- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
物质A~E都是由下表中的离子组成的,常温下将各物质的溶
液从1 mL稀释到1 000 mL,pH的变化关系如图甲所示,其中A与D反应得到E。请回答下列问题。
(1)根据pH的变化关系,写出物质的化学式:B ,C 。
(2)写出A与C反应的离子方程式: 。
(3)图乙为室温时向25 mL某浓度的B溶液中逐滴滴加0.2 mol·L-1的D溶液的过程中pH的变化曲线。
①图乙中B的物质的量浓度为 mol·L-1。
②G点溶液呈中性,则二者恰好完全反应的点是在FG区间还是GH区间? 区间。
③FG区间溶液中各离子浓度大小关系是 。
(4)t ℃时,A的稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=13,该温度下(t ℃),将100 mL 0.2 mol·L-1的C溶液与100 mL 0.4 mol·L-1的B溶液混合后(溶液体积变化忽略不计),溶液的pH= 。
正确答案
(1)NaOH HCl
(2)NH3·H2O+H+=NH4++H2O
(3)①0.1 ②FG
③c(Na+)>c(OH-)≥c(CH3COO-)>c(H+)或c(Na+)>c(CH3COO-)≥c(OH-)>c(H+)
(4)12
根据各物质的溶液从1 mL稀释到1 000 mL,pH的变化图象知,B和C溶液的pH变化为3,A和D溶液的pH变化小于3,则B为强碱,A为弱碱或强碱弱酸盐,C为强酸,D为弱酸或强酸弱碱盐,可先确定B为NaOH,C为HCl。结合A与D反应得到E,而E的pH不变,则E可能是NaCl或醋酸铵,结合B为NaOH,C为HCl,则推出E只能为醋酸铵,所以A为NH3·H2O,B为NaOH,C为HCl,D为CH3COOH。向NaOH溶液中滴加醋酸,起点pH=13,NaOH的浓度为0.1 mol·L-1。二者恰好完全反应生成醋酸钠,此时溶液显碱性,应该在FG区间。FG区间溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(CH3COO-),c(CH3COO-)和c(OH-)的大小关系无法判断。根据t ℃时,稀氨水中c(H+)和c(OH-)的值可知该温度下水的离子积常数KW为10-13,所以将100 mL 0.2 mol·L-1的HCl溶液与100 mL 0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后,溶液呈碱性,c(OH-)=(100×0.4-100×0.2)/200(mol·L-1)=0.1 mol·L-1,c(H+)=KW/c(OH-)=10-12 mol·L-1,即pH=12。
(1)把NH4Cl晶体溶入水中,得到饱和NH4Cl溶液。若在该溶液中加入镁条,观察到有气泡产生,点燃有爆鸣声,此气体是 ,产生该气体的原因是 (用离子方程式表示),微热后,能放出有刺激性气味的气体,它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体是 ,产生该气体的原因是 ,总的离子反应方程式为 。
(2)NH4Cl溶于重水后,产生的一水合氨和水合氢离子均正确的是( )
正确答案
(1)H2 N+H2ONH3·H2O+H+、Mg+2H+
Mg2++H2↑
NH3 因为c(H+)减少,使水解平衡右移,产生的NH3·H2O增多,加热使NH3·H2O分解放出NH3 Mg+2NMg2++H2↑+2NH3↑
(2) C
(2)NH4Cl水解的实质是其电离出的N与重水电离出的OD-结合生成一水合氨。即D2OD++OD-,N+OD-
NH3·HDO,D+再与D2O结合生成D3O+。
已知在室温的条件下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题:
(1)两溶液中c(H+)·c(OH-)=________。
(2)各取5 mL上述溶液,分别加水稀释至50 mL,pH较大的是________溶液。
(3)各取5 mL上述溶液,分别加热到90℃,pH较小的是________溶液。
(4)两溶液中由水电离出的c(H+)分别为:H2SO4溶液________;NH4Cl溶液________。
(5)取5 mL NH4Cl溶液,加水稀释至50 mL,c(H+)________10-6 mol·L-1(填“>”、“<”或“=”),c(NH4+)/c(H+)________(填“增大”、“减小”或“不变”)
正确答案
(1)1×10-14 (2)H2SO4 (3)NH4Cl (4)1×10-9 mol/L 1×10-5 mol/L (5)> 减小
(1)在室温时,水的离子积常数为1×10-14。
