2020高考化学常考知识点专练 08:电解质溶液
一、单选题
1.(2020·合肥模拟)在指定条件下,下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.滴加甲基橙试剂显红色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO3-
B.滴入KSCN显血红色的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、SO42-
C.c(OH-)/c(H+)=1012的溶液中:NH4+、K+、Cl-、HCO3-
D.由水电离的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1溶液中:K+、Al3+、SO42-、CH3COO-
2.(2020高二下·泸县月考)25℃时,将0.1mol·L-1氨水溶液加水稀释,下列数值变大的是( )
A.c(OH-) B.pH
C.Kb D.n(H+)·n(OH-)
3.(2020·合肥模拟)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验
现象
结论
A
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈血红色
硝酸将Fe2+氧化为Fe3+
B
将铜粉加入1.0mol/LFe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝,有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热
熔化后的液态铝滴落下来
金属铝的熔点较低
D
将0.1mol/LMgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol/LCuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
A.A B.B C.C D.D
4.(2020·临朐模拟)室温下,将0.100 0 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 未知浓度的某一元碱MOH溶液中,溶液pH随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.该一元碱溶液浓度为0.100 0 mol·L-1
B.a点:c(M+) >c(Cl-)> c(OH-)> c(H+)
C.b点:c(M+)+c(MOH)=c(Cl-)
D.室温下,MOH的电离常数Kb=1×10-5
5.(2020·临朐模拟)PbCl2是一种重要的化工材料,常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbCl2的工艺流程如下图所示。
已知:i. PbCl2微溶于水
ii. PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq) ΔH > 0
下列说法不正确的是( )
A.浸取过程中MnO2与PbS发生反应的离子方程式为:8H++2Cl-+PbS + 4MnO2 = PbCl2 +4Mn2++SO42-+4H2O
B.PbCl2微溶于水,浸取剂中加入饱和NaCl溶液会增大其溶解性
C.调pH的目的是除去Fe3+,因此pH越大越好
D.沉降池中获得PbCl2采取的措施有加水稀释、降温
6.(2020·北京模拟)用一定浓度 NaOH 溶液滴定某醋酸溶液。滴定终点附近溶液 pH 和导电能力的变化分别如下图所示(利用溶液导电能力的变化可判断滴定终点;溶液总体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A.a 点对应的溶液中:c(CH3COO-) = c(Na+)
B.a→b 过程中,n(CH3COO-)不断增大
C.c→d 溶液导电性增强的主要原因是 c(OH-)和 c(Na+)增大
D.根据溶液 pH 和导电能力的变化可判断:V2<V3
7.(2020高二上·运城期末)某温度下,向10 mL 0.1 mol/L CuCl2溶液中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法不正确的是( )
(已知:Ksp(ZnS)=3×10-25mol2/L2)
A.a、b、c三点中,水的电离程度最大的为b点
B.Na2S溶液中:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+)
C.该温度下Ksp(CuS)=10-35.4 mol2/L2
D.向100 mL Zn2+、Cu2+浓度均为10-5 mol/L的混合溶液中逐滴加入10-4 mol/L的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
8.(2020高二上·运城期末)草酸(H2C2O4)是二元弱酸,NaHC2O4溶液呈酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系错误的是( )
A.V(NaOH)=0时,c(H+)>1×10-7mol/L
B.V(NaOH)<10mL时,可能存在c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)
C.V(NaOH)=10mL时,溶液的pH为9,则10-9=10-5-2c(H2C2O4)-c(HC2O4-)
D.V(NaOH)>10mL时,可能存在c(OH-)>c(Na+)>c(C2O42-)
9.(2020高二上·运城期末)下列溶液中有关物质的量浓度关系不正确的是( )
A.pH相等的NaOH、CH3COONa和NaHCO3三种溶液,则有c(NaOH)
B.已知259℃时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则在0.3 mol·L-1 NaCl溶液中,Ag+的物质的量浓度最大可达到6.0×10-10 mol·L-1
C.25℃时,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中水电离出来的c(OH)大于0.1 mol·L-1 NaOH溶液中水电离出来的c(OH-)
D.浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH2COOH)+2c(H+)
10.(2020高二上·大理期末)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中 减小
B.CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中 增大
C.向0.1 mol·L-1氨水中加入少量硫酸铵固体,溶液中 增大
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量硝酸银,溶液中 不变
11.(2020高二上·大理期末)25℃时,水的电离达到平衡:H2O H++ OH- ΔH > 0 ,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体NaHSO4,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa ,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,pH不变
二、综合题
12.(2020·临朐模拟)以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。
O2氧化MnO(OH)的化学方程式是 。
(2)溶液a的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。
① 溶液a呈酸性,原因是 。
② 根据下图所示的溶解度曲线,将溶液a (填操作名称),可得NH4Cl粗品。
③ 提纯NH4Cl粗品,有关性质数据如下:
化合物 ZnCl2 NH4Cl
熔点 365℃ 337.8℃分解
沸点 732℃
根据上表,设计方案提纯NH4Cl:
(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入 (填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。
(4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。
ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
①
用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因: 。
②
解释试剂加入顺序不同,MnO2作用不同的原因:
上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。
13.(2020·临朐模拟)铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣[成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工艺流程如下:
已知(NH4)2SO4在350℃分解生成NH3和H2SO4,回答下列问题:
(1)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,还含有 (写化学式)。
(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为
(3)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+(浓度为1.0×10-3mol·L-1),当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1时,除钙率为 [Ksp(CaF2)=4.0×10-11]。
(4)溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离: 。萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图甲所示,V0/VA的最佳取值为 。在 (填“强碱性”“强酸性”或“中性”)介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。
图甲 图乙
(5)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图乙所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的FeO42-,若pH过高,铁电极区会产生红褐色物质。
