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选修4第三章第四节 难溶电解质的溶解平衡三星题(填空题)
1.(11分)电解质的水溶液中存在电离平衡。
(1)醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为_________。
②下列方法中,可以使醋酸稀溶液中CH3COOH电离程度增大的是__________(填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.微热溶液
c.加水稀释 d.加入少量醋酸钠晶体
(2)用0.1 mol·L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是_____(填“I”或“Ⅱ”)。
②滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是_____。
③V1和V2的关系:V1_____V2(填“>”、“=”或“<”)。
④M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_________。
(3)为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化,某同学查阅资料并设计如下实验。
资料:AgSCN是白色沉淀,相同温度下,溶解度:AgSCN > AgI。
操作步骤
现象
步骤1:向2 mL 0.005 mol·L-1 AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol·L-1 KSCN溶液,静置。
出现白色沉淀。
步骤2:取1 mL上层清液于试管中,滴加1滴2mol·L-1 Fe(NO3)3溶液。
溶液变红色。
步骤3:向步骤2的溶液中,继续加入5滴3 mol·L-1 AgNO3溶液。
现象a,溶液红色变浅。
步骤4:向步骤1余下的浊液中加入5滴3 mol·L-1 KI溶液。
出现黄色沉淀。
①写出步骤2中溶液变红色的离子方程式__________________。
②步骤3中现象a是_____________________。
③用化学平衡原理解释步骤4的实验现象______________________。
【答案】(13分,未标分数的空,每空1分) (1)① CH3COOHCH3COO-+H+ (2分)
② b、c(2分,漏选得1分,错选不得分) (2)① I ② 0.1mol·L-1醋酸溶液
③ <④ c(CH3COO-)> c (Na+)> c (H+)> c (OH-) (3)① Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(2分)
② 出现白色沉淀 ③ AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq)(1分),加入KI后,因为溶解度:AgI<AgSCN,Ag+与I-反应生成AgI黄色沉淀:Ag++I-=AgI↓,AgSCN的溶解平衡正向移动(1分)。(2分)
【解析】
试题分析:(1)①醋酸是一元弱酸,在溶液中存在电离平衡,则醋酸在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
②a.滴加少量浓盐酸,氢离子浓度增大,抑制醋酸电离,电离程度减小,a错误;b.电离吸热,微热溶液促进电离,电离程度增大,b正确;c.加水稀释粗电离,电离程度增大,c正确;d.加入少量醋酸钠晶体,增大醋酸根浓度,抑制醋酸电离,电离程度减小,bc。
(2)①醋酸是弱酸,0.1mol/L醋酸溶液的pH大于1,则滴定醋酸的曲线是I。
②盐酸和氢氧化钠溶液均是一元的强酸和强碱,在浓度相等的条件下对水的电离程度影响是相同的。醋酸是一元弱酸,在浓度与盐酸相等的条件下,溶液中氢离子浓度小,对水的电离程度影响小于盐酸,则滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是0.1mol/L醋酸。
③氢氧化钠和醋酸恰好反应时生成的醋酸钠水解溶液显碱性,要满足溶液显中性,则醋酸应该过量。而氢氧化钠与盐酸恰好反应时生成的氯化钠不水解,溶液显中性,所以V1小于V2。
④M点时醋酸过量,溶液是由等浓度的醋酸钠和醋酸构成的,溶液显酸性,则对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)> c (Na+)> c (H+)> c (OH-)。
(3)① 铁离子与KSCN溶液反应使溶液显红色,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
②硝酸银溶液能与KSCN溶液反应产生白色沉淀,所以向步骤2的溶液中,继续加入5滴3 mol·L-1 AgNO3溶液时溶液中仍然会出现白色沉淀。
③根据以上分析可知溶液中存在平衡AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),加入KI后,因为溶解度:AgI<AgSCN,因此Ag+与I-反应生成AgI黄色沉淀:Ag++I-=AgI↓,从而导致AgSCN的溶解平衡正向移动。