(2)加水稀释后H2SO4溶液中H+直接稀释,而NH4Cl溶液中NH4++H2ONH3·H2O+H+平衡右移,溶液中H+被稀释同时,又增加,故pH较大的是H2SO4溶液。
(3)升高温度促进NH4+的水解,H+浓度增大,故pH较小的是NH4Cl溶液。
(4)由水电离的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),故H2SO4溶液中由水电离出的c(H+)==10-9 mol/L,NH4Cl溶液中水电离出的c(H+)=1×10-5 mol/L。
(5)加水稀释后使平衡NH4++H2ONH3·H2O+H+右移,故c(H+)>10-6 mol/L,
减小。
(16分)(1)在中和滴定操作过程中,有以下各项因操作不当引起的实验误差,用“偏高”、“偏低”或“无影响”填空:
①滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果 ;
②锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测溶液润洗,使滴定结果 ;
③滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,使滴定结果 ;
④滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果 ;
⑤用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度 ;
⑥洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当做蒸馏水,然后用锥形瓶装待测的盐酸,用NaOH标准溶液滴定时,对测得的结果 。
(2)已知H+(aq)+OH-(aq) = H2O(l) ΔH= -57.3kJ·mol-1。用50mL 0.50mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是 。
②大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3kJ·mol-1,其原因可能是:
。
(3)分别设计化学实验,用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化(供选用的药品和仪器:明矾溶液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、酒精灯):
①证明明矾发生了水解反应 。
②证明其水解反应是一个吸热反应 。
正确答案
(1)①偏高 ②偏高 ③偏高 ④偏低 ⑤偏低 ⑥无影响(各1分)
(2)①环形玻璃搅拌棒(2分)
②偏小 (2分) ③实验中不可避免有少量热量损失(2分)
(3)①用pH试纸测明矾溶液的pH,若其pH<7,说明明矾发生了水解。(2分)
②加热溶液,用pH试纸测溶液的pH,若其pH比①的pH小,说明明矾水解为吸热反应。(2分)
试题分析:(1)①未用已知浓度的标准液润洗滴定管,会导致标准液浓度偏小,反应所需标准液体积增大,从而导致最终结果偏高。②锥形瓶用待测液润洗,导致锥形瓶内残留有少量待测液,消耗的标准液的体积增大,从而导致最终结果偏高。③滴定前有气泡,滴定结束后无气泡,导致所测的体积增大,从而导致最终结果偏高。④滴定前平视,滴定终了俯视,使得计量体积减小,从而导致最终结果偏低。⑤因NaOH固体中含有杂质Na2O,使得配得的标准液浓度偏大,消耗的标准液的体积减小,从而导致最终结果偏小。⑥误用食盐水洗涤锥形瓶,对实验结果无影响。
(2)①图中装置缺少环形玻璃搅拌棒。②若大烧杯上如不盖硬纸板,则会导致热量的散失,从而使得测得的反应热偏小。③通过实验测得的ΔH,其结果常常大于-57.3kJ·mol-1,则说明其反应放出的热量小于57.3kJ·mol-1,其原因在于反应过程中不可避免的存在着热量的损失。
(3)①明矾水溶液中存在:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,通过测量溶液的pH可说明明矾发生了水解。②加热溶液,可促进水解的程度,因此可以加热溶液,用pH试纸测溶液的pH,若其pH比①的pH小,说明明矾水解为吸热反应。
点评:本题考查中和滴定中操作过程对测定结果的影响,中和热的测定及盐类的水解的知识,题目难度不大,可根据所学知识进行解答。
(6分)(用化学用语及必要的文字回答)
(1) 配制碳酸钾溶液要加少量的__ ___,原因是____ 。
(2)FeCl3溶液蒸干并灼烧得到的固体是___ __,原因是______ 。
正确答案
(1)__KOH___ (2)___Fe2O3_
(1)K2CO3在水溶液里发生电离,电离出的CO32-发生水解,使溶液呈碱性,而加入少量KOH意在利用同离子效应,使得KOH电离出的OH-抑制CO32-的水解。
