- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(12 分)(每空2分)CH3COOH是中学化学中常用的一元弱酸,请回答下列问题:
(1)若分别将pH=2的盐酸和醋酸稀释100倍,则稀释后溶液的pH:盐酸 醋酸(填“>”、“=”或“<”)。
(2)将100mL 0.1mol·L-1的CH3COOH溶液与50mL 0.2mol·L-1的NaOH溶液混合,所得溶液呈 性,原因 (用离子方程式表示)。
(3)已知某混合溶液中只含有CH3COO-、H+、Na+、OH-四种离子,且离子浓度大小关系为:c(CH3COO-)> c(H+)> c(Na+)> c(OH-),则该溶液中含有的溶质为 。
(4)已知Ka(CH3COOH)= 1.76×10-5,Ka(HNO2)= 4.6×10-4,若用同浓度的NaOH溶液分别中和等体积且pH相等的CH3COOH和HNO2,则消耗NaOH溶液的体积关系为:
前者 后者(填“>,<或=”)
(5)已知25℃时,0.1mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入少量醋酸钠晶体,发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠呈碱性,所以溶液的pH增大;乙同学给出另外一种不同于甲同学的解释,请你写出乙同学可能的理由
正确答案
(1)> (2)碱 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(2分)
(3)CH3COOH和CH3COONa (4) >
(5)CH3COOHCH3COO-+H+,因醋酸钠电离,使CH3COO-浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,H+浓度下降,pH增大。
强酸稀释100倍,PH=4,弱酸稀释PH<4;生成强碱弱酸盐,水解显碱性。(3)显酸性,醋酸过量,为CH3COOH和CH3COONa,(4)酸的电离度越小酸性越弱,pH相等的CH3COOH和HNO2,醋酸的浓度更大,消耗的碱醋酸要多些。
(5)CH3COOHCH3COO-+H+,因醋酸钠电离,使CH3COO-浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,H+浓度下降,pH增大。
(10分)
Ⅰ 浓度为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,试回答:
(1)三种溶液中c(H+)依次为a mol·L-1,b mol·L-1,c mol·L-1,其由大到小的顺序是________。
(2)完全中和一定量NaOH溶液时,需上述三种酸的体积依次是V1L、V2L、V3L,其大小关系为__________________________________。
(3)与锌反应开始时产生氢气的速率分别为v1、v2、v3,其由大到小的顺序是________。
Ⅱ c(H+)相同的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,试回答:
(1)三种溶液均加水稀释至体积为原来的10倍, c(H+)依次为a mol·L-1,b mol·L-1,c mol·L-1,其由大到小的顺序是_______。
(2)三种溶液体积相同时,同时加入相同的锌,若产生相同物质的量的氢气,所需时间分别为t1、t2、t3,其大小关系是___________.
正确答案
Ⅰ⑴bac ⑵V1=2V2=V3 ⑶bac Ⅱ⑴c>a="b" ⑵t1=t2>t3
试题分析:Ⅰ.
(1)盐酸c(H+)=0.1mol/L、硫酸c(H+)=0.2mol/L、醋酸c(H+)<0.1mol/L,故b>a>c。
(2)浓度相同的醋酸,盐酸,硫酸,三者的溶液中H+浓度关系为硫酸>盐酸>醋酸,因为硫酸为二元酸,H+浓度为盐酸电离出H+浓度的2倍,而醋酸为弱酸,部分电离所以H+浓度是最小的,但总的H+的浓度关系为盐酸=醋酸<硫酸,盐酸和硫酸为强酸完全电离,所以中和NaOH所需的酸的体积关系为醋酸=盐酸>硫酸,即V1=2V2=V3。
(3)与锌反应,反应速率与溶液中的H+的浓度有关,H+的浓度关系为硫酸>盐酸>醋酸,所以初始反应速率关系为硫酸>盐酸>醋酸,即v2>v1>v3。
Ⅱ.