考点:考查弱电解质的电离平衡、盐类水解以及溶解平衡等
2.已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-H++A2-。回答以下问题:
(1)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在平衡:
CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH > 0。
①温度升高时,Ksp_______(填“增大”、“减小”或“不变”下同)。
②滴加少量浓盐酸,c (Ca2+)________,原因是___________ (用文字和离子方程式说明)。
(2)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式______。若某CuSO4溶液中c (Cu2+)=0.02 mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于5 (已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20)。
【答案】(1)① 增大 ② 增大 原因是由于H++A2- HA- 溶解平衡右移,Ca2+的量增加,而体积几乎不变,所以浓度增大
(2)CaA+ Cu2+====CuA+ Ca2+
【解析】
试题分析:(1)CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH > 0,①温度升高时,溶解平衡正向移动Ksp增大;②滴加少量浓盐酸,由于H++A2- HA- 溶解平衡右移,Ca2+的量增加,而体积几乎不变,所以浓度增大;(2)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式CaA+ Cu2+====CuA+ Ca2+。
考点:难溶电解质溶解平衡。
3.(8分)完成下列反应的离子方程式:
(1)将AlCl3溶液蒸干得到白色固体: ;
(2)用惰性电极电解饱和食盐水: ;
(3)用KOH做电解质溶液的甲烷燃料电池的负极反应式: ;
(4)往AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液: ;
【答案】(1)Al3+ +3 Cl— + 3H2O Al(OH)3↓+ 3HCl↑(2)2Cl— + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH—
(3)CH4 + 10OH——8e— = CO32— +7H2O (4)2AgCl + S2— = Ag2S + 2Cl—
【解析】
试题分析:(1)将AlCl3溶液蒸干生成氢氧化铝,离子方程式为Al3+ +3 Cl— + 3H2O Al(OH)3↓+ 3HCl↑;(2)用惰性电极电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠,离子方程式为2Cl— + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH—;
(3)用KOH做电解质溶液甲烷燃料电池中,甲烷作负极,负极反应式为CH4 + 10OH——8e— = CO32— +7H2O;(4)往AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液发生沉淀的转化,离子方程式为2AgCl + S2— = Ag2S + 2Cl—。
考点:考查离子方程式的书写。
4.(3分)下列有关实验的说法正确的是 。
A.在测定中和反应的反应热实验中,至少要读两次温度
B.可用pH试纸测定新制氯水的pH
C.中和滴定实验中,洗净后的锥形瓶不需要干燥
D.向CH3COONa溶液中滴入石蕊试液,溶液变蓝
E.向白色ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀变为黑色,说明Ksp(ZnS)〈Ksp(CuS)
【答案】C D
【解析】
试题分析:每进行一次酸碱中和反应热的计算就要测定反应前酸、碱的温度及反应后混合溶液的温度,而且为了减少实验误差,至少要重复2-3次实验,A错误。 新制氯水中含有HCl和HClO,它们使溶液显酸性,PH试纸变红,但由于HClO有强的氧化性,又把变红的试纸氧化为无色。故不能测定该溶液的PH, B错误。中和滴定实验中,洗净后的锥形瓶的内壁沾有少量的蒸馏水,在实验测定时在实验要求的误差范围内不需要干燥, C正确。CH3COONa是强碱与弱酸中和生成的盐,醋酸是弱酸,NaOH是强碱,因此醋酸钠溶液由于醋酸根离子的水解二使溶液显碱性,所以向其中滴入石蕊试液,溶液变蓝色, D正确。ZnS在水中存在沉淀溶解平衡,ZnS(S) Zn2+(aq)+S2-(aq),当向溶液中加入CuSO4溶液后,发生反应:S2-+Cu2+=CuS↓,由于消耗了S2-,破坏了ZnS的沉淀溶解平衡,使平衡向溶解的方向移动,最终沉淀逐渐转化为CuS沉淀,颜色有白色变为黑色。这是难溶的向更难溶的转化。所以Ksp(CuS)〈Ksp(ZnS), E错误。
