2(Ag +)== (1.8×10-10)2/(1.8×10-12)=1.8×10-8;
本题答案为:1.8×10-2mol/L,1.8×10-8。
(5)锥形瓶洗涤后不需要干燥,对测定结果无影响;滴定前,未使用标准液润洗滴定管,标准液浓度变小,所消耗标准液体积偏大,结果偏大;酸式滴定管滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,导致读数偏小,结果偏低;酸式滴定管滴定前尖嘴部分充满溶液,滴定结束时滴定管尖嘴有气泡,有部分液体未放出,所耗标准液体积偏小,结果偏低。所以造成实验测定结果偏低的是CD;
本题答案为:CD。
20.依据原电池原理,回答下列问题:
(1)图1是依据氧化还原反应:Cu(s)+2Fe3+(aq)=Cu2+(aq)+2Fe2+(aq)设计的原电池装置。
①电极X的材料是________(填化学名称);电极Y的材料是__________(填化学名称)。
②Y电极发生的电极反应式为:______________。
(2)图2是使用固体电解质的燃料电池,装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导正极生成的O2-离子(O2+4e―→2O2-)。
①c电极为______________极。(填“正”或“负”)
②d电极上的电极反应式为___________________________。
③如果消耗甲烷160g,假设化学能完全转化为电能,则转移电子的数目为______________(用NA表示),需要消耗标准状况下氧气的体积为_______L。
【答案】 (1). 铜 (2). 碳(石墨、金、铂、银) (3). 2Fe3++2e-=2Fe2+ (4). 正 (5). CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O (6). 80NA (7). 448
【解析】
【分析】
(1)因为氧化还原反应,Cu(s)+2Fe3+(aq)=Cu2+(aq)+2Fe2+(aq)中,Cu失去电子,化合价升高,是原电池中电子流出的一极,而Fe3+化合价降低,发生还原反应,由此回答;
(2)依据图2电流方向,可以看出①c电极是燃料电池电子流入的一级,为正极;②d电极为电子流出的电极,为燃料电池的负极;③根据电池反应式,计算消耗甲烷160g,转移电子数和需要消耗标准状况下氧气的体积;
【详解】(1)由Cu(s)+2Fe3+(aq)=Cu2+(aq)+2Fe2+(aq)可知:Cu失去电子,化合价升高,是电子流出的一极,为原电池的负极,故电极X的材料是铜,电极Y是原电池的正极,发生Fe3+得电子的还原反应,可选择惰性电极碳或比铜活波性弱的材料做电极,如碳(石墨、金、铂、银)做正极,原电池正极的电极反应式为:2Fe3++2e-=2Fe2+;
本题答案为:铜,碳(石墨、金、铂、银);2Fe3++2e-=2Fe2+(或Fe3++e-=Fe2+)。
(2)有图2电流方向可以看出,①c电极是燃料电池电子流入的一级,为正极;②d电极为电子流出的电极,为燃料电池的负极,负极发生CH4失电子的氧化反应,电极反应式为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O;③根据电池反应式,CH4 2O2=CO22H2O,160g CH4的物质的量为,n(CH4)= =10mol,设有xmol电子转移,则1:8=10:X,解得X=80mol,转移电子电子数目为80NA,消耗O2的物质的量为:n(O2=)20mol,体积V(O2)=20mol22.4L/mol=448L;
本题答案为:正 , CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O ,80NA ,448。
21.甲醇是最基本的有机化工原料之一。工业上可用二氧化碳和氢气反应来生产甲醇。
(1)已知气态甲醇的燃烧热为a kJ/mol,2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -b kJ/mol;H2O(g)=H2O(l) ΔH= -c kJ/mol。 则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH=_________。
(2)某温度下,在2 L密闭容器中,充入2.4 mol CO2和4.4 mol H2,发生合成甲醇的反应,测得甲醇的物质的量随时间的变化图像如图中的曲线I,则前4分钟ν(CO2)=__________;若在1 min时,改变某一反应条件,曲线I变为曲线II,则改变的条件为___________;该温度下反应的化学平衡常数为___________。