①电解时阳极的电极反应式为 ,离子交换膜(b))为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。该反应的离子方程式为 。
14.(2020高二上·运城期末)水是生命之源,万物之基。不仅如此,水在化学中的作用也不可忽视。
(1)I.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列五种水溶液的pH如下表:
上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是 。
(2)根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列四种物质的溶液中,酸性最弱的是 ;将各溶液分别加水稀释100倍,pH变化最大的是 (填字母)。
A.HCN B.HClO C.H2CO3 D.CH3COOH
(3)要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为 。
(4)II.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:
95℃时水的电离平衡曲线应为 (选填“A”或“B”);
(5)25℃时,将pH=10的NaOH溶液与pH=6的盐酸溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与盐酸溶液的体积比为 ;
(6)95℃时,若1体积pH=a的某强酸溶液与10x体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,a与b之间应满足的关系是 。
15.(2020高二上·大理期末)火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 。
(2)脱碳。
方法一:在恒容密闭容器中将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
①下列条件可以判定该反应到达平衡状态的是 (填字母)。
A.2v正(H2)=v逆(CH3OH) B.容器内气体的密度不变
C.容器内压强不变 D.反应不再释放热量
方法二:让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g) H,测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)%]的影响如图所示,回答下列问题:
② 图中p1、p2、p3的大小关系是 ,图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc大小关系是 。
③ 900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V L,CO2的转化率为 (保留一位小数),该反应的平衡常数K= 。
方法三:用NaOH溶液吸收CO2。
④在NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,所得溶液中c(HCO32-):c(CO32-)=4:1,此时溶液的pH= 。(已知:室温下,H2CO3的K1=4×10-7,K2=5×10-11。lg2=0.3)
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成(NH4)2SO4。(NH4)2SO4水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+) c(NH3·H2O)(填“>”、“<”或“=”)。
16.(2020高二上·大理期末)以废镍(含NiO,杂质为少量Fe2O3)生产Ni2O3的一种工艺流程如下:
(1)“酸浸”时为了提高酸浸的速率(浸取率),可采取的措施有 (任写出一条)。
(2)“酸浸”时Fe2O3发生反应的离子方程式: 。
(3)“调节pH”使溶液中的Fe3+沉淀完全(离子浓度≤10-5 mol·L-1时,离子沉淀完全),则需维持c(OH-)不低于 [已知Fe(OH)3的Ksp=4×10-38, ≈1.6 ]。
(4)“沉镍”的目的是将溶液中的Ni2+转化为Ni(OH)2沉淀,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是 。
(5)“滤液Ⅱ”所含阴离子主要为Cl-,写出“氧化”时反应的离子方程式: 。
(6)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的 。电解时阳极的电极反应式为 ,离子交换膜(b)为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】水的电离;离子积常数;离子共存
【解析】【解答】A.NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将Fe2+氧化,不可大量共存,A不符合题意;
B.溶液中各个离子相互间不反应,可大量共存,B符合题意;
C.由分析可知,溶液显碱性,NH4+、HCO3-都能与OH-反应,不可大量共存,C不符合题意;
D.由分析可知,溶液可能显酸性或碱性,Al3+与OH-可反应,不可大量共存,CH3COO-与H+可反应,不可大量共处,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.滴加甲基橙显红色的溶液显酸性;
B.滴入KSCN显血红色的溶液中含有Fe3+;
C.c(OH-)/c(H+)=1012的溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性;
D.由水电离产生的c(H+)=10-13mol/L<10-7mol/L,说明水的电离受到抑制,溶液显酸性或碱性;
2.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子积常数
【解析】【解答】A.稀释促进NH3·H2O的电离,产生更多的OH-,但c(OH-)减小,A不符合题意;
B.溶液中c(OH-)减小,由于c(H+)×c(OH-)=Kw为定值,则溶液中c(H+)增大,pH减小,B不符合题意;
C.Kb为NH3·H2O的电离平衡常数,只与温度有关,与溶液中浓度无关,因此稀释过程中Kb不变,C不符合题意;
D.由C的分析可知,溶液中c(H+)增大,因此n(H+)增大,故n(H+)×n(OH-)增大,D符合题意;
故答案为:D
【分析】加水稀释促进NH3·H2O的电离,产生更多的NH4+和OH-;据此结合Kb、Kw的影响分析。
3.【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;硝酸的化学性质;铝的化学性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.硝酸具有氧化性,与Fe反应生成Fe(NO3)3,当铁粉过量时,Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2,因此加入KSCN溶液后,溶液不变红色,A不符合题意;
B.加入铜粉后发生反应2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,反应后没有铁生成,无法比较铁和铜的金属活动性,B不符合题意;
C.Al2O3的熔点高,使得熔化后的铝不会滴落,C不符合题意;
D.将MgSO4溶液中滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,说明溶液中不含NaOH,再加入CuSO4,产生蓝色沉淀,则说明Mg(OH)2转化为Cu(OH)2,说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.铁粉过量,则反应生成Fe2+;
B.根据发生的反应进行分析;
C.Al2O3的熔点高,据此分析;
D.根据沉淀的转化进行分析;
4.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.由图可知,当加入盐酸的体积为20mL时,二者恰好完全反应,因此该一元碱MOH的浓度为0.1000mol/L,选项正确,A不符合题意;
B.a点所得溶液的溶质为等浓度的MOH和MCl,溶液显碱性,说明MOH的电离大于M+的水解,因此溶液中离子浓度关系为c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),选项正确,B不符合题意;
C.b点所得溶液的溶质为MOH和MCl,溶液的pH=7,为中性,因此溶液中c(OH-)=c(H+),由电荷守恒c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知,c(M+)=c(Cl-),选项错误,C符合题意;
D.当加入10mL盐酸时,所得溶液的溶质为等浓度的MOH和MCl,即溶液中c(MOH)=c(M+),此时溶液的pH=9,即溶液中c(H+)=10-9mol/L,溶液中,因此该温度下MOH的电离常数,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据酸碱完全反应进行计算;
B.根据a点溶液中存在的电离和水解进行分析;
C.根据b点溶液的成分和酸碱性进行分析;
D.根据MOH在水中的电离计算其电离平衡常数;
5.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.由流程可知,加入盐酸和NaCl,原料中的MnO2和PbS发生反应生成MnSO4和PbCl2,该反应的离子方程式为:8H++2Cl-+PbS + 4MnO2=PbCl2 +4Mn2++SO42-+4H2O,选项正确,A不符合题意;
B.加入饱和NaCl溶液后,溶液中c(Cl-)增大,可逆反应PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)正向移动,增大PbCl2在水中的溶解性,选项正确,B不符合题意;
C.pH越大,则消耗的NaOH过多,造成浪费,同时过量的NaOH会与溶液中的Mn2+反应形成Mn(OH)2沉淀,因此pH不是越大越好,选项错误,C符合题意;
D.沉降池中可通过加水稀释、降温的操作,使得PbCl2析出,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.由流程信息确定反应和生成物,从而书写反应的离子方程式;
B.根据PbCl2在溶液中的转化分析;
C.pH过大,溶液中的Mn2+可形成沉淀;
D.根据PbCl2的形成分析;
6.【答案】C
【知识点】电解质溶液的导电性;离子浓度大小的比较;中和滴定