考点:考查沉淀的转化、中和滴定、中和热的测定、及溶液的酸碱性、PH试纸的使用
5.(6分)(1)硫化钠水溶液显碱性的原因_______________(用离子方程式表示)
(2)用硫化亚铁作沉淀剂除去污水中的Cu2+_______________________
(3)浑浊的石灰水中存在的溶解平衡________________
【答案】(1)S2-+H2OHS-+OH-(2)Cu2++FeS= CuS+Fe2+(3)Ca(OH)2(S) Ca2+ (aq)+2OH-(aq)
【解析】
试题分析:(1) 硫化钠是强碱弱酸盐,水解显碱性,水解离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-(2)根据沉淀转化原理:溶解度小的可以转化为溶解度更小的沉淀,方程式为:Cu2++FeS= CuS+Fe2+(3)Ca(OH)2是微溶物,存在的溶解得平衡是:Ca(OH)2(S) Ca2+ (aq)+2OH-(aq)
考点:水解,溶解平衡方程式的书写。
6.(4分)工业制备氯化铜时,将浓盐酸加热至80 ℃左右,慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe2O3、FeO),充分搅拌,使之溶解,得一强酸性的混合溶液,现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液,采用以下步骤[参考数据:pH≥9.6时,Fe2+完全水解成Fe(OH)2;pH≥6.4时,Cu2+完全水解成Cu(OH)2;pH≥3.7时,Fe3+完全水解成Fe(OH)3]。请回答以下问题:
(1)第一步除去Fe2+,有人用强氧化剂NaClO将Fe2+氧化为Fe3+:
①加入NaClO后,溶液的pH变化是 (填代号)。
A.一定增大 B.一定减小 C.可能增大 D.可能减小
②你认为用NaClO作氧化剂是否妥当? (填“是”或“否”),理由是 。
(2)除去溶液中Fe3+的方法是调整溶液的pH=3.7,现有下列试剂均可以使强酸性溶液的pH调整到3.7,可选用的有 。(多选)
A.NaOH
B.氨水
C.Cu2(OH)2CO3
D.Na2CO3
E.CuO
F.Cu(OH)2
【答案】(4分)(1)① A ② 否 , 会引入新杂志Na+,造成产品不纯。(2) CEF
【解析】
试题分析:(1)①NaClO在酸性条件下与Fe2+的反应是:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,由于反应过程中要消耗H+,溶液pH一定升高,选A;②NaClO可以将Fe2+氧化成Fe3+,但引入了新杂质Na+,实际上不能采用,必须应用既能氧化Fe2+又不能引入新杂质的氧化剂,例如Cl2、O2、H2O2等,答案为否 , 会引入新杂志Na+,造成产品不纯;(2)同理,调整pH所选用的试剂可以是CuO、Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2等不会引入新杂质的物质,选CEF。
考点:考查盐的水解,离子除杂等知识。
7.已知在25 ℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,且Ksp(AgX)=1.8×10-10,Ksp(AgY)=1.0×10-12,Ksp(AgZ)=8.7×10-17。
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为_________________ _____________________________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在25 ℃时,若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为________。
(4)由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化,________(填“能”或“不能”),理由为_______________________________。
【答案】(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)
(2)减小
(3)1.0×10-6 mol·L-1
(4)能 Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17
【解析】
(1)由于AgX、AgY、AgZ为同一类型的盐,所以其溶解度大小可以根据Ksp大小予以确定,因为Ksp(AgX)>Ksp(AgY)>Ksp(AgZ),所以S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。
(2)向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,由于AgX的溶解度大于AgY,溶液中的c(Ag+)增大,AgY溶解平衡向着生成沉淀的方向移动。