(2)FeCl3溶液中Fe3+发生水解,水解生成氢氧化铁和氯化氢,在持续加热的情况下,HCl不断挥发,平衡不断正向移动,最后剩余氢氧化铁,再灼烧,氢氧化铁分解失水,最后只剩Fe2O3固体。
硫元素的含氧酸盐在工业上用途广泛,完成下列填空。
工业上用Na2SO3溶液处理工业尾气中的SO2,下表数据表示反应过程中随pH变化的关系:
(1)简述= 1时,溶液pH= 7.2的原因:___________________;若用0.20 mol/L 的NaOH溶液(反应前后溶液体积不变)吸收SO2,若反应后溶液呈中性,则
c (HSO3-) + 2c (SO32-) =" _______" mol/L 。
(2)已知:Ki1(H2SO3)> Ki(HAc) > Ki2(H2SO3) > Ki2(H2CO3),要使NaHSO3溶液中c(Na+):c(HSO3-)接近1:1,可在溶液中加入少量____________。
a.H2SO3溶液 b.NaOH溶液 c.冰醋酸 d.Na2CO3
(3)实验室通过低温电解KHSO4溶液制备过二硫酸钾K2S2O8,写出熔融KHSO4的电离方程式:__________________________________________。
(4)S2O82-有强氧化性,还原产物为SO42-,硫酸锰(MnSO4)和过硫酸钾(K2S2O8)两种盐溶液在银离子催化下可发生反应,得到紫红色溶液。书写此反应的化学方程式: 。
(5)已知:S2O32-有较强的还原性,实验室可用I-测定K2S2O8样品的纯度:反应方程式为:
S2O82-+2I-→2SO42-+I2 ……① I2+2S2O32-→2I-+S4O62-……②
S2O82-、S4O62-、I2氧化性强弱顺序:__________________________。
(6)K2S2O8是偏氟乙烯(CH2=CF2)聚合的引发剂,偏氟乙烯由CH3—CClF2气体脱去HCl制得,生成0.5 mol偏氟乙烯气体要吸收54 kJ的热,写出反应的热化学方程式_______。
正确答案
(1)HSO3-的电离程度与SO32-的水解程度相近(1分) 0.2 mol/L(2分)
(2)a c(2分)
(3)KHSO4 →K+ + HSO4- (1分)
(4)5K2S2O8 + 2MnSO4 + 8H2O→ 4K2SO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4(2分)
(5)S2O82- > I2 > S4O62- (2分)
(6)CH3—CClF2(g) → CH2=CF2(g) + HCl(g)–108kJ(2分)
试题分析:(1)简述= 1时,溶液pH= 7.2的原因HSO3-的电离程度与SO32-的水解程度相近,此时溶液接近中性;根据电荷守恒,若用0.20 mol/L 的NaOH溶液(反应前后溶液体积不变)吸收SO2,若反应后溶液呈中性,则c (HSO3-) + 2c (SO32-) ="c" (Na+)= 0.2 mol/Lmol/L 。
(2)已知:Ki1(H2SO3)> Ki(HAc) > Ki2(H2SO3) > Ki2(H2CO3),要使NaHSO3溶液中c(Na+):c(HSO3-)接近1:1,从信息中可以看出,亚硫酸氢根电离程度大于其水解程度,故只要抑制其电离即可,可在溶液中加入少量a.H2SO3溶液和c.冰醋酸。
(3)KHSO4电离出钾离子和硫酸氢根,熔融KHSO4的电离方程式KHSO4 →K+ + HSO4- 。
(4)得到紫红色溶液应该是高锰酸钾,再根据氧化还原原理书写此反应的化学方程式为5K2S2O8 + 2MnSO4 + 8H2O→ 4K2SO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4。
(5)根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性规律,可推测为S2O82-+2I-→2SO42-+I2 ……①,可得出 S2O82- > I2。再通过反应 I2+2S2O32-→2I-+S4O62-……②可得出 I2 > S4O62- 。故 S2O82-、S4O62-、I2氧化性强弱顺序:S2O82- > I2 > S4O62- 。
(6)根据热化学方程式的书写方法,写出CH3—CClF2(g) → CH2=CF2(g) + HCl(g)–108kJ。
(15分).钛白粉(主要成分是TiO2),广泛用于油漆、塑料、造纸等行业,还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂。工业上常以钛矿石(主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁),并含FeO、A12O3、 SiO2等杂质)为主要原料经过以下流程制得TiO2,并获得副产品FeSO4·7H2O.