【解析】【解答】A.a点溶液的pH=7,则溶液中c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)可得,溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),选项正确,A不符合题意;
B.a点溶液的溶质为CH3COOH和CH3COONa,继续滴加NaOH溶液,发生反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,溶液中n(CH3COO-)逐渐增大,选项正确,B不符合题意;
C.溶液的导电性与溶液中离子浓度有关,c→d的过程中,发生反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,溶液中c(CH3COO-)、c(Na+)增大, c(OH-)变化较小,选项错误,C符合题意;
D.d点后溶液导电性变化趋势不同,说明d点时CH3COOH和NaOH恰好完全反应,溶液溶质为CH3COONa,而a点时溶液中CH3COOH有剩余,因此d点消耗NaOH溶液的体积较a点大,即V2故答案为:C
【分析】A.结合电荷守恒进行分析;
B.根据过程中发生的反应进行分析;
C.根据溶液导电性的影响分析;
D.根据溶液导电性的影响分析;
7.【答案】A
【知识点】水的电离;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.b点时溶液中Cu2+和S2-恰好完全反应,a点溶液中Cu2+过量,c点溶液中S2-过量,Cu2+和S2-的水解会存进水的电离,因此b点溶液中水电离程度最小,选项错误,A符合题意;
B.Na2S溶液中存在物料守恒c(Na+)=2c(S2-)+2C(HS-)+2c(H2S),选项正确,B不符合题意;
C.Cu2+和S2-恰好完全反应时,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol/L,因此CuS的溶度积Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-)=10-17.7×10-17.7=10-35.4,选项正确,C不符合题意;
D.由于Ksp(CuS)故答案为:A
【分析】向10mL0.1mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2S溶液,发生反应:Cu2++S2-=CuS↓,Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,结合图象计算溶度积常数和溶液中的守恒思想,据此判断分析。
8.【答案】D
【知识点】离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.当V(NaOH)=0mL时,溶液中的溶质为NaHC2O4,NaHC2O4溶液显酸性,因此此时溶液中c(H+)>10-7mol/L,选项正确,A不符合题意;
B.当加入V(NaOH)<10mL时,溶液中溶质为Na2C2O4、NaHC2O4,溶液可能显中性,则溶液中c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2(C2O42-)可知,c(Na+)=c(HC2O4-)+2(C2O42-),选项正确,B不符合题意;
C.当加入V(NaOH)=10mL时,溶液中溶质为Na2C2O4,此时溶液的pH=9,则溶液中c(H+)=10-9mol/L,c(OH-)=10-5mol/L,由质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)可得10-5=10-9+c(HC2O4-)+2(H2C2O4),所以10-9=10-5-2c(H2C2O4)-c(HC2O4-),选项正确,C不符合题意;
D.当加入V(NaOH)>10mL时,溶液中溶质为NaOH、Na2C2O4,因此溶液中c(Na+)>c(OH-),选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据NaHC2O4溶液显酸性进行分析;
B.结合电荷守恒进行分析;
C.根据质子守恒进行分析;
9.【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.NaOH溶液中OH-主要来自NaOH的完全电离产生,NaHCO3和CH3COONa溶液中OH-来自于HCO3-和CH3COO-的水解,由于酸性CH3COOH>H2CO3,因此HCO3-的水解程度大于CH3COO-,所以pH相等的NaOH、NaHCO3和CH3COONa溶液中,c(NaOH)B.溶液中Ag+的浓度,选项正确,B不符合题意;
C.Na2CO3溶液中存在CO32-的水解,水解会促进水的电离,而NaOH电离产生的OH-会抑制水的电离,因此Na2CO3溶液中水电离出的c(OH-)大于NaOH溶液中水电离出来的c(OH-),选项正确,C不符合题意;
D.混合溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),物料守恒2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),由电荷守恒和物料守恒可得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2C(H+)+c(CH3COOH),选项正确,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据溶液中OH-的来源进行分析;
B.根据AgCl溶度积的计算公式进行计算;
C.根据水电离影响因素进行分析;
D.根据电荷守恒和物料守恒进行分析;
10.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.CH3COOH溶液中存在电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,加水稀释促进CH3COOH的电离,但溶液中c(CH3COO-)减小,由于电离平衡常数不变,c(CH3COO-)减小,因此增大,A不符合题意;
B.CH3COONa溶液中存在CH3COO-的水解,为吸热反应,升高温度,促进其水解,水解平衡常数增大,即增大,则减小,B不符合题意;
C.氨水溶液中存在NH3·H2O的电离平衡,加入少量(NH4)2SO4固体后,溶液中c(NH4+)增大,而NH3·H2O的电离平衡常数保持不变,因此减小,C不符合题意;
D.溶液中,由于Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)不随浓度变化,因此保持不变,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对电解质溶液中离子浓度变化分析的考查,结合平衡常数的表达式和影响因素进行分析;平衡常数只与温度有关,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变。
11.【答案】B
【知识点】水的电离;离子积常数
【解析】【解答】A.稀氨水为碱溶液,抑制水的电离,因此平衡逆向移动,NH3·H2O电离产生OH-,因此c(OH-)增大,A不符合题意;
B.加入NaHSO4固体,NaHSO4电离产生H+,溶液中c(H+)增大,由于Kw只与温度有关,因此Kw不变,B符合题意;
C.加入固体CH3COONa,CH3COO-与水电离产生的H+结合成CH3COOH,水的电离平衡正向移动,c(H+)减小,C不符合题意;
D.水的电离为吸热的过程,加热促进水的电离,Kw增大,pH减小,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对水电离平衡的相关考查,结合水电离平衡以及水的离子积的影响因素进行分析。
12.【答案】(1)
(2)NH4++H2O NH3·H2O+H+(或NH4+水解产生H+);蒸发浓缩,趁热过滤;加热NH4Cl粗品至340℃左右,NH4Cl = NH3 + HCl,收集产物并冷却,NH3 + HCl=NH4Cl,得到纯净NH4Cl。
(3)KSCN溶液,不变红
(4);i中 作催化剂,反应快, 只催化分解 ;ii中 作氧化剂,加入稀 后, 的氧化性增强,被 还原为 。
【知识点】盐类水解的应用;铵盐;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)由流程可知,O2氧化MnO(OH),生成MnO2,该反应的化学方程式为:4MnO(OH)+O2=4MnO2+2H2O;
(2)①溶液a中含有NH4Cl,存在NH4+的水解NH4++H2O NH3·H2O+H+,使得溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;
②由溶解度曲线图可知,NH4Cl的溶解度受温度的影响变化不大,而ZnCl2的溶解度随温度的升高而迅速增大,因此要从溶液中得到NH4Cl粗品,应采用蒸发结晶、趁热过滤的操作;
③由ZnCl2和NH4Cl的熔沸点以及分解温度可知,提纯NH4Cl时,可先将粗品加热至340℃左右,使得NH4Cl发生分解反应NH4Cl=NH3↑+HCl↑,由于NH3和HCl易发生化合反应NH3+HCl=NH4Cl,因此收集气体并冷却,即可得到纯净的NH4Cl;
(3)检验是否含有Fe3+,可取少量溶液,加入KSCN溶液,若溶液不变红色,则说明溶液中Fe3+已沉淀完全;
(4)①加入稀硫酸和H2O2溶液后,产生大量气泡,说明反应生成了O2,同时固体溶解,则反应生成了MnSO4,因此反应的化学方程式为:MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑;
②步骤ⅰ中加入MnO2做催化剂,反应速率快,MnO2只做H2O2分解的催化剂;步骤ⅱ中MnO2做氧化剂,加入稀硫酸后,MnO2的氧化性增强,被H2O2还原为MnSO4;
【分析】(1)根据流程确定反应物和生成物,从而书写反应的化学方程式;
(2)①结合溶液中NH4+的水解分析;
②根据溶解度差异分析;
③根据NH4Cl的性质分析;
(3)根据Fe3+的检验分析;
(4)①根据题干信息确定反应物和生成物,从而书写反应的化学方程式;
②根据反应过程进行分析;
13.【答案】(1)SiO2
(2)4FeO+6H2SO4+O22Fe2(SO4)3+6H2O
(3)99%
(4)0.25;强酸性
(5)Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;阴;2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
【知识点】电极反应和电池反应方程式;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)研磨、焙烧、浸泡过程中,矿渣中的SiO2都不发生反应,因此“浸渣”中还含有SiO2;