(3)AgY饱和溶液中,=1.0×10-6 mol·L-1,AgY固体完全溶解后c(Ag+)=10-2 mol·L-1,故0.188 g AgY不能完全溶解,其溶液中c(Y-)=1.0×10-6 mol·L-1。
(4)因Ksp(AgY)=1.0×10-12>Ksp(AgZ)=8.7×10-17,所以能够实现AgY向AgZ的转化。
8.(10分)A、B、C、D分别为(NH4)2SO4、Ba(OH)2、AlCl3、Na2CO3 4种物质中的1种,现进行如下实验:
①实验测得A溶液和D溶液显碱性,B溶液和C溶液显酸性;
②A溶液和D溶液混合可生成沉淀甲
③足量A溶液与B溶液混合共热可生成沉淀乙和刺激性气味气体;
请回答:
(1)B的化学式为________;沉淀甲的化学式为________。
(2)足量A溶液与B溶液混合共热生成沉淀乙和刺激性气味气体的离子方程式为 。
(3)加热蒸干C溶液并灼烧,最后所得固体为________(填化学式)。
(4)D溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)已知25℃时沉淀甲的Ksp=5.1×10-9 mol2·L-2,沉淀乙的Ksp=1.1×10-10 mol2·L-2。将沉淀甲加入到B溶液中,沉淀甲会转化为沉淀乙。写出该转化反应的离子方程式: 。
【答案】(1) (NH4)2SO4 (1分)BaCO3(1分)
(2)Ba2+ ++2 OH-+BaSO4↓+2NH3↑+2 H2O(2分)
(3)Al2O3 (2分)
(4)c(Na+) > c(CO32-)> c(OH-) >c(HCO3-)>c(H+) (2分)
(5)BaCO3 (s)+(aq)===BaSO4 (s)+CO32-(aq) (2分)
【解析】
试题分析:(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,溶液显酸性;Ba(OH)2为强碱,溶液显碱性;AlCl3为强酸弱碱盐,溶液显酸性;Na2CO3为强碱弱酸盐,溶液显碱性;A溶液和D溶液显碱性,B溶液和C溶液显酸性;A溶液和D溶液混合可生成沉淀甲,所以甲为BaCO3;A溶液与B溶液混合共热可生成沉淀乙和刺激性气味气体;刺激性气味气体为氨气,所以A为Ba(OH)2,B为(NH4)2SO4;C为AlCl3;D为Na2CO3;A、B反应的离子方程式为Ba2+ ++2 OH-+BaSO4↓+2NH3↑+2 H2O;沉淀乙为硫酸钡AlCl3溶液加热促进Al3+水解平衡右移,所以加热蒸干得到氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝;Na2CO3溶液中CO32-水解, CO32-+H2O HCO3-+OH-,水能电离出OH-,所以c(Na+) > c(CO32-)> c(OH-) >c(HCO3-)>c(H+);沉淀甲转化为沉淀乙的离子方程式为BaCO3 (s)+(aq)===BaSO4 (s)+CO32-(aq)
考点:本题考查盐的水解、离子反应、沉淀溶解平衡。
9.实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是 。
(2)工艺流程中“副产品”的化学式为 。
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的pH
3.7
9.7
9.2
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。该实验方案合理吗?若合理,请说明理由;若不合理,请加以改正。__________________________________________。
(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为 mol·L-1(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11)。抽滤装置中除了抽气泵、安全瓶外,还需要的主要仪器有_____________________。
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为 。
【答案】(14分,每空2分)(1)BaSO4 温度升高,Ni2+的水解程度增大 (2)CuSO4·5H2O
(3)不合理。在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+(其他合理均给分)
(4)3×10-6 布氏漏斗 吸滤瓶 (5)ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-
【解析】
试题分析:(1)由于含镍催化剂中含有氧化钡,能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡,所以根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为BaSO4;由于随着温度升高,Ni2+的水解程度增大,从而导致镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大;