请回答下列问题:
(l)步骤I的目的是
(2)写出步骤Ⅱ中FeTiO3与H2SO4反应的化学方程式 。
(3)步骤II中经过 、 、过滤、洗涤等操作可以得到FeSO4·7H2O.晶体,还可以利用酸化的FeSO4溶液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水).该反应的离子方程式为
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤III中将TiOSO4转化为H2TiO3的原理:
(5)为测定步骤II后溶液中TiOSO4的含量,首先取待测钛液10 mL加水稀释至100 mL,再加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2++Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后,取出滤液20.00 mL,以KSCN溶液为指示剂,用0.1000 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液滴定至终点,再重复2次,测得平均值为30.00mL。
①该滴定达到终点时的现象
②待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是 。
正确答案
(1)除去Al2O3和SiO2 (2)FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O
(3) 蒸发浓缩、冷却结晶 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ ="=" Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O
(4)溶液中存在平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成H2TiO3。
(5)当滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2溶液时,溶液变为血红色且半分钟内不褪色,则说明达到终点,1.50mol/L
试题分析:(l)在钛矿石中含有的Al2O3和SiO2能够与NaOH发生反应变为容易溶于水的物质。因此步骤I的目的是除去Al2O3和SiO2。(2)步骤Ⅱ中FeTiO3与H2SO4反应的化学方程式是FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O;(3)由于FeSO4的溶解度受温度的影响变化较大,所以从溶液中获得晶体的操作步骤II中经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作可以得到FeSO4·7H2O.晶体。Fe2+有还原性,MnO2有氧化性,在酸性条件下发生氧化还原反应。该反应的两种方程式是MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ =Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O;(4) 在溶液中存在水解平衡:TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,水解反应是吸热反应。当加入热水升高温度后,促进盐的水解,水解平衡正向移动,会生成更多的H2TiO3,从而促使物质的转化。(5)①在原来的溶液中含有Fe3+,以以KSCN溶液为指示剂,此时溶液是红色,其中存在平衡:Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3.随着铝粉的不断加入,c(Fe3+)不断降低,平衡逆向移动,红色逐渐变浅,当滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2溶液时,溶液变为血红色且半分钟内不褪色,则说明达到终点;②根据电子转移数目相等可得关系式:3TiO2+~Al~3Fe3+.n(Fe3+)="0.1mol/L×0.03L×5=0.015mol." n(TiO2+)=" 0.015mol," 所以待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是c(TiO2+)= 0.015mol÷0.01L=1.50mol/L.
(1)已知:25℃时,一些弱电解质的电离常数如下:NH3·H2O:1.77×10—5 H2CO3:4.3×10—7(第一步电离)。则:NH4HCO3溶液显 性 。
(2)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈 性,醋酸体积 (填“>”、“<”、“=”)氢氧化钠溶液体积。
(3)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c mol/L的A溶液的pH=10,A溶液呈碱性的原因是(用离子方式程式表示)________________
(4)污水中含有Hg2+,用难溶的FeS作为沉淀剂可使Hg2+转化为HgS而除去,该反应能进行的依据是: ;有人认为加入FeS作为沉淀剂还可以起到净化水的作用,请您运用所学知识解释
(5)已知Ksp(AB2)=4.2×10-8,Ksp(AC)=3.0×10—15。在AB2、AC均为饱和的混合液中,测得c(B—)=1.6×10—3 mol·L-1,则溶液中c(C2—)为 mol/L。
正确答案
(1)(1分)碱
(2)(1分)中性,(1分)>
(3)(2分)Bn-+H2OHB(n-1)-+OH-
(4)Ksp(HgS)
(5)(2分)1.83×10—13
试题分析:(1)NH3·H2O:1.77×10—5 H2CO3:4.3×10—7(第一步电离),这说明了碳酸氢根离子的水解程度比铵根离子更加弱,所以其水解程度较大,故NH4HCO3溶液显碱性;2)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,根据电荷守恒可以得到:c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)+ c(H+),因为c(CH3COO-)=c(Na+),所以 c(OH-)=c(H+),故混合后溶液呈中性,醋酸体积>氢氧化钠溶液体积;(3)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c mol/L的A溶液的pH=10,说明了B离子发生了水解,其离子方程式为Bn-+H2OHB(n-1)-+OH-;(4)污水中含有Hg2+,用难溶的FeS作为沉淀剂可使Hg2+转化为HgS而除去,该反应能进行的依据是:Ksp(HgS)