(3)在另一温度下发生合成甲醇的反应,如图关闭K,向A容器中充入1 mol CO2和4 mol H2,向B容器中充入1.2 mol CO2和4.8 mol H2,两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L,反应达到平衡时容器B的体积为0.9a L,维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为______L(不考虑温度的变化,P为可自由滑动活塞,不考虑活塞的摩擦力)。
(4)一定条件下甲醇可进一步氧化转化为甲酸。室温下,将a mol/L的甲酸与b mol/L的NaOH溶液等体积混合,体系中存在c(Na+)=c(HCOO-),试用含a和b的代数式表示甲酸的电离常数为_____________________。
【答案】 (1). a-3/2b-2c kJ/mol (2). 0.1 mol·L-1·min-1 (3). 加入催化剂 (4). 0.2 (5). 0.65a (6). b·10-7/(a-b)
【解析】
【分析】
(1)根据题意,利用盖斯定律,求算CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH;
(2)根据图像,分析得出4分钟内,甲醇的浓度变化,进而求出二氧化碳的浓度变化,再求ν(CO2);1min改变条件的结果是,速率加快,平衡时间缩短,平衡时c(CH3OH)没有改变,以此判断改变的条件,并计算平衡常数;
(3)打开K时AB组成的是等温等压容器,相应的起始投入总物质的量,与平衡总体积成正比;
(4)根据溶液中的电荷守恒,和c(Na+)=c(HCOO-)的关系,结合甲酸的电离方程式,求算甲酸的电力平衡常数。
【详解】(1)依据题给信息,①CH3OH(g) 3/2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) ΔH=-akJ/mol, ②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -b kJ/mol;③H2O(g)=H2O(l) ΔH= -c
kJ/mol,根据盖斯定律,3/2②3③-①可得:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= a-3/2b-2c kJ/mol;
本题答案为:a-3/2b-2c kJ/mol。
(2)根据图像,分析得出4分钟内,甲醇的浓度变化, c(CH3OH)=0.4mol/L,依据则v(CH3OH)=0.4mol/L/4min=0.1mol/(L·min) ,由于速率之比等于计量数之比,所以ν(CO2)= v(CH3OH)= 0.1mol/(L·min);1min时改变条件的结果是曲线I变为曲线II,速率加快,平衡时间缩短,平衡时c(CH3OH)没有改变,根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= a-3/2b-2c kJ/mol,可知改变的条件是:加入催化剂;由图像可知,平衡时c(CH3OH)=0.4mol/L,, n(CH3OH)=0.4mol/L2L=0.8mol,c(H2O)=0.4mol/L,故由方程式可知: n(CO2)=0.8mol,平衡时c(CO2)=(2.4-0.8)/2=0.8mol/L, n(H2)=30.8mol=2.4mol,平衡时c(H2)=(4.4-2.4)/2=1mol/L,该温度下平衡常数K= c(CH3OH)·c(H2O)/ c(CO2)·c3(H2)=0.2
本题答案为:0.1 mol·L-1·min-1 ; 加入催化剂 ;0.2 。
(3)打开K时AB组成的是等温等压容器,相应的起始投入总物质的量,与平衡总体积成正比,设打开K重新达到平衡,总体积为x,则有:x:(56)=0.9a:6,解得x=1.65a,因为起始时A的体积为aL,所以重新平衡时B的体积为:1.65a-a=0.65aL;
本题答案为:0.65a。
(4)根据溶液中的电荷守恒:c(Na+)c(H+)=c(HCOO-)c(OH-),而体系中c(Na+)=c(HCOO-),故c(H+)= c(OH-)=110-7mol/L,c(Na+)=c(HCOO-)=b/2mol/L,反应后溶液中剩余c(HCOOH)=(a/2-b/2)mol/L,依据HCOOHHCOO-H+,所以甲酸的电离平衡常数为Ka=c(HCOO-)c(H+)/c(HCOOH)= = b·10-7/(a-b);
本题答案为:b·10-7/(a-b)。
【点睛】在等温、等压容器中进行的可逆化学反应,相应的投入气体的总物质的量,与气体总体积成正比。