- 难溶电解质的溶解平衡
- 共2266题
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸,其中重要的一步是催化氧化(生产中保持恒温恒容条件):2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1⑴生产中为提高反应速率和SO2的转化率,下列措施可行的是_______(填字母,下同)。
A.向装置中充入N2
B.向装置中充入过量的SO2
C.向装置中充入O2
D.升高温度
⑵若在一定温度下,向一个容积可变的恒压容器中,通入3mol SO2 和2mol O2 及固体催化剂,发生上述反应,平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为 5mol SO2(g)、3.5 mol O2(g)、1mol SO3(g) ,下列说法正确的是___________
A.第一次平衡时反应放出的热量为294.9kJ
B.两次平衡SO2的转化率相等
C.两次平衡时的O2体积分数相等
D.第二次平衡时SO3的体积分数等于2/9
⑶生产中在550 ℃时,将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于 5 L密闭容器中,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。反应达平衡后,体系总压强为
0.10 M Pa。试计算反应 2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K=_________。 A、B表示不同压强下的平衡转化率,通常工业生产中采用常压的原因是:__________________,并比较不同压强下的平衡常数:K(0.10 MPa) _________K(1.0 MPa)(填 “<”或“>”或“=”)。
⑷沉淀物并非绝对不溶,且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同,同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。已知AgCl + Cl- =[AgCl2]-,下图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况。由以上信息可知:
①由图知该温度下AgCl的溶度积常数为__________________________。
②AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况(先变小后变大)的原因是:__________________________
正确答案
(1)C
(2)CD
(3)2.5×10-4;常压下400~500°C,SO2转化率已经很高了,加压必须增大投资以解决增加设备和提供能量问题;=
(4) ①10-10;②开始Cl-抑制了AgCl 的溶解,所以Ag+浓度变小了,但Cl-浓度增大使AgCl 形成[AgCl2]-络合物,所以Ag+浓度又变大了。
弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶液平衡均属于化学平衡。
I、已知H2A在水中存在以下平衡:H2A H++HA-,HA-
H++A2-。
⑴NaHA溶液_________ (选填“显酸性”、 “显碱性”、 “显中性”或“无法确定”)。
⑵某温度下,若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol/L KOH溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液中下列关系中,一定正确的是__________。
a.c(H+)·c(OH-)=1×10b.c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-)
c.c(Na+)>c(K+)
d.c(Na+)+c(K+)=0.05 mol/L
⑶已知常温下H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡: CaA(s) Ca2+(aq)+A2-(aq) △H>0。
①温度降低时,Ksp_________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
②滴加少量浓盐酸,c(Ca2+) ___________。
II、含有Cr2O72-的废水毒性较大,某工厂废水中含5.00×10-3 mol·L-1的Cr2O72-。为使废水能达标排放,作如下处理:
⑷欲使10L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr3+,理论上需要加入_________ g FeSO4·7H2O。
⑸若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2×10-13mol·L-1,则残留的Cr3+的浓度为___________ 。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)
正确答案
⑴无法确定
⑵bc
⑶①减小; ②增大
⑷83.4g
⑸3×10-6mol·L-1
向50mL 0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL 0.020mol·L-1 的盐酸,生成沉淀。
已知AgCl的Ksp=1.0×10-10 mol2·L-2,
试求:
(1)沉淀生成后溶液中的c(Ag+)为___。
(2)沉淀生成后溶液中的pH是___。
正确答案
(1)1.0×10-7 mol·L-1 (2)2
(1)氯化铁水解的离子方程式为__________,向氯化铁溶液中加入碳酸氢钠溶液,发现有红褐色沉淀生成,并产生无色气体,其离子方程式为____________。
(2)向盛有1mL 0.1mol/L MgCl2溶液的试管中滴加2滴2mol/L NaOH溶液,有白色沉淀生成,再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液,静置。可以观察到的现象是白色沉淀转变为红褐色沉淀。产生该现象的原因是____________。
(3)25℃,向100mL pH=12的NaOH溶液加入pH=10的NaOH溶液1000 mL,混合后溶液体积1100 mL ,pH=____________。
(4)常温下,将0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴入20.00 mL 0.1000 mol·L-1的一元弱酸HA溶液中,刚好完全反应,则c(Na+)___________ c(A-)。(填“>”、“<”或“=”)
(5)某有机物结构为,它的含氧官能团名称为___________、___________。
正确答案
(1)Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+ ; Fe3+ + 3HCO3- = Fe(OH)3 ↓ +3CO2 ↑
(2) Fe(OH)3溶度积(或溶解度)比Mg(OH)2更小
(3)11
(4)>
(5)羟基;羧基
工业上通常把溶液中存在的CO32-和HCO3-的总浓度称为总碱度。水中碱度的控制成为碳酸钠软化水处理 法的关键。碳酸在水中一般以3种形态存在,即H2CO3 (CO2)、CO32-和HCO3-。当溶液的pH发生变化时, 其中任一种形态的物质的量占三种形态总物质的量的分δ也可能发生变化,下图是碳酸溶液中碳酸的各种形态的δ随pH的变化曲线。