c(C2—)=Ksp(AC)/c(A2+)=3.0×10—15/1.64×10—2=1.83×10—13mol·L-1。
点评:本题考查了盐类水解,电荷守恒、溶度积的计算,这些知识是高考考查的重点和难点,本题有一定的综合性,难度适中。
水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:
(1)Pb(NO3)2溶液中,________2(填“>”“=”或“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
增加,可能的原因是________________________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有__________,pH=9时主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
上表中除Pb2+外,该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是________。
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过要发生的反应程中主为:2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+则脱铅的最合适pH范围为( )
A.4~5 B.6~7 C.9~10 D.11~12
正确答案
(1)> Pb2+与Cl-反应,Pb2+浓度减少
(2)Pb2+、Pb(OH)+、H+ Pb(OH)++OH-Pb(OH)2
(3)Fe3+ (4)B
试题分析:(1)因为Pb(NO3)2是一种强酸弱碱盐,在水溶液中存在如下水解平衡:2H2O+Pb2+Pb(OH)2+2H+,使c(Pb2+)减小,所以
;滴入氯化铵溶液后,Pb2+与Cl‾反应生成难溶的PbCl2,所以Pb2+浓度减少。
(2)pH=8时,曲线上1、2、3表示的物质共存,所以此时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有Pb2+、Pb(OH)+和H+。pH=9时,曲线2、3表示的物质共存,由图可知Pb(OH)2的浓度分数比Pb(OH)+的大,所以主要反应是生成Pb(OH)2,离子方程式为:Pb(OH)++OH-Pb(OH)2。
(3)分析比较表中所给数据可知Cu2+、Mn2+、Cl-的浓度都降低不到原浓度的1/2,而Fe3+却降低为原浓度的1/3,故对Fe3+的去除效果最好。
(4)由所给平衡可知,要使脱铅效果好,铅应以Pb2+的形式存在,pH<7,而c(H+)增大时2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+又会向逆反应方向移动,c(H+)不宜过大,所以脱铅最适宜的pH为6~7。
(1)AgNO3的水溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示): ;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以 (填“促进”、“抑制”)其水解。
(2)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,充分反应后溶液呈中性,则反应后溶液存在的离子有 ,其浓度由大到小的顺序为 ,氨水的浓度a 0.01 mol·L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)用已知浓度的NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞为指示剂,造成测定结果偏高的原因可能是
正确答案
⑴Ag++ H2O AgOH +H+ 抑制
⑵OH-、H+、NH4+、Cl- c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-) >
⑶AB
试题分析:(1)银离子在水溶液中可发生水解,有氢离子生成,所以溶液显酸性。硝酸中会存在大量的氢离子,所以可以抑制硝酸银的水解(2)产物是氯化铵和水,所以溶液中会存在氢氧根离子、氢离子、铵根离子、氯离子。主要产物是氯化铵,而铵根离子会发生水解生成氢氧根离子,而从题意可知溶液呈中性,所以排序为
(16分) 硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。
查阅资料 ①BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃;②2B+6HCl△2BCl3↑+3H2↑;③硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。
设计实验 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:
请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,而且不需要加热,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式: _____。
(2)E装置的作用是 。如果拆去B装置,可能的后果是 。
(3)实验中可以用一个盛装 (填试剂名称)的干燥管代替F和G装置,使实验更简便。
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式: ;实验室保存三氯化硼的注意事项是 。
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是 (填序号).
①先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯
②先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯
③同时点燃A、D处酒精灯
(6)请你补充完整下面的简易实验,以验证制得的产品中是否含有硼粉:取少量样品于试管中,滴加浓 (填化学式)溶液,若有气泡产生,则样品中含有硼粉;若无气泡产生,则样品中无硼粉。
正确答案
(1) 2MnO4-+10Cl-+16H+ = 2Mn2++8H2O+5Cl2↑