(2)由题干可得,该反应中反应物为FeO、H2SO4,生成物为Fe2(SO4)3,反应过程中铁元素化合价升高,被氧化,因此反应物中还含有O2,则该反应的化学方程式为:4FeO+O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O;
(3)溶液中,因此该除钙率为;
(4)由图可知,当时,溶液中Fe2+和Ni2+分离彻底,因此最佳值取0.25;由反应的离子方程式可知,增加溶液的酸性(即增大H+浓度),平衡逆向移动,可使有机相再生而循环利用,故介质应选强酸性;
(5)①该电解池中,铁与电源的正极相连,为阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,该电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;由于OH-在阳极发生反应,因此OH-移向阳极,故离子交换膜b为阴离子交换膜;
②红褐色物质为Fe(OH)3,加入NaClO后,反应生成Na2FeO4,该反应的离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
【分析】(1)结合制备过程中发生的反应进行分析;
(2)根据流程确定反应物和生成物,从而书写反应的离子方程式;
(3)根据CaF2的溶度积计算溶液中c(Ca2+),从而计算除钙率;
(4)根据图像曲线和平衡移动进行分析;
(5)①电解时,铁做阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,据此写出电极反应式;
②红褐色物质为Fe(OH)3,加入NaClO后,反应生成Na2FeO4,据此书写反应的离子方程式;
14.【答案】(1)CO
(2)A;D
(3)2Cl2+CO +H2O=CO2↑+2Cl-+2HClO或Cl2+H2O=H++2Cl-+HClO、2H++CO =CO2↑+H2O)
(4)B
(5)1:100
(6)a+b+x=12
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;pH的简单计算;盐类水解的应用;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)Na2CO3溶液的pH最大,则其溶液中CO32-的水解程度最大,说明CO32-结合质子的能力最强,因此上述盐溶液中,结合质子能力最强的阴离子为CO32-;
(2)由于pH(NaCN)>pH(NaClO)>pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa),说明溶液中水解程度CN->ClO->HCO3->CH3COO-,因此酸性HCN由于稀释会促进弱酸的电离,产生更多的H+,因此酸性越弱,稀释过程中,pH变化越小,故稀释100倍后,pH变化最大的是CH3COOH;
(3)由于酸性HCl>H2CO3>HClO,因此将Cl2通入Na2CO3溶液中,发生反应的离子方程式为:2Cl2+CO32-+H2O=CO2↑+2Cl-+2HClO;
(4)温度升高,水的电离程度增大,水电离产生的c(H+)和c(OH-)也增大,因此图中曲线B表示的是95℃时水的电离平衡曲线;
(5)25℃时,pH=10的NaOH溶液中,c(OH-)=10-4mol/L,pH=6的盐酸溶液中,c(H+)=10-6mol/L,设参与反应的NaOH溶液和盐酸溶液的体积分别为V1、V2,由于反应后所得溶液的pH=7,二者恰好完全反应,因此可得10-4×V1=10-6×V2,所以;
(6)95℃时,中性溶液的pH=6,则该温度下,水的离子积常数Kw=c(H+)×c(OH-)=10-12,pH=a的强酸溶液,其c(H+)=10-amol/L,pH=b的强碱溶液中c(OH-)=10b-12mol/L,由于两溶液混合后所得溶液显中性,因此可得:1L×10-amol/L=10x×10b-12mol/L,解得a+b+x=12;
【分析】(1)结合质子的能力越强, 则离子水解能力越强;
(2)根据“越弱越水解”进行分析;根据稀释对电离的影响分析;
(3)根据“强酸制弱酸”原理书写反应的离子方程式;
(4)结合温度对水电离平衡移动的影响分析;
(5)混合后所得溶液的pH=7,说明NaOH和HCl恰好完全反应,据此进行计算;
(6)由图可知,95℃时,中性溶液的pH=6,据此进行计算;
15.【答案】(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
(2)CD;p1<p2<p3 ;Ka=Kb<Kc;66.7%; mol/L;9.7
(3)NH4++H2O NH3·H2O+H+;=
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】(1)该反应的化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律可得,该反应的反应热,因此该反应的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol;
(2)①A、由于反应速率之比等于化学计量系数之比,因此当反应达到平衡状态时,v正(H2)=3v逆(CH3OH),A不符合题意;
B、由于反应物和生成物都为气体,反应过程中混合气体的质量不变,反应在恒容密闭体系中进行,因此反应过程中混合气体的体积不变,由密度公式可知,反应过程中,混合气体的密度一直不变,因此密度不变,无法判断正逆反应速率是否相等,即无法判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C、由于该反应过程中,气体分子数发生变化,则反应过程中容器内压强发生变化,当其不变时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C符合题意;
D、由于该反应为放热反应,因此当反应不再放出热量时,说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故答案为:CD
②由于该反应为气体分子数增大的反应,因此增大压强,平衡逆向移动,CO的体积分数减小,因此p1、p2、p3的大小关系为:p1平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,由于a、b两点的温度相同,因此其平衡常数相同,即Ka=Kb;c点CO的体积分数比b点大,说明反应正向进行的程度较大,因此Kc>Kb;因此a、b、c三点平衡常数的大小关系为:Ka=Kb③由图可知,在900℃、1.013MPa时,CO的体积分数为80%,设参与反应的n(CO2)=a mol,则可得平衡三段式
解得
因此CO2的转化率为
该反应的平衡常数;
④,因此
因此溶液的pH=-lgc(H+)=-lg(2×10-10)=9.7
(3)(NH4)2SO4溶液中由于NH4+水解产生H+,使得溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,NH4+水解的离子方程式为:NH4++H2O NH3·H2O+H+;
加入NaOH溶液至溶液显中性,则溶液中c(H+)=c(OH-),由于溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+2c(SO42-)、物料守恒:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-),因此可溶液中c(Na+)=c(NH3·H2O);
【分析】(1)根据题干信息书写反应的化学方程式,结合盖斯定律计算反应热,从而书写反应的热化学方程式;
(2)①分析所给条件是否能体现正逆反应速率相等,若能,则可判定反应达到平衡状态,反之则不能;
②结合温度、压强对平衡移动和平衡常数的影响进行分析;
③根据CO的体积分数,结合平衡三段式进行计算;
④根据H2CO3的电离平衡常数,结合离子浓度比确定溶液中c(H+),从而得出溶液的pH值;
(3)根据NH4+的水解分析溶液的酸碱性;结合电荷守恒、物料守恒进行分析;
16.【答案】(1)粉碎 / 加热 / 搅拌 / 适当增大硫酸浓度
(2)Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
(3)1.6×10-11
(4)静置,在上层清液中继续滴加NaOH溶液,无沉淀生成
(5)2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O
(6)Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;阴
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)反应速率与浓度、温度、接触面积有关,因此为提高酸浸的速率,可适当升高温度、增加硫酸的浓度、搅拌或粉碎(增大固体与液体的接触面积);
(2)酸浸时,Fe2O3与酸反应生成可溶性Fe2(SO4)3和H2O,该反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)当溶液中的Fe3+完全沉淀时,溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L,则此时溶液中;
(4)沉镍过程中,确认Ni2+完全沉淀,则可取上层清液,继续加入NaOH溶液,若无沉淀产生,则说明Ni2+已沉淀完全;
(5)氧化过程中,ClO-将Ni(OH)2氧化成Ni2O3,自身还原为Cl-,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得,该反应的离子方程式为:2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O;
(6)铁与电源的正极相连为阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,其电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;由于铁电极上OH-参与反应,则OH-由Ⅱ室通过离子交换膜(b)向Ⅲ室移动,因此离子交换膜(b)为阴离子交换膜;
【分析】(1)结合反应速率的影响因素分析;
(2)酸浸时,Fe2O3与酸反应生成可溶性Fe2(SO4)3和H2O,据此写出反应的离子方程式;
(3)根据Fe(OH)3的Ksp进行计算;
(4)确认Ni2+完全沉淀,则可继续加入NaOH,观察是否还有沉淀产生;
(5)氧化过程中,ClO-将Ni由+2价氧化为+3价,自身还原为-1价的Cl-,据此写出反应的离子方程式;
(6)铁与电源的正极相连为阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,据此写出电极反应式;结合阳极的电极反应式分析离子的移动方向,从而确定离子交换膜b;