(1)三种溶液均加水稀释至体积为原来的10倍, 盐酸、硫酸是强电解质完全电离,所以c(H+)都减小为原来的1/10,醋酸是弱电解质,加水稀释会有部分氢离子又电离处理,所以c(H+)不会减小到原来的1/10。故c(H+) 由大到小的顺序是c>a=b。
(2)三种溶液体积相同时,同时加入相同的锌,若产生相同物质的量的氢气,所需时间由于盐酸、硫酸c(H+)相等。所以t1=t2。醋酸是弱电解质,只有部分氢离子电离出来。随着反应的进行,会继续电离出氢离子。所以醋酸c(H+)会比盐酸、硫酸c(H+)大。故醋酸反应所需时间最短。t1=t2>t3。
点评:本题注意把握醋酸的部分电离对c(H+)的影响。
在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸(以下填空分别用a、b、c表示)
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是 。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。
(3) 将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是 。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
(5)当c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,则开始时反应速率的大小关系为 。
正确答案
(10分)(每空2分) (1)b>a>c(2)b>a=c(3)c>a=b(4)c>a=b(5)a=b=c
试题分析:(1)醋酸是弱酸,盐酸是强酸,硫酸是二元强酸,所以当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是b>a>c。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,盐酸和醋酸的物质的量相同,消耗等量的氢氧化钠。硫酸的物质的量最多,消耗的氢氧化钠最多,则中和NaOH的能力由大到小的顺序是b>a=c。
(3)醋酸在稀释过程中会继续电离出氢离子,所以将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是c>a=b。
(4)此醋酸是弱酸,在氢离子浓度相同的条件下,醋酸的物质的量最多,生成的氢气最多,则当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是c>a=b。
(5)开始反应时溶液中氢离子的浓度相同,所以反应速率是相同,即a=b=c。
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,贴近高考,紧扣教材基础知识。注重对学生能力的培养,注重培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于调动学生的学习兴趣,也有助于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。该题的关键是明确弱电解质的电离平衡特点以及外界条件对电离平衡的影响,然后结合题意灵活运用即可。
某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。
实验一:配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol/L的醋酸溶液,用0.2 mol/L的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对稀释后醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.2 mol/L醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、________和________。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.2000 mol/L的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
则该醋酸溶液的准确浓度为__________(保留小数点后四位)。
实验二:探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25°C时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:
回答下列问题:
(3)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是
____________________________________________________
(4)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸浓度的减小,醋酸的电离程度________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)实验三:该同学用pH计测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH,该同学的实验目的是:____________________________________________
正确答案
(1)胶头滴管 250 mL容量瓶 (2)0.200 0 mol/L
(3)0.010 0 mol/L醋酸的pH大于2(或醋酸稀释10倍时,pH的变化值小于1,合理即可) (4)增大
(5)探究温度对醋酸电离程度的影响
(1)配制一定物质的量浓度的溶液时用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶。
(2)由于第3次实验的数据差别太大,舍去,则消耗NaOH溶液的体积为: mL=20.00 mL,则c(CH3COOH)=0.200 0 mol/L。
(3)由表中数据知,0.010 0 mol/L醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时,pH的变化值小于1,可以得出醋酸是弱电解质。
(4)从表中的数据知,随着醋酸浓度的减小,醋酸的电离程度增大。
(5)用pH计测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH的目的是:探究温度对醋酸电离程度的影响。
(16分)钠及其化合物具有广泛的用途。
(1)工业上制备金属钠的常用方法是 (用离子方程式表示)。
(2)用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2、CO2为原料可组成新型电池。该电池的结构如图所示:
正极的电极反应式为 ,电池工作时物质A可循环使用,A物质的化学式为 。
(3)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表:
上述盐溶液的阴离子中,结合H+能力最强的是 ,根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L-1下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是 (填序号)。
a.HCN b.HClO c.CH3COOH d.H2CO3
(4)实验室中常用NaOH来进行尾气处理、洗气和提纯。
①常温下,当300 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液吸收4.48 L(折算成标准状况)SO2时,所得溶液pH>7,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