(2)由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜,所以副产品应该是胆矾,即CuSO4•5H2O;
(3)由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值,容易引入杂质,所以方案是错误的;正确的操作应该是在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;
(4)根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知,溶液中F-浓度为3×10-3 mol•L-1,则Ca2+的浓度为=3×10-6 mol/L;抽滤装置中除了抽气泵、安全瓶外,还需要的主要仪器有布氏漏斗和吸滤瓶;
(5)Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH•H2O沉淀,其还原产物是氯离子,则根据电子的得失守恒可知,第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O+Cl-。
考点:考查含镍催化剂生产Ni2O3的工艺流程试题的有关判断与应用
10.将含镁、钾的盐湖水蒸发,最后得到的产物中含光卤石(xKCl·yMgCl2·zH2O)。它在空气中极易潮解,易溶于水,是制造钾肥和提取金属镁的重要原料,其组成可通过下列实验测定。
①准确称取5.550 g样品溶于水,配成100 mL溶液。
②将溶液分成二等份,在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.580 g。
③在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO3溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体4.305 g。
(1)步骤②中检验白色固体已洗净的方法是 。
(2)已知某温度下Mg(OH)2的Ksp = 6.4×10-12,当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10-5 mol·L-1 可视为沉淀完全,则应保持溶液的OH-的浓度≥ mol·L-1 。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
【答案】(1)取最后一次洗涤液少许,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若不产生沉淀,则已经洗涤干净;
(2)8.0×10-4;
(3)5.550g样品中含有n(Mg2+)=n(Mg(OH)2)=(0.580g÷58 g/mol)×2=0.0200mol;n(MgCl2)= 0.0200mol;n(Cl-)= n(AgCl)=(4.305g÷143. 5g/mol)×2=0.0600mol;n(KCl)=0.0600mol-2×0.0200mol=0.0200mol;n(H2O)= (5.550g-0.0200mol×95g/mol-0.0200mol×74.5g/mol)÷18g/mol=0.120mol.样品中n(KCl)n(MgCl2):n(H2O)=1:1 6。所以光卤石的化学式是KCl·MgCl2·6H2O.
【解析】
试题分析:将向含光卤石(xKCl·yMgCl2·zH2O)的水溶液中加入过量的NaOH溶液,会发生离子反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,而K+、Na+、Cl-则留在滤液中。在步骤②中若要检验白色固体已洗净,只要证明在滤液中无Cl-即可。方法是取最后一次洗涤液少许,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若不产生沉淀,则已经洗涤干净;(2)在某温度下Mg(OH)2的Ksp = 6.4×10-12,即c(Mg2+)·c2(OH-)≥6.4×10-12,当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10-5 mol·L-1 可视为沉淀完全,则应保持溶液的OH-的浓度c2(OH-)≥6.4×10-12÷1.0×10-5 mol·L=6.4×10-7mol/L; c(OH-)≥8×10-4mol/L; (3)在5.550g样品中含有n(Mg2+)=n(Mg(OH)2)=(0.580g÷58 g/mol)×2=0.0200mol;n(MgCl2)= 0.0200mol;n(Cl-)= (4.305g÷143. 5g/mol)×2=0.0600mol;n(KCl)= n(AgCl)=0.0600mol-2×0.0200mol=0.0200mol;n(H2O)= (5.550g-0.0200mol×95g/mol-0.0200mol×74.5g/mol)÷18g/mol=0.120mol.样品中n(KCl)n(MgCl2):n(H2O)=1:1 6。所以光卤石的化学式是KCl·MgCl2·6H2O.