1 / 12020高考化学常考知识点专练 08:电解质溶液
一、单选题
1.(2020·合肥模拟)在指定条件下,下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.滴加甲基橙试剂显红色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO3-
B.滴入KSCN显血红色的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、SO42-
C.c(OH-)/c(H+)=1012的溶液中:NH4+、K+、Cl-、HCO3-
D.由水电离的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1溶液中:K+、Al3+、SO42-、CH3COO-
【答案】B
【知识点】水的电离;离子积常数;离子共存
【解析】【解答】A.NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将Fe2+氧化,不可大量共存,A不符合题意;
B.溶液中各个离子相互间不反应,可大量共存,B符合题意;
C.由分析可知,溶液显碱性,NH4+、HCO3-都能与OH-反应,不可大量共存,C不符合题意;
D.由分析可知,溶液可能显酸性或碱性,Al3+与OH-可反应,不可大量共存,CH3COO-与H+可反应,不可大量共处,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.滴加甲基橙显红色的溶液显酸性;
B.滴入KSCN显血红色的溶液中含有Fe3+;
C.c(OH-)/c(H+)=1012的溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性;
D.由水电离产生的c(H+)=10-13mol/L<10-7mol/L,说明水的电离受到抑制,溶液显酸性或碱性;
2.(2020高二下·泸县月考)25℃时,将0.1mol·L-1氨水溶液加水稀释,下列数值变大的是( )
A.c(OH-) B.pH
C.Kb D.n(H+)·n(OH-)
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子积常数
【解析】【解答】A.稀释促进NH3·H2O的电离,产生更多的OH-,但c(OH-)减小,A不符合题意;
B.溶液中c(OH-)减小,由于c(H+)×c(OH-)=Kw为定值,则溶液中c(H+)增大,pH减小,B不符合题意;
C.Kb为NH3·H2O的电离平衡常数,只与温度有关,与溶液中浓度无关,因此稀释过程中Kb不变,C不符合题意;
D.由C的分析可知,溶液中c(H+)增大,因此n(H+)增大,故n(H+)×n(OH-)增大,D符合题意;
故答案为:D
【分析】加水稀释促进NH3·H2O的电离,产生更多的NH4+和OH-;据此结合Kb、Kw的影响分析。
3.(2020·合肥模拟)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验
现象
结论
A
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈血红色
硝酸将Fe2+氧化为Fe3+
B
将铜粉加入1.0mol/LFe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝,有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热
熔化后的液态铝滴落下来
金属铝的熔点较低
D
将0.1mol/LMgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol/LCuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;硝酸的化学性质;铝的化学性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.硝酸具有氧化性,与Fe反应生成Fe(NO3)3,当铁粉过量时,Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2,因此加入KSCN溶液后,溶液不变红色,A不符合题意;
B.加入铜粉后发生反应2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,反应后没有铁生成,无法比较铁和铜的金属活动性,B不符合题意;
C.Al2O3的熔点高,使得熔化后的铝不会滴落,C不符合题意;
D.将MgSO4溶液中滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,说明溶液中不含NaOH,再加入CuSO4,产生蓝色沉淀,则说明Mg(OH)2转化为Cu(OH)2,说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.铁粉过量,则反应生成Fe2+;
B.根据发生的反应进行分析;
C.Al2O3的熔点高,据此分析;
D.根据沉淀的转化进行分析;
4.(2020·临朐模拟)室温下,将0.100 0 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 未知浓度的某一元碱MOH溶液中,溶液pH随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.该一元碱溶液浓度为0.100 0 mol·L-1
B.a点:c(M+) >c(Cl-)> c(OH-)> c(H+)
C.b点:c(M+)+c(MOH)=c(Cl-)
D.室温下,MOH的电离常数Kb=1×10-5
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.由图可知,当加入盐酸的体积为20mL时,二者恰好完全反应,因此该一元碱MOH的浓度为0.1000mol/L,选项正确,A不符合题意;
B.a点所得溶液的溶质为等浓度的MOH和MCl,溶液显碱性,说明MOH的电离大于M+的水解,因此溶液中离子浓度关系为c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),选项正确,B不符合题意;
C.b点所得溶液的溶质为MOH和MCl,溶液的pH=7,为中性,因此溶液中c(OH-)=c(H+),由电荷守恒c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知,c(M+)=c(Cl-),选项错误,C符合题意;
D.当加入10mL盐酸时,所得溶液的溶质为等浓度的MOH和MCl,即溶液中c(MOH)=c(M+),此时溶液的pH=9,即溶液中c(H+)=10-9mol/L,溶液中,因此该温度下MOH的电离常数,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据酸碱完全反应进行计算;
B.根据a点溶液中存在的电离和水解进行分析;
C.根据b点溶液的成分和酸碱性进行分析;
D.根据MOH在水中的电离计算其电离平衡常数;
5.(2020·临朐模拟)PbCl2是一种重要的化工材料,常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbCl2的工艺流程如下图所示。
已知:i. PbCl2微溶于水
ii. PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq) ΔH > 0
下列说法不正确的是( )
A.浸取过程中MnO2与PbS发生反应的离子方程式为:8H++2Cl-+PbS + 4MnO2 = PbCl2 +4Mn2++SO42-+4H2O
B.PbCl2微溶于水,浸取剂中加入饱和NaCl溶液会增大其溶解性
C.调pH的目的是除去Fe3+,因此pH越大越好
D.沉降池中获得PbCl2采取的措施有加水稀释、降温
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.由流程可知,加入盐酸和NaCl,原料中的MnO2和PbS发生反应生成MnSO4和PbCl2,该反应的离子方程式为:8H++2Cl-+PbS + 4MnO2=PbCl2 +4Mn2++SO42-+4H2O,选项正确,A不符合题意;
B.加入饱和NaCl溶液后,溶液中c(Cl-)增大,可逆反应PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)正向移动,增大PbCl2在水中的溶解性,选项正确,B不符合题意;
C.pH越大,则消耗的NaOH过多,造成浪费,同时过量的NaOH会与溶液中的Mn2+反应形成Mn(OH)2沉淀,因此pH不是越大越好,选项错误,C符合题意;
D.沉降池中可通过加水稀释、降温的操作,使得PbCl2析出,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.由流程信息确定反应和生成物,从而书写反应的离子方程式;
B.根据PbCl2在溶液中的转化分析;
C.pH过大,溶液中的Mn2+可形成沉淀;
D.根据PbCl2的形成分析;
6.(2020·北京模拟)用一定浓度 NaOH 溶液滴定某醋酸溶液。滴定终点附近溶液 pH 和导电能力的变化分别如下图所示(利用溶液导电能力的变化可判断滴定终点;溶液总体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A.a 点对应的溶液中:c(CH3COO-) = c(Na+)
B.a→b 过程中,n(CH3COO-)不断增大
C.c→d 溶液导电性增强的主要原因是 c(OH-)和 c(Na+)增大
D.根据溶液 pH 和导电能力的变化可判断:V2<V3
【答案】C
【知识点】电解质溶液的导电性;离子浓度大小的比较;中和滴定
【解析】【解答】A.a点溶液的pH=7,则溶液中c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)可得,溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),选项正确,A不符合题意;
B.a点溶液的溶质为CH3COOH和CH3COONa,继续滴加NaOH溶液,发生反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,溶液中n(CH3COO-)逐渐增大,选项正确,B不符合题意;
C.溶液的导电性与溶液中离子浓度有关,c→d的过程中,发生反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,溶液中c(CH3COO-)、c(Na+)增大, c(OH-)变化较小,选项错误,C符合题意;