(1)从图中推断NaHCO3溶液呈___(填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是____ (用离子方程式表示)。
(2)正常情况下,人体血液的pH维持在7.35~7.45之间,则溶于血液中的二氧化碳的主要存在形式是 ____(填写微粒化学式)。
(3)根据上图,下列叙述中正确的是____。
A.HCO3-既能与强酸反应又能与强碱反应
B.盐酸逐滴滴入碳酸钠溶液至恰好完全反应时溶液呈中性
C.pH小于7的雨水称为酸雨
D.在pH为6.37时,溶液中的c(H2CO3)=c(HCO3-)
(4)工业用循环冷却水中常含有Ca2+等杂质离子,在循环过程中易结垢,可通过控制溶液的总碱度使Ca2+等离子形成沉渣除去。已知某温度下Ksp(CaCO3)=3. 03×10-9,当水中的c(Ca2+)≤3×10-4 mol.L-1时,不会出现结垢现象,则该水中的c(CO32-)应至少为____mol.L-1。
正确答案
(1)碱; HCO3-+H2OH2CO3+OH- (2)HCO3- (3)AD
(4)1. 01×10-5
分析、归纳、探究是学习化学的重要方法和手段之一。下面就电解质A回答有关问题(假定以下都是室温时的溶液)。
(1)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c mol/L的A溶液的pH=a。
①试说明HnB的酸性强弱_________________________。
②当a=10时,A溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)________________________。
③当a=10、n=1时,A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为__________________。 c(OH-)-c(HB)=________。
④当n=1、c=0.1、溶液中c(HB)∶c(B-)=1∶99时,A溶液的pH为________ (保留整数值)。
(2)已知难溶电解质A的化学式为XnYm,相对分子质量为M,测得其饱和溶液的密度为ρ g/cm3,Xm+离子的浓度为c mol/L,则该难溶物XnYm的溶度积常数为Ksp=________________,该温度下XnYm的溶解度S=________。
正确答案
(1)①当a=7时,HnB为强酸,当a>7时HnB为弱酸
②Bn-+H2OHB(n-1)-+OH-
③c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+) ;10-10 mol/L
④11
(2) ;
难溶化合物的饱和溶液存在溶解平衡,例如:AgCl(s)Ag(sq)+Cl(aq),
Ag2CrO4(s) 2Ag(aq)+CrO42-(aq),一定温度下,其离子浓度乘积为常数,这一常数叫溶度积常数,用Ksp表示,已知:
Ksp(AgCl)=c(Ag)·c(Cl-)=1.8×10 -10,
Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=1.9×10-12,
现用0. 01mol/L的AgNO3溶液溶液滴定0. 01mol/L的KCl和0.001mol/L K2CrO4混合溶液,通过计算回答:
(1) Cl-、CrO42-谁先沉淀?
(2)当刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl-浓度是多少?(设混合溶液在反应中体积不变)(已知)
正确答案
(1)当Cl-开始沉淀时,需要c(Ag+)=1.8×10-8 mol/L,当CrO42- 开始沉淀时,需要c(Ag+)=4. 36×10 -5 mol/L>1.8×10-8 mol/L, 所以Cl-先沉淀。
(2)当刚出现Ag2CrO4沉淀时,c(Cl-) =4. 13× 10-6 mol/L
已知Ksp(Ag2S)=1.6×10-49,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(PbS)=8×10-28,则推断可以实现的沉淀转化关系为________________。
正确答案
PbS→CuS→Ag2S
对于难溶盐MX,若饱和溶液中M+和X-的物质的量 浓度之间的关系类似于c(H+)·c(OH-)= KW,存在等式 c(M+)·c(X-)= Ksp。现将足量的AgCl分别放入下列溶液中,AgCl的溶解的量由大到小的排列顺序是________。
①20mL 0.O1mol/L KCl溶液
②30mL 0.02mol/L CaCl2溶 液
③40mL 0.03mol/L HCl溶液
④10mL蒸馏水
⑤50mL0.05 mol/L AgNO3溶液
正确答案
④①③②⑤
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用 CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的贮氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
___C+___KMnO4+____H2SO4 ==___CO2↑+__MnSO4 +_K2SO4+____H2O。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:
CO(g) +H2O(g) CO2(g)+ H2(g),得到如下三组数据:
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为___(取两位小数,下同)。
②该反应为____(填“吸”或“放”)热反应,在实验2的条件下,平衡常数K=___ 。
(3)已知常温常压下:
①2CH3OH(l) +3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1 275.6 kJ. mol-1
②2CO(g) +O2(g)==2CO2(g) △H=-566.0 kJ. mol-1
③H2O(g)==H2O(l) △H=-44.0 kJ.mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:_____。
(4)某实验小组根据甲醇燃烧的原理,设计如图所示的装置。
①该电池正极的电极反应为___ ②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总的化学反应方程式为___ 。
(5) CO2在自然界中循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合
可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4 mol?L-1,则生
成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___。
正确答案
(1)5、4、6、5、4、2、6
(2)①0.13mol-1·min-l ;②放;0. 17
(3)CH3OH(l)+O2(g)==CO(g)+2H2O △H= -442.8 kJ·mol-1
(4)①O2+2H2O+4e-==4OH- ;②2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32- +6H2O
(5)5.6×10-5 mol·L-1
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