考点:考查沉淀 的洗涤、溶度积常数的应用、守恒法在确定物质化学式的应用的知识。
11.(12分)I.描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb)。表1
酸或碱
电离平衡常数(Ka或 Kb)
CH3COOH
1.8×10-5
HNO2
4.6×10-4
HCN
5×10-10
HClO
3×10-8
NH3·H2O
1.8×10-5
请回答下列问题:
上述四种酸中,酸性最弱的是 (用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是 (填序号)。
A.升高温度
B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体
D.加少量冰醋酸
II.氮是地球上含量最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产.生活中有着重要作用。请回答下列问题:(图中涉及物质为气态)
(1)上图是1 mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:请完成下列问题。
t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
①试比较K1.K2的大小,K1_ K2(填写“>”.“=”或“<”)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____(填序号字母):
a.容器内N2.H2.NH3的浓度之比为1:3:2 b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
③在400℃时, 当测得NH3和N2.H2的物质的量分别为1mol和2mol.3mol时,则该反应的v(N2)正_ _ v(N2)逆(填写“>”.“=”或“<”)
【答案】I.HCN,B
II.(1)NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+ NO(g) △H=-234KJ/mol
(2)①>,②c,③>
【解析】
试题分析::Ⅰ(1)对于一元弱酸,电离平衡常数越大则酸性越强,反之则酸性越弱,HCN的电离平衡常数最小,则酸性最弱;根据醋酸的电离平衡:CH3COOH⇌CH3COO-+H+,A项升高温度,电离程度增大,电离平衡常数增大,故A错误;B项加水稀释,电离程度增大,电离平衡常数不变,故B正确;C项加少量的CH3COONa固体,电离出的醋酸根对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,电离平衡常数不变,故C错误;D项加少量冰醋酸,则醋酸浓度增大,根据越稀越电离的事实,则电离程度减小,平衡常数不变,故D错误;
Ⅱ、(1)根据图示信息,可以知道1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中会释放234KJ的能量,即热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1,
(2)①由于合成氨反应是放热反应,温度越高,原料的转化率越低,平衡常数越小,故有K1>K2;
②a项达平衡时,各物质的浓度不再随时间的变化而变化,容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2,不能作为平衡状态的标志,故a错误;b项3v (N2)正=v (H2)逆可判断反应达平衡状态,化学反应速率之比等于方程式的系数之比,故b错误;c项对于反应前后气体物质的量变化的反应,容器内压强保持不变可以作为平衡状态的判据,故c正确;d项由于容积不变,容器内气体的密度始终不变,故d错误,故选c;
③400℃时,浓度商Qc==<K,说明反应正向进行,因此有v(N2)正>v(N2)逆。
考点:弱电解质在水溶液中的电离平衡;热化学方程式;化学平衡常数的含义;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;盐类水解的应用。
点评:本题考查学生弱电解质的电离平衡知识,要求学生具有分析和解决问题的能力,难度较大。
12.(1)对于Ag2S(s) 2Ag+(aq)+ S2-(aq),其Ksp=____________。
(2)下列说法不正确的是__________。
A. 用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小;
B. 物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解都是吸热的;
C. 对于Al(OH)3(s) Al(OH)3(aq) Al3++3OH-,前者为溶解平衡,后者为电离平衡;
D. 除溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,说明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3大
E. 沉淀反应中常加过量的沉淀剂,其目的是使沉淀完全。
【答案】(1)[c(Ag+)]2·c(S2-) (2)BD
【解析】
试题分析:(1)溶度积常数是在沉淀达到溶解平衡时,电解质电离出都离子浓度的幂之积,所以根据方程式可知该溶度积常数是Ksp=[c(Ag+)]2·c(S2-) 。
(2)盐酸中氯离子浓度大,所以抑制氯化银的溶解平衡,因此用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小,A正确;有些物质的溶解是放热的,例如氢氧化钠,B不正确;C正确,D不正确,因为沉淀转化的方向一般是向生成更难溶的方向转化,所以Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小;根据勒夏特例原理可知,选项E正确,所以答案选BD。