D.d点后溶液导电性变化趋势不同,说明d点时CH3COOH和NaOH恰好完全反应,溶液溶质为CH3COONa,而a点时溶液中CH3COOH有剩余,因此d点消耗NaOH溶液的体积较a点大,即V2故答案为:C
【分析】A.结合电荷守恒进行分析;
B.根据过程中发生的反应进行分析;
C.根据溶液导电性的影响分析;
D.根据溶液导电性的影响分析;
7.(2020高二上·运城期末)某温度下,向10 mL 0.1 mol/L CuCl2溶液中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法不正确的是( )
(已知:Ksp(ZnS)=3×10-25mol2/L2)
A.a、b、c三点中,水的电离程度最大的为b点
B.Na2S溶液中:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+)
C.该温度下Ksp(CuS)=10-35.4 mol2/L2
D.向100 mL Zn2+、Cu2+浓度均为10-5 mol/L的混合溶液中逐滴加入10-4 mol/L的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
【答案】A
【知识点】水的电离;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.b点时溶液中Cu2+和S2-恰好完全反应,a点溶液中Cu2+过量,c点溶液中S2-过量,Cu2+和S2-的水解会存进水的电离,因此b点溶液中水电离程度最小,选项错误,A符合题意;
B.Na2S溶液中存在物料守恒c(Na+)=2c(S2-)+2C(HS-)+2c(H2S),选项正确,B不符合题意;
C.Cu2+和S2-恰好完全反应时,溶液中c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.7mol/L,因此CuS的溶度积Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-)=10-17.7×10-17.7=10-35.4,选项正确,C不符合题意;
D.由于Ksp(CuS)故答案为:A
【分析】向10mL0.1mol·L-1CuCl2溶液中滴加0.1mol·L-1的Na2S溶液,发生反应:Cu2++S2-=CuS↓,Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,结合图象计算溶度积常数和溶液中的守恒思想,据此判断分析。
8.(2020高二上·运城期末)草酸(H2C2O4)是二元弱酸,NaHC2O4溶液呈酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系错误的是( )
A.V(NaOH)=0时,c(H+)>1×10-7mol/L
B.V(NaOH)<10mL时,可能存在c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)
C.V(NaOH)=10mL时,溶液的pH为9,则10-9=10-5-2c(H2C2O4)-c(HC2O4-)
D.V(NaOH)>10mL时,可能存在c(OH-)>c(Na+)>c(C2O42-)
【答案】D
【知识点】离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.当V(NaOH)=0mL时,溶液中的溶质为NaHC2O4,NaHC2O4溶液显酸性,因此此时溶液中c(H+)>10-7mol/L,选项正确,A不符合题意;
B.当加入V(NaOH)<10mL时,溶液中溶质为Na2C2O4、NaHC2O4,溶液可能显中性,则溶液中c(H+)=c(OH-),由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2(C2O42-)可知,c(Na+)=c(HC2O4-)+2(C2O42-),选项正确,B不符合题意;
C.当加入V(NaOH)=10mL时,溶液中溶质为Na2C2O4,此时溶液的pH=9,则溶液中c(H+)=10-9mol/L,c(OH-)=10-5mol/L,由质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)可得10-5=10-9+c(HC2O4-)+2(H2C2O4),所以10-9=10-5-2c(H2C2O4)-c(HC2O4-),选项正确,C不符合题意;
D.当加入V(NaOH)>10mL时,溶液中溶质为NaOH、Na2C2O4,因此溶液中c(Na+)>c(OH-),选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据NaHC2O4溶液显酸性进行分析;
B.结合电荷守恒进行分析;
C.根据质子守恒进行分析;
9.(2020高二上·运城期末)下列溶液中有关物质的量浓度关系不正确的是( )
A.pH相等的NaOH、CH3COONa和NaHCO3三种溶液,则有c(NaOH)B.已知259℃时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则在0.3 mol·L-1 NaCl溶液中,Ag+的物质的量浓度最大可达到6.0×10-10 mol·L-1
C.25℃时,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中水电离出来的c(OH)大于0.1 mol·L-1 NaOH溶液中水电离出来的c(OH-)
D.浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH2COOH)+2c(H+)
【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.NaOH溶液中OH-主要来自NaOH的完全电离产生,NaHCO3和CH3COONa溶液中OH-来自于HCO3-和CH3COO-的水解,由于酸性CH3COOH>H2CO3,因此HCO3-的水解程度大于CH3COO-,所以pH相等的NaOH、NaHCO3和CH3COONa溶液中,c(NaOH)B.溶液中Ag+的浓度,选项正确,B不符合题意;
C.Na2CO3溶液中存在CO32-的水解,水解会促进水的电离,而NaOH电离产生的OH-会抑制水的电离,因此Na2CO3溶液中水电离出的c(OH-)大于NaOH溶液中水电离出来的c(OH-),选项正确,C不符合题意;
D.混合溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),物料守恒2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),由电荷守恒和物料守恒可得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=2C(H+)+c(CH3COOH),选项正确,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据溶液中OH-的来源进行分析;
B.根据AgCl溶度积的计算公式进行计算;
C.根据水电离影响因素进行分析;
D.根据电荷守恒和物料守恒进行分析;
10.(2020高二上·大理期末)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中 减小
B.CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中 增大
C.向0.1 mol·L-1氨水中加入少量硫酸铵固体,溶液中 增大
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量硝酸银,溶液中 不变
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.CH3COOH溶液中存在电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,加水稀释促进CH3COOH的电离,但溶液中c(CH3COO-)减小,由于电离平衡常数不变,c(CH3COO-)减小,因此增大,A不符合题意;
B.CH3COONa溶液中存在CH3COO-的水解,为吸热反应,升高温度,促进其水解,水解平衡常数增大,即增大,则减小,B不符合题意;
C.氨水溶液中存在NH3·H2O的电离平衡,加入少量(NH4)2SO4固体后,溶液中c(NH4+)增大,而NH3·H2O的电离平衡常数保持不变,因此减小,C不符合题意;
D.溶液中,由于Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)不随浓度变化,因此保持不变,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对电解质溶液中离子浓度变化分析的考查,结合平衡常数的表达式和影响因素进行分析;平衡常数只与温度有关,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变。
11.(2020高二上·大理期末)25℃时,水的电离达到平衡:H2O H++ OH- ΔH > 0 ,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体NaHSO4,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa ,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,pH不变
【答案】B
【知识点】水的电离;离子积常数
【解析】【解答】A.稀氨水为碱溶液,抑制水的电离,因此平衡逆向移动,NH3·H2O电离产生OH-,因此c(OH-)增大,A不符合题意;
B.加入NaHSO4固体,NaHSO4电离产生H+,溶液中c(H+)增大,由于Kw只与温度有关,因此Kw不变,B符合题意;
C.加入固体CH3COONa,CH3COO-与水电离产生的H+结合成CH3COOH,水的电离平衡正向移动,c(H+)减小,C不符合题意;
D.水的电离为吸热的过程,加热促进水的电离,Kw增大,pH减小,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对水电离平衡的相关考查,结合水电离平衡以及水的离子积的影响因素进行分析。
二、综合题
12.(2020·临朐模拟)以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。
O2氧化MnO(OH)的化学方程式是 。
(2)溶液a的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。
① 溶液a呈酸性,原因是 。
② 根据下图所示的溶解度曲线,将溶液a (填操作名称),可得NH4Cl粗品。