(2)冷却和收集三氯化硼 ;硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气,加热氢气与氯气的混合气体,易发生爆炸;(3)碱石灰 ;(4)BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑ 密封保存
(5) ① ;(6)NaOH
试题分析:(1)在A装置中用高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生反应可以制取氯气,反应的方程式为:2MnO4-+10Cl-+16H+ = 2Mn2++8H2O+5Cl2↑。(2)由于浓盐酸有挥发性,所以在氯气中含有HCl气体,用饱和NaCl溶液除去HCl杂质,用浓硫酸进行干燥,在D中发生反应:3Cl2+2B2BCl3;在 E装置的作用是冷却和收集三氯化硼 ;如果拆去B装置,可能会发生反应2B+6HCl△2BCl3↑+3H2↑,在D中加热氢气与氯气的混合气体,易发生爆炸;后果是多余的氯气用NaOH溶液吸收。为防止倒吸及BCl3水解在E与G之间连接一个盛有浓硫酸的装置。在实验中也可以用一个盛装碱石灰的干燥管代替F和G装置,使实验更简便。(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,该反应的化学方程式是BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑;因此在实验室保存三氯化硼的注意事项要密封保存,防止受潮水解。(5)①先点燃A处酒精灯,待整套装置中都充满Cl2后再点燃D处酒精灯,使之发生反应。正确。②若先点燃D处酒精灯,这时B就与装置中的空气发生反应得到B2O3,再点燃A处酒精灯也不能产生BCl3了。错误。③同时点燃A、D处酒精灯也会导致产生B2O3,影响制备BCl3。(6)由于B的性质与Al相似,既能与强酸反应,也能与强碱反应放出氢气,所以取少量样品于试管中,滴加浓NaOH溶液,若有气泡产生,则样品中含有硼粉。
以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入一定量的试剂反应,过滤后结晶。
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的Mg(OH)2,充分反应,过滤后结晶。
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤后结晶。
请回答下列问题:
(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果,Fe2+、Fe3+都被转化为 而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择 为宜。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为 。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是 (填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
正确答案
(1)氢氧化铁 (2)氨水
(3)2Fe3++3Mg(OH)2=3Mg2++2Fe(OH)3
(4)A、C、D、E
①中为了不引入杂质离子,应加入氨水使Fe3+沉淀,而不能用NaOH溶液。②中根据溶解度表可明确Mg(OH)2能较容易转化为Fe(OH)3,因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2可除去Fe3+,然后将沉淀一并过滤。③中利用高价阳离子Fe3+极易水解的特点,据题意可知调节溶液的pH=4可使Fe3+沉淀完全,为了不引入杂质离子,因此可使用CuO、Cu(OH)2、CuCO3等调节溶液的pH。
已知NaHCO3溶液呈弱碱性,则:
(1)溶液中各离子浓度大小顺序为_________________。
(2)由物料守恒可得c(Na+)=______________________。
(3)由电荷守恒可得c(Na+)+_________=________________。
正确答案
(1)Na+>>OH->H+>
(2)c(H2CO3)+c()+c(
)
(3)c(H+)c(OH-)+c()+2c(
)
在NaHCO3溶液中:NaHCO3====Na++H++
其中c1(H+)=c(),
+H2O
H2CO3+OH-
其中c1(OH-)=c(H2CO3),H2OH++OH-
其中c2(H+)=c2(OH-)
根据电荷守恒:c(Na+)+c1(H+)+c2(H+)=c余()+2c(
)+c1(OH-)+c2(OH-)
令c(H+)=c1(H+)+c2(H+),c(OH-)=c1(OH-)+c2(OH-),故有:
c(Na+)+c(H+)=c()+2c(
)+c(OH-)
根据物料守恒有:c总()=c余(
)+c(
)+c(H2CO3),因为c(Na+)=c总(
),故有c(Na+)=c(
)+c(
)+c(H2CO3)
将0.1mol·L-1的下列物质的溶液:①NaOH②Ba(OH)2③H2SO4④CH3COOH⑤Na2CO3⑥Na2SiO3⑦NaHCO3⑧NaHSO4⑨NaCl⑩NH4Cl11Al2(SO4)312NH3·H2O,按pH由小到大的顺序排列为。
正确答案
③⑧④11⑩⑨⑦⑤⑥12①②
应将上述物质分类,有:强酸、弱酸、水解呈酸性的盐、中性盐、水解呈碱性的盐、弱碱、强碱,再进行比较。
某盐的化学式XmYn为最简结构(m≠n),将一定量的盐溶于足量水时:
(1)若测得溶液的pH为5,则该盐与水反应的离子方程式可能为:__________________。
(2)若测得该盐溶液的pH为9,则该盐与水反应的离子方程式可能为:_______________。
(3)若X、Y为同周期的短周期元素,XmYn溶于水时,有白色沉淀产生,又有无色气体放出,则XmYn溶于水的化学方程式为:______________________________。
正确答案
(1)Xn++nH2OX(OH)n+nH+
(2)Ym-+H2OHY(m-1)-+OH-
(3)Al2S3+6H2O====2Al(OH)3↓+3H2S↑
盐在水中能完全电离:XmYn====Xn++Ym-
(1)溶液的pH=5,说明该盐为强酸弱碱盐,因此Xn+发生水解,Xn++nH2OX(OH)n+nH+。
(2)溶液的pH=9,说明该盐为强碱弱酸盐,因此Ym-发生水解,Ym-+H2OHY(m-1)-+OH-
(3)据有关现象可知盐溶于水时能发生水解且相互促进。X、Y为同周期的短周期元素,故反应为:Al2S3+6H2O====2Al(OH)3↓+6H2S↑。
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