②已知几种离子开始沉淀时的pH如下表:
当向含相同浓度Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加某浓度的NaOH溶液时, (填离子符号)先沉淀,Ksp[Fe(OH)2] Ksp[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”)。
正确答案
(1)2Na++2Cl-电解2Na+Cl2↑ (2)O2+4e-+2CO2===2CO CO2 (3)CO
c
(4)①c(Na+)>c(HSO)>c(SO
)>c(OH-)>c(H+) ②Cu2+ <
试题分析:(1)钠是活泼的金属,工业上用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠,反应的离子方程式为2Na++2Cl-电解2Na+Cl2↑。
(2)该燃料电池中,通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为2CO-4e-+2CO32-═4CO2,通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2CO2═2CO32-,因此循环使用的物质A应该是CO2。
(3)越容易水解的盐,越容易结合氢离子,相同浓度的钠盐溶液,pH越大则盐的水解程度越大,所以最易水解的盐是碳酸钠,所以最容易结合氢离子的阴离子是CO32-;浓度相同的酸稀释相同的倍数后,酸性越强的酸其pH变化越大,HCN、HClO、CH3COOH、H2CO3四种酸的酸性大小顺序是CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN,所以溶液的pH变化最大的是醋酸,故选c。
(4)①氢氧化钠和SO2的物质的量分别是0.3mol和0.2mol,则反应方程式可表示为3NaOH+2SO2=Na2SO3+NaHSO3+H2O。所得溶液pH>7,这说明亚硫酸钠的水解程度大于亚硫酸氢钠的电离程度,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSO)>c(SO
)>c(OH-)>c(H+)。
②铜离子开始沉淀的pH值最小,因此首先出现的是氢氧化铜沉淀。亚铁离子开始沉淀的pH值小于镁离子开始沉淀的是pH值,因此Ksp[Fe(OH)2] <Ksp[Mg(OH)2]。
(12分)
Ⅰ下列物质属于强电解质的是 (填序号)①BaCO3②浓硫酸③Al(OH)3④(NH4)2CO3⑤CH3COOH⑥C6H6⑦SO3⑧CsOH⑨H2S⑩Fe(OH)3
Ⅱ(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最理想的是
A. KMnO4 B. H2O2 C. Cl2水 D. HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶1×10-5 mol·L-1度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为 ,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为 ,通过计算确定上述方案 (填“可行”或“不可行”)
正确答案
Ⅰ①④⑧ Ⅱ(1)B CD (2)4 3.3 可行
试题分析:I强电解质包含强酸强健和大部分的盐,所以①④⑧属于强电解质。
II(1)Fe2+完全水解的pH为9.6,Fe3+完全水解的pH为3.2,所以要加氧化剂将Fe2+氧化成Fe3+除去,氧化时不能引入杂质,所以选择H2O2做氧化剂。调节溶液的pH时,为了不引入其他杂质,选择铜的碱性化合物,如CuO、Cu(OH)2、CuCO3等。
(2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+) c(OH-)2,当溶液中c(Cu2+)="3.0" mol·L-1可求得c(OH-)=10-10mol/L,所以溶液的pH=4。Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+) c(OH-)3,当溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol·L-1,可求得c(OH-)=2×10-11mol/L,所以pH为3.3,因此方案可行。
点评:要熟练掌握Ksp的计算方法。
(12分)已知某二元酸(化学式用H2RO4表示)在水中的电离方程式为:
H2RO4=H++HRO4-;HRO4H++ RO42-回答下列问题:
(1)NaHRO4溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是?
(用离子方程式和必要的文字说明)。
(2)Na2RO4溶液湿 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是?
(用离子方程式表示)
(3)如果25℃时,0.1 mol/L的NaHRO4溶液中,c(RO42-)=0.029 moL/L,则0.1mol/L H2RO4溶液中c(RO42-) 0.029 mol/L(填“<”、“>”或“=”),理由是 。
(4)25℃时,0.1 mol/L的NaHR04溶液中,各离子浓度由大到小的顺序是 。
正确答案
(1) 酸性 (1分) HRO4—H++RO42—且HRO4—不水解(2分)
(2) 碱性(1分) RO42—+H2O HRO4—+OH— (2分)
(3) < (2分) H2RO4第一步电离产生的H+抑制了第二步电离(2分)
(4) c(Na+) >c(HRO4—)>c(H+)>c(RO42-)>c(OH—) (2分)
略
(7分)已知硫酸在水中的电离方程式是:H2SO4 ═ H+ + HSO4— ; HSO4—
H++SO42—,回答下列问题:
(1)Na2SO4溶液显 (填“酸性”,“中性”或“碱性”)。理由是(用离子方程式表示) 。
(2)在0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列微粒浓度关系正确的有 。
(3)如果25 ℃时,0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液中c(SO42—)="0.029" mol·L-1,则0.1 mol·L-1H2SO4溶液中c(SO42—) 0.029 mol·L-1(填“<”,“>”或“=”),理由是 。
(4)0.1 mol·L-1NaHSO4溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是:
。
(5)如果25 ℃时,0.10 mol·L-1H2SO4溶液的pH="-lg" 0.11, 则25 ℃时,0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO42—)= 。
正确答案
(1)碱性 SO42—+H2OHSO4—+O
H—
(2)BCD(3)<;H2SO4第一步电离产生的H+,抑制了HSO4—的电离
(4)c(Na+)>c(HSO4—)>c(H+)>c(SO42—)>c(OH—)(5)0.010 mol·L-1
略
物质在水溶液中存在的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡,都可看作化学平衡。请根据所学知识回答:
(1)在0.1mo1·L-1的NaHSO3溶液中存在的各种平衡体系为(用离子方程式表示): 、 、 。
已知该溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(HSO)>c(SO
)>c(H2SO3)。则该溶液中c(H+) c(OH-) (填“大于”、“小于”或“等于”),简述理由: .