③ 提纯NH4Cl粗品,有关性质数据如下:
化合物 ZnCl2 NH4Cl
熔点 365℃ 337.8℃分解
沸点 732℃
根据上表,设计方案提纯NH4Cl:
(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入 (填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。
(4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。
ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
①
用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因: 。
②
解释试剂加入顺序不同,MnO2作用不同的原因:
上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。
【答案】(1)
(2)NH4++H2O NH3·H2O+H+(或NH4+水解产生H+);蒸发浓缩,趁热过滤;加热NH4Cl粗品至340℃左右,NH4Cl = NH3 + HCl,收集产物并冷却,NH3 + HCl=NH4Cl,得到纯净NH4Cl。
(3)KSCN溶液,不变红
(4);i中 作催化剂,反应快, 只催化分解 ;ii中 作氧化剂,加入稀 后, 的氧化性增强,被 还原为 。
【知识点】盐类水解的应用;铵盐;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)由流程可知,O2氧化MnO(OH),生成MnO2,该反应的化学方程式为:4MnO(OH)+O2=4MnO2+2H2O;
(2)①溶液a中含有NH4Cl,存在NH4+的水解NH4++H2O NH3·H2O+H+,使得溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;
②由溶解度曲线图可知,NH4Cl的溶解度受温度的影响变化不大,而ZnCl2的溶解度随温度的升高而迅速增大,因此要从溶液中得到NH4Cl粗品,应采用蒸发结晶、趁热过滤的操作;
③由ZnCl2和NH4Cl的熔沸点以及分解温度可知,提纯NH4Cl时,可先将粗品加热至340℃左右,使得NH4Cl发生分解反应NH4Cl=NH3↑+HCl↑,由于NH3和HCl易发生化合反应NH3+HCl=NH4Cl,因此收集气体并冷却,即可得到纯净的NH4Cl;
(3)检验是否含有Fe3+,可取少量溶液,加入KSCN溶液,若溶液不变红色,则说明溶液中Fe3+已沉淀完全;
(4)①加入稀硫酸和H2O2溶液后,产生大量气泡,说明反应生成了O2,同时固体溶解,则反应生成了MnSO4,因此反应的化学方程式为:MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑;
②步骤ⅰ中加入MnO2做催化剂,反应速率快,MnO2只做H2O2分解的催化剂;步骤ⅱ中MnO2做氧化剂,加入稀硫酸后,MnO2的氧化性增强,被H2O2还原为MnSO4;
【分析】(1)根据流程确定反应物和生成物,从而书写反应的化学方程式;
(2)①结合溶液中NH4+的水解分析;
②根据溶解度差异分析;
③根据NH4Cl的性质分析;
(3)根据Fe3+的检验分析;
(4)①根据题干信息确定反应物和生成物,从而书写反应的化学方程式;
②根据反应过程进行分析;
13.(2020·临朐模拟)铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣[成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工艺流程如下:
已知(NH4)2SO4在350℃分解生成NH3和H2SO4,回答下列问题:
(1)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,还含有 (写化学式)。
(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为
(3)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+(浓度为1.0×10-3mol·L-1),当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol·L-1时,除钙率为 [Ksp(CaF2)=4.0×10-11]。
(4)溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离: 。萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图甲所示,V0/VA的最佳取值为 。在 (填“强碱性”“强酸性”或“中性”)介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。
图甲 图乙
(5)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图乙所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的FeO42-,若pH过高,铁电极区会产生红褐色物质。
①电解时阳极的电极反应式为 ,离子交换膜(b))为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。该反应的离子方程式为 。
【答案】(1)SiO2
(2)4FeO+6H2SO4+O22Fe2(SO4)3+6H2O
(3)99%
(4)0.25;强酸性
(5)Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;阴;2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
【知识点】电极反应和电池反应方程式;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)研磨、焙烧、浸泡过程中,矿渣中的SiO2都不发生反应,因此“浸渣”中还含有SiO2;
(2)由题干可得,该反应中反应物为FeO、H2SO4,生成物为Fe2(SO4)3,反应过程中铁元素化合价升高,被氧化,因此反应物中还含有O2,则该反应的化学方程式为:4FeO+O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O;
(3)溶液中,因此该除钙率为;
(4)由图可知,当时,溶液中Fe2+和Ni2+分离彻底,因此最佳值取0.25;由反应的离子方程式可知,增加溶液的酸性(即增大H+浓度),平衡逆向移动,可使有机相再生而循环利用,故介质应选强酸性;
(5)①该电解池中,铁与电源的正极相连,为阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,该电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;由于OH-在阳极发生反应,因此OH-移向阳极,故离子交换膜b为阴离子交换膜;
②红褐色物质为Fe(OH)3,加入NaClO后,反应生成Na2FeO4,该反应的离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
【分析】(1)结合制备过程中发生的反应进行分析;
(2)根据流程确定反应物和生成物,从而书写反应的离子方程式;
(3)根据CaF2的溶度积计算溶液中c(Ca2+),从而计算除钙率;
(4)根据图像曲线和平衡移动进行分析;
(5)①电解时,铁做阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,据此写出电极反应式;
②红褐色物质为Fe(OH)3,加入NaClO后,反应生成Na2FeO4,据此书写反应的离子方程式;
14.(2020高二上·运城期末)水是生命之源,万物之基。不仅如此,水在化学中的作用也不可忽视。
(1)I.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列五种水溶液的pH如下表:
上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是 。
(2)根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列四种物质的溶液中,酸性最弱的是 ;将各溶液分别加水稀释100倍,pH变化最大的是 (填字母)。
A.HCN B.HClO C.H2CO3 D.CH3COOH
(3)要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为 。
(4)II.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:
95℃时水的电离平衡曲线应为 (选填“A”或“B”);
(5)25℃时,将pH=10的NaOH溶液与pH=6的盐酸溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与盐酸溶液的体积比为 ;
(6)95℃时,若1体积pH=a的某强酸溶液与10x体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,a与b之间应满足的关系是 。
【答案】(1)CO
(2)A;D
(3)2Cl2+CO +H2O=CO2↑+2Cl-+2HClO或Cl2+H2O=H++2Cl-+HClO、2H++CO =CO2↑+H2O)
(4)B
(5)1:100
(6)a+b+x=12
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;pH的简单计算;盐类水解的应用;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)Na2CO3溶液的pH最大,则其溶液中CO32-的水解程度最大,说明CO32-结合质子的能力最强,因此上述盐溶液中,结合质子能力最强的阴离子为CO32-;
(2)由于pH(NaCN)>pH(NaClO)>pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa),说明溶液中水解程度CN->ClO->HCO3->CH3COO-,因此酸性HCN由于稀释会促进弱酸的电离,产生更多的H+,因此酸性越弱,稀释过程中,pH变化越小,故稀释100倍后,pH变化最大的是CH3COOH;
(3)由于酸性HCl>H2CO3>HClO,因此将Cl2通入Na2CO3溶液中,发生反应的离子方程式为:2Cl2+CO32-+H2O=CO2↑+2Cl-+2HClO;
(4)温度升高,水的电离程度增大,水电离产生的c(H+)和c(OH-)也增大,因此图中曲线B表示的是95℃时水的电离平衡曲线;