考点:考查溶度积常数的计算以及溶度积常数的有关应用
点评:沉淀溶解平衡也是一种动态平衡,所以在分析外界条件对平衡状态的影响时,应该利用勒夏特例原理进行。
13.在一定温度下,向AgI的饱和溶液中:(填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)若加入AgNO3固体,c(I-) 。
(2)若加入更多的AgI固体,则c(Ag+) 。
(3)若加入固体AgBr,c(I-) 。
【答案】(1)减小 (2)不变 (3)减小
【解析】根据碘化银的溶解平衡AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)可知,如果增大银离子浓度,则平衡向左进行,则碘离子浓度减小;温度不变,溶解度不变,所以再加入碘化银固体,溶液的浓度也是不变的;由于溴化银的溶解度大,所以溶液中银离子浓度,则碘离子浓度减小。
14.(8分)已知:室温时,Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2·L-2。请回答:
(1)饱和AgCl溶液的浓度是 mol/L。
(2)将2.0×10-5mol·L-1的AgNO3溶液与2.0×10-5mol·L-1的NaCl溶液等体积混合则混合后C(Ag+)= ,Qc= , 因为Qc Ksp(填“>”或“<”),所以 (填“有”或“无”)AgCl沉淀析出。
【答案】(1) )1.34×10-5mol·L-1 (2)1×10-5mol·L-1 1.0×10-10mol2·L-2 < (1分); 无
【解析】(1)根据溶度积常数的表达式可知,饱和溶液中氯离子和银离子的浓度都是。
(2)混合后溶液中银离子和氯离子浓度都是1.0×10-5mol/L,所以此时的离子积常数是1.0×10-10,由于小于溶度积常数,因此煤油沉淀氯化银析出。
15.(4分)已知[Ksp(AgBr) ]=5.4×10-13,[Ksp(AgCl) ]=2.0×10-10。
(1)向浓度均为0.1mol·L-1的KBr、NaCl混合溶液中滴入0.1mol·L-1的AgNO3溶液,首先生成的沉淀是 。
(2)当容器中同时出现AgCl和AgBr沉淀,溶液中c(Br-)/c(Cl-)= 。
【答案】(1)AgBr(1分) (2)c(Br-)/c(Cl-)=2.7×10-3,(3分)
【解析】(1)根据溶度积常数表达式可知,要生成溴化银沉淀,则银离子的最低浓度是
。同理可知要生成氯化银沉淀,需要银离子浓度的最低值是
2.0×10-9mol/L,因此首先生成的是溴化银沉淀。
(2)当容器中同时出现AgCl和AgBr沉淀,则同时是二者的饱和溶液,则
c(Br-)·c(Ag+)/c(Cl-)·c(Ag+)=[Ksp(AgBr) ]/[Ksp(AgCl) ]=2.7×10-3。
16.(7分)
(1)常温下,向某Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=x的盐酸,测得如下数据:
序号
Ba(OH)2溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
12
②
22.00
18.00
11
③
22.00
22.00
7
x = ____________ ;Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为____
(2)常温下,向100mL pH=2的硫酸与硫酸钠的混合溶液中,加入300mL上述Ba(OH)2溶液,沉淀正好达最大量,此时溶液的pH ______7(填“>”“<” 或“=”);原混合溶液中硫酸钠的物质的量浓度为
【答案】(1)2 , 0.005 mol·L-1 (每空2分,不带单位扣1分)
(2) > (1分) 0.01 mol·L-1 (2分,不带单位扣1分)
【解析】(1)氢氧化钡中OH-的浓度是0.01mol/L,则氢氧化钡的浓度是 0.005 mol·L-1 。恰好反应时,消耗盐酸是22.00m,所以盐酸的浓度为0.01mol/L,则pH=2。300ml氢氧化钡中OH-的物质的量是0.003mol,混合液中氢离子是0.001mol,所以剩余OH-的物质的量是0.002mol,溶液显碱性。混合物中硫酸是0.0005mol,消耗氢氧化钡也是0.0005mol。则和硫酸钠反应的氢氧化钡是0.005 mol·L-1 ×0.3L-0.0005mol=0.001mol,所以浓度是0.001mol÷0.1L==0.01mol/L。
17.(6分)某种工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们易被人体吸收积累而导致肝癌。污水处理厂常用还原沉淀法处理含铬废水,其流程如下:
(1)已知第①步存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72—(橙色)+H2O
①Cr2O72-中Cr的化合价是 。
②若平衡体系的pH=10,则溶液显 色。
(2)第②步发生反应的离子方程式为 _______ ,还原1mol Cr2O72—离子,需要_______mol的FeSO4·7H2O;
(3)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。
【答案】(1)① +6 (1分) ②黄(1分)
(2)6Fe2++ Cr2O72- + 14H+= 6Fe3++ 2Cr3+ + 7H2O (2分) 6 (1分) (3)5 (1分)
【解析
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