(2)常温下,某水溶液中存在的离子有:Na+、A—、H+、OH—,若该溶液由0.1mo1.L-1的HA溶液和0.1mol.L-1的NaOH溶液等体积混合而得,则溶液的pH (填“大于”、“小于”或“等于”)7,理由是 。
正确答案
(1) H2OH++OH- ; HSO3-
H++SO32-; HSO3-+H2O
H2SO3+OH- ; 大于; 在NaHSO3溶液中存在HSO3-的电离(HSO3-
H++SO32-)和水解(HSO3-+H2O
H2SO3+OH-),由题给信息c(SO32-)>c(H2SO3)知电离比水解程度大,所以c(H+)>c(OH-) (回答出电离大于水解即可);
(2)大于或等于;若HA是强酸,pH=7,若HA是弱酸,pH>7。
试题分析:(1)在0.1mo1·L-1的NaHSO3溶液中存在的各种平衡体系有电离平衡:H2OH++OH- ; HSO3-
H++SO32-和水解平衡:HSO3-+H2O
H2SO3+OH-。由于在该溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),说明HSO3-电离作用大于水解作用。因为在溶液中在NaHSO3溶液中存在HSO3-的电离(HSO3-
H++SO32-)和水解(HSO3-+H2O
H2SO3+OH-),由题给信息c(SO32-)>c(H2SO3)知电离比水解程度大,所以c(H+)>c(OH-)。(2)若HA为强酸,则c(H+)=c(OH-).溶液显中性,pH=7;若HA为弱酸,则c(H+)
已知25 ℃时弱电解质的电离平衡常数:
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13。
(1)将20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L-1的HSCN溶液分别与0.10 mol·L-1的NaHCO3溶液反应,实验测得产生CO2气体体积(V)与时间t的关系如图所示。
反应开始时,两种溶液产生CO2的速率明显不同的原因是________;反应结束后所得溶液中c(SCN-)________c(CH3COO-)(填“>”、“=”或<)。
(2)2.0×10-3 mol·L-1的氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略调节时体积变化),测得平衡体系中c(F-)、c(HF)与溶液pH的关系如图所示。则25 ℃时,HF电离平衡常数为Ka(HF)=________(列式求值)。
(3)难溶物质CaF2溶度积常数为Ksp=1.5×10-10,将4.0×10-3 mol·L-1 HF溶液与4.0×10-4 mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合,调节溶液pH=4(忽略调节时溶液体积变化),试分析混合后是否有沉淀生成?________(填“有”或“没有”),简述理由:____________________________________________。
正确答案
(1)Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH),溶液中c(H+):HSCN>CH3COOH,
c(H+)大反应速率快 >
(2)=
=4×10-4
(3)有 溶液中离子积Qc=c(Ca2+)·c2(F-)=5.12×10-10>Ksp(CaF2)=1.5×10-10
(1)由Ka(CH3COOH)、Ka(HSCN)的数据知,相同物质的量浓度溶液HSCN的酸性比CH3COOH强,HSCN溶液中c(H+)大,所以反应开始时HSCN溶液与NaHCO3溶液反应的速率快。反应结束后所得两溶液分别为CH3COONa溶液和NaSCN溶液,由于HSCN的酸性比CH3COOH强,则SCN-的水解程度比CH3COO-弱,所以c(SCN-)>c(CH3COO-)。(2)当pH=4时,由图像可知,c(F-)=1.6×10-3 mol·L-1,c(HF)=4.0×10-4mol·L-1,c(H+)=1×10-4mol·L-1,代入Ka(HF)=即可。(3)当pH=4时,溶液中的c(F-)=1.6×10-3 mol·L-1,溶液中c(Ca2+)=2.0×10-4 mol·L-1,溶液中离子积Qc=c(Ca2+)·c2(F-)=5.12×10-10>Ksp(CaF2)=1.5×10-10,故有沉淀产生。