(5)25℃时,pH=10的NaOH溶液中,c(OH-)=10-4mol/L,pH=6的盐酸溶液中,c(H+)=10-6mol/L,设参与反应的NaOH溶液和盐酸溶液的体积分别为V1、V2,由于反应后所得溶液的pH=7,二者恰好完全反应,因此可得10-4×V1=10-6×V2,所以;
(6)95℃时,中性溶液的pH=6,则该温度下,水的离子积常数Kw=c(H+)×c(OH-)=10-12,pH=a的强酸溶液,其c(H+)=10-amol/L,pH=b的强碱溶液中c(OH-)=10b-12mol/L,由于两溶液混合后所得溶液显中性,因此可得:1L×10-amol/L=10x×10b-12mol/L,解得a+b+x=12;
【分析】(1)结合质子的能力越强, 则离子水解能力越强;
(2)根据“越弱越水解”进行分析;根据稀释对电离的影响分析;
(3)根据“强酸制弱酸”原理书写反应的离子方程式;
(4)结合温度对水电离平衡移动的影响分析;
(5)混合后所得溶液的pH=7,说明NaOH和HCl恰好完全反应,据此进行计算;
(6)由图可知,95℃时,中性溶液的pH=6,据此进行计算;
15.(2020高二上·大理期末)火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 。
(2)脱碳。
方法一:在恒容密闭容器中将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
①下列条件可以判定该反应到达平衡状态的是 (填字母)。
A.2v正(H2)=v逆(CH3OH) B.容器内气体的密度不变
C.容器内压强不变 D.反应不再释放热量
方法二:让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g) H,测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)%]的影响如图所示,回答下列问题:
② 图中p1、p2、p3的大小关系是 ,图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc大小关系是 。
③ 900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V L,CO2的转化率为 (保留一位小数),该反应的平衡常数K= 。
方法三:用NaOH溶液吸收CO2。
④在NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,所得溶液中c(HCO32-):c(CO32-)=4:1,此时溶液的pH= 。(已知:室温下,H2CO3的K1=4×10-7,K2=5×10-11。lg2=0.3)
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成(NH4)2SO4。(NH4)2SO4水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+) c(NH3·H2O)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
(2)CD;p1<p2<p3 ;Ka=Kb<Kc;66.7%; mol/L;9.7
(3)NH4++H2O NH3·H2O+H+;=
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;化学平衡的计算;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】(1)该反应的化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律可得,该反应的反应热,因此该反应的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol;
(2)①A、由于反应速率之比等于化学计量系数之比,因此当反应达到平衡状态时,v正(H2)=3v逆(CH3OH),A不符合题意;
B、由于反应物和生成物都为气体,反应过程中混合气体的质量不变,反应在恒容密闭体系中进行,因此反应过程中混合气体的体积不变,由密度公式可知,反应过程中,混合气体的密度一直不变,因此密度不变,无法判断正逆反应速率是否相等,即无法判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C、由于该反应过程中,气体分子数发生变化,则反应过程中容器内压强发生变化,当其不变时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C符合题意;
D、由于该反应为放热反应,因此当反应不再放出热量时,说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故答案为:CD
②由于该反应为气体分子数增大的反应,因此增大压强,平衡逆向移动,CO的体积分数减小,因此p1、p2、p3的大小关系为:p1平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,由于a、b两点的温度相同,因此其平衡常数相同,即Ka=Kb;c点CO的体积分数比b点大,说明反应正向进行的程度较大,因此Kc>Kb;因此a、b、c三点平衡常数的大小关系为:Ka=Kb③由图可知,在900℃、1.013MPa时,CO的体积分数为80%,设参与反应的n(CO2)=a mol,则可得平衡三段式
解得
因此CO2的转化率为
该反应的平衡常数;
④,因此
因此溶液的pH=-lgc(H+)=-lg(2×10-10)=9.7
(3)(NH4)2SO4溶液中由于NH4+水解产生H+,使得溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,NH4+水解的离子方程式为:NH4++H2O NH3·H2O+H+;
加入NaOH溶液至溶液显中性,则溶液中c(H+)=c(OH-),由于溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+2c(SO42-)、物料守恒:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-),因此可溶液中c(Na+)=c(NH3·H2O);
【分析】(1)根据题干信息书写反应的化学方程式,结合盖斯定律计算反应热,从而书写反应的热化学方程式;
(2)①分析所给条件是否能体现正逆反应速率相等,若能,则可判定反应达到平衡状态,反之则不能;
②结合温度、压强对平衡移动和平衡常数的影响进行分析;
③根据CO的体积分数,结合平衡三段式进行计算;
④根据H2CO3的电离平衡常数,结合离子浓度比确定溶液中c(H+),从而得出溶液的pH值;
(3)根据NH4+的水解分析溶液的酸碱性;结合电荷守恒、物料守恒进行分析;
16.(2020高二上·大理期末)以废镍(含NiO,杂质为少量Fe2O3)生产Ni2O3的一种工艺流程如下:
(1)“酸浸”时为了提高酸浸的速率(浸取率),可采取的措施有 (任写出一条)。
(2)“酸浸”时Fe2O3发生反应的离子方程式: 。
(3)“调节pH”使溶液中的Fe3+沉淀完全(离子浓度≤10-5 mol·L-1时,离子沉淀完全),则需维持c(OH-)不低于 [已知Fe(OH)3的Ksp=4×10-38, ≈1.6 ]。
(4)“沉镍”的目的是将溶液中的Ni2+转化为Ni(OH)2沉淀,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是 。
(5)“滤液Ⅱ”所含阴离子主要为Cl-,写出“氧化”时反应的离子方程式: 。
(6)以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的 。电解时阳极的电极反应式为 ,离子交换膜(b)为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
【答案】(1)粉碎 / 加热 / 搅拌 / 适当增大硫酸浓度
(2)Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
(3)1.6×10-11
(4)静置,在上层清液中继续滴加NaOH溶液,无沉淀生成
(5)2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O
(6)Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;阴
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)反应速率与浓度、温度、接触面积有关,因此为提高酸浸的速率,可适当升高温度、增加硫酸的浓度、搅拌或粉碎(增大固体与液体的接触面积);
(2)酸浸时,Fe2O3与酸反应生成可溶性Fe2(SO4)3和H2O,该反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)当溶液中的Fe3+完全沉淀时,溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L,则此时溶液中;
(4)沉镍过程中,确认Ni2+完全沉淀,则可取上层清液,继续加入NaOH溶液,若无沉淀产生,则说明Ni2+已沉淀完全;
(5)氧化过程中,ClO-将Ni(OH)2氧化成Ni2O3,自身还原为Cl-,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得,该反应的离子方程式为:2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O;
(6)铁与电源的正极相连为阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,其电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;由于铁电极上OH-参与反应,则OH-由Ⅱ室通过离子交换膜(b)向Ⅲ室移动,因此离子交换膜(b)为阴离子交换膜;
【分析】(1)结合反应速率的影响因素分析;
(2)酸浸时,Fe2O3与酸反应生成可溶性Fe2(SO4)3和H2O,据此写出反应的离子方程式;
(3)根据Fe(OH)3的Ksp进行计算;
(4)确认Ni2+完全沉淀,则可继续加入NaOH,观察是否还有沉淀产生;
(5)氧化过程中,ClO-将Ni由+2价氧化为+3价,自身还原为-1价的Cl-,据此写出反应的离子方程式;
(6)铁与电源的正极相连为阳极,发生失电子的氧化反应,生成FeO42-,据此写出电极反应式;结合阳极的电极反应式分析离子的移动方向,从而确定离子交换膜b;
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