(12分)⑴① NH3 ②SO3 ③Cl2 ④BaSO4 ⑤酒精 ⑥CH3COONH4 ⑦HClO ⑧Cu。
以上物质中属于非电解质的是 ,属于强电解质的是 。
⑵常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是 (填“A”或“B”),设盐酸中加入的Zn质量为m1,醋酸溶液中加入的Zn质量为m2。则m1 m2(填“<”、“=”、“>”)。
⑶在25℃时,有pH为a(a≤6)的盐酸和pH为b(b≥8)的NaOH溶液,取Va L该盐酸,与该NaOH溶液中和,需Vb LNaOH溶液。若a + b>15,则Va∶Vb = (填表达式),且Va Vb(填“>”“<”或“=”)
正确答案
⑴①②⑤;④⑥。 ⑵B;< ⑶Va/Vb=1×10a+b-14; >
(1)溶于水和熔融状态下均不能导电的化合物是非电解质,所以答案是①②⑤。在溶液中能完全电离的电解质是强电解质,因此答案是④⑥。
(2)醋酸是弱电解质,存在电离平衡。在醋酸和锌的反应过程中,醋酸会继续电离出氢离子,所以在pH相等的条件下,醋酸溶液的pH变化程度小,因此B表示的是醋酸。由于在反应过程中醋酸会继续电离出氢离子,所以在pH变化相同的条件下,醋酸消耗的锌要多。
(3)如果盐酸的物质的量大于氢氧化钠的,则盐酸过量,溶液显酸性,反之显碱性。相等则显中性。若二者恰好完全反应时,则Va×10-a=Vb×1×10—14÷10—b,解得Va/Vb=1×10a+b-14。若a + b>15,则Va/Vb>10。
在一定温度下,测得0.1 mol·L-1CH3COOH溶液的PH为3.0。则CH3COOH在水中的电离度为 ,此温度CH3COOH的电离平衡常数为 。
正确答案
1%;10-5。
试题分析:解:(1)根据CH3COOHCH3COO-+H+知,c(H+)等于已经电离的c(CH3COOH),PH为3.0,已经电离的醋酸浓度是1.0×10-3 mol·L-1,α=1×10−3 mol·L-1/0.1 mol·L-1×100%=1%; Ka= C(H+).C(CH3COO−)/ C(CH3COOH) =0.001×0.001/0.1=10-5。
(16分)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体并生成白色不溶物
(1)提出假设
猜想①:白色不溶物可能为___
猜想②:白色不溶物可能为MgCO3
猜想③:白色不溶物可能是碱式碳酸镁
(2)定性实验
(3)定量实验:
称取实验I中所得干燥、纯净的白色不溶物14.2 g,充分加热至不在产生气体为止,并使分解
产生的气体全部通入如下装置中:
①实验测得装置A增重1.8 g,装置B增重4.4 g,则白色不溶物的化学式为_____
②装置C的作用为____,若移除装置C会导致的值___(填“偏大”、“偏小”或“不变”
(4)探究原理
①请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg与饱和NaHC03溶液反应产生大量气泡和白
色不溶物的原因:_______
②250C时,测得Mg与饱和NaHC03溶液反应所得混合体系的pH为10,则该体系中
为(已知
正确答案
(16分)
(1)Mg(OH)2(1分)
(2)①氢气(1分) ②沉淀溶解,产生气泡(2分)
③取实验I中的澄清溶液少许于试管中,加入少量CaCl2溶液(2分)
(3)①MgCO3•Mg(OH)2[或Mg(OH)2•MgCO3或Mg2(OH)2CO3](2分)
②防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置B引起实验误差(2分)
偏大(1分)
(4)①NaHCO3溶液中存在平衡:HCO3‾H++CO32‾;H2O
H++OH‾,Mg和H+反应生成H2和Mg2+,使上述两平衡向右移动,c(CO32‾)、c(OH‾)均增大,Mg2+跟OH‾、CO32‾反应生成难溶物Mg(OH)2•MgCO3(3分)
② 3.8×10-3mol•L‾1(2分)
试题分析:(1)对比猜想②③,可知猜想①白色不溶物可能为Mg(OH)2.
(2)①气体能安静的燃烧,产生淡蓝色火焰,所以该气体为H2。
②结论为白色不溶物中含有MgCO3,所以加入足量稀盐酸,实验现象为:沉淀溶解,产生气泡。
③证明溶液中含有CO32‾,所以现象为产生白色沉淀,所以实验操作为:取实验I中的澄清溶液少许于试管中,加入少量CaCl2溶液。
(3)①装置A增重1.8 g,生成了H2O为0.1mol,装置B增重4.4 g,生成CO2的物质的量为0.1mol,则白色不容物含有等物质的量的Mg(OH)2和MgCO3,所以白色不溶物的化学式为:MgCO3•Mg(OH)2[或Mg(OH)2•MgCO3或Mg2(OH)2CO3]
②装置C中含有碱石灰,能吸收水分和CO2,所以其作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置B引起实验误差;若移除装置C外界,空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置B,而装置B增加的质量为产生的CO2的质量,所以造成测量的MgCO3的质量增大,导致的值偏大。
(4)①NaHCO3溶液中存在两个电离平衡:HCO3‾H++CO32‾;H2O
H++OH‾,加入Mg后,Mg和H+反应生成H2和Mg2+,使上述两平衡向右移动,c(CO32‾)、c(OH‾)均增大,Mg2+跟OH‾、CO32‾反应生成难溶物Mg(OH)2•MgCO3。
②pH为10,则c(OH‾)=10-4mol•L‾1,c(Mg2+)=Ksp[Mg(OH)2]÷c2(OH‾)=1.8×10-11÷(10-4)2=1.8×10-3,c(CO32‾)=" K" sp[MgCO3]÷c(Mg2+)=6.8×10-6÷(1.8×10-3)= 3.8×10-3mol•L‾1sp的计算。
炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]+,其电离出的CN—有毒,CN-与H+结合生成HCN时,其毒性更强。回答下列问题:
1)HCN的电离方程式为______________________NaCN溶液的pH_____7(填“< > =”)
2)与弱电解质的电离方程式相似,[Au(CN)2]+也存在着两步电离,其一级电离方程式为___________________________
3)处理这种废水是在碱性条件下,NaClO将CN—氧化为碳酸根和氮气,其离子方程式为:____________________________________
4)在酸性条件下,ClO—也能氧化CN--,但实际处理废水时却不在酸性条件下进行的原因是_______________________________网
正确答案
略
略
2013年1月27日百度新闻资讯中报道,活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米。云南化工冶金研究所采用湿化学法(NPP-法)制备纳米级活性氧化锌,可用各种含锌物料为原料,采用酸浸出锌,经过多次净化除去原料中的杂质,然后沉淀获得碱式碳酸锌,最后焙解获得活性氧化锌,化学工艺流程如下:
(1)通过________可以检验流程中滤液2中含有Na+。
(2)上述流程图中pH=12的Na2CO3溶液中c(CO32- )=0.50 mol/L,c(HCO3- )=1×10-2 mol/L,则c(Na+)∶c(OH-)=________。
(3)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42- ,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。先加入________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4,然后加入适量KMnO4,Fe2+转化为Fe(OH)3,同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009 mol·L-1,则每升溶液中至少应加入________mol KMnO4。
(4)已知常温下,Cu(OH)2的溶度积常数Ksp=2×10-20。溶液中杂质Cu2+浓度为0.002 mol·L-1,若要生成沉淀,则应调节溶液的pH大于________。
(5)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,“煅烧”在450~500 ℃下进行,“煅烧”反应的化学方程式为:_____________________________________。
正确答案
(1)焰色反应
(2)102 ∶1
(3)Na2CO3 0.003
(4)6
(5)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O===3ZnO+CO2↑+3H2O↑
(1)检验溶液中含有Na+,常用焰色反应。
(2)根据物料守恒,c(Na+)= 2×0.51 mol/L=1.02 mol/L,pH=12,c(OH-)=0.01 mol/L。
(3) 溶解后得到酸性溶液,要调节溶液的pH至5.4,需要升高pH,故应加入Na2CO3 n(Fe2+)= 0.009 mol, 根据电子得失守恒,则n(KMnO4)=0.003 mol。
(4) )根据信息:当c(Cu2+)·[c(OH-)]2=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)=10-8 mol·L-1,pH=6。
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