- 化学反应与能量
- 共8781题
常温下,向25 mL 0.1 mol/L MOH溶液中逐滴加入0.2 mol/L HA溶液,曲线如图所示(体积变化忽略不计)。回答下列问题:
(1)写出MOH在水溶液中的电离方程式
(2)MOH与HA恰好完全反应时,溶液呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”),理由是(用离子方程式表示)__ _____;此时,混合溶液中由水电离出的c(H+)__ _ 0.2 mol/L HA溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”“<”或“=”)。
(3)写出B点混合溶液中各离子浓度的大小关系_________ _;
(4)D点时,溶液中c(A-)+c(HA)________2 c(M+)(填“>”“<”或“=”);若此时测得混合溶液的pH = 3,则 c(HA) + c(H+) = __________mol/L(数字表达式,不必具体算出结果)
正确答案
(11分) (1)MOH=M+ + OH-(若写可逆号扣1分)(2分)
(2)碱(1分) A- + H2O HA + OH-(2分) > (1分)
(3)[M+] = [A-]>[H+]=[OH-] (2分)
(4) = (2分) 0.05 + 10-11 (若只写0.05不得分)(2分)
试题分析:(1)根据图像可知,当加入13mlHA时,HA是过量的,但溶液显中性,这说明MOH一定是强碱,而HA是弱酸,则MOH在水溶液中的电离方程式为MOH=M+ + OH-。
(2)由于HA是弱酸,MOH是强碱,则MOH与HA恰好完全反应时,生成的MA水解,溶液呈碱性,水解方程式是A- + H2O HA + OH-。HA是弱酸,抑制水的电离,而水解促进水的电离,所以混合溶液中由水电离出的c(H+)>0.2 mol/L HA溶液中由水电离出的c(H+)。
(3)B点溶液显中性,则根据电荷守恒可知[M+]=[A-]>[H+]=[OH-]。
(4)D点溶液中的溶质是MA和HA,且二者的浓度是相等的,所以根据物料守恒可知,c(A-)+c(HA)=2 c(M+)。有电荷守恒可知c(A-)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),则c(HA) + c(H+)=c(OH-)+ c(M+)=10-11+0.05。
点评:该题是中等难度的试题,试题贴近高考,综合性强,试题基础性强,侧重能力的培养和解题方法的指导,主要是考查学生分析和解决问题的能力,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。该题的关键是明确溶液中离子的几种守恒关系,即电荷守恒、物料守恒及质子守恒。
下图是用0.1000 mol·mol—1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置。请回答:
(1)仪器A的名称是 。
(2)某次滴定前、后盛放盐酸滴定管中液面的位置如上图所示。读数:
滴定前为 mL,滴定后为 mL 。
(3)实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。 根据表中数据计算出的待测NaOH溶液的平均浓度是 (保留四位有效数字)。
(4)如果用酚酞做指示剂,试判断到达滴定终点的实验现象是_____________ 。
正确答案
⑴ 酸式滴定管 (2分) ⑵ 0.80 22.80 (各1分)(有效数字不对,不给分)
⑶ 0.1100 mol·L-1(1分)(有效数字不对,不给分)
⑷溶液褪成无色,且半分钟内不变色(3分)(半分钟内不变色没答上扣1分)
试题分析:(1)根据仪器A的构造特点可知,仪器A的名称是酸式滴定管。
(2)滴定管的刻度自上而下逐渐增大,且读数到0.01ml,所以根据滴定管中液面可知,滴定前为0.80mL,滴定后为22.80ml。
(3)根据表中数据可知,三次实验中消耗盐酸的体积分别是22.02ml、22.00ml、21.98ml,所以消耗盐酸体积的平均值是(22.02ml+22.00ml+21.98ml)÷3=22.00ml,因此待测NaOH溶液的平均浓度是。
(4)碱能使酚酞试液显红色,而酸不能使酚酞试液变色,所以滴定终点时的实验现象是溶液褪成无色,且半分钟内不变色。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。该题基础性强,主要是考查学生对中和滴定实验原理的熟悉掌握程度,以及灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
( 12分)
(1)二甲醚燃料电池的正极反应式为 。电池在放电过程中,负极周围溶液的pH 。(填“增大”、“减小” 或“不变”)
(2)以上述电池为电源,通过导线电解池相连。两极为石墨,电解质溶液为1L
0.1mol/LKCl溶液,写出电解总反应的离子方程式为 。
(3)室温时,按上述(2)电解一段时间后,取25mL上述电解后溶液,滴加0.2mol/L醋酸得到右图(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。
①若图中的B点pH=7,则滴定终点在 区间(填 “AB”、“BC”或“CD”)。
B点溶液中离子浓度大小为 。
②D点溶液中C(HAc) C(Ac_ )(填> 、< 或= )。
正确答案
(12分)(1)O2+4H++4e-=2H2O 减小
(2)2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
(3)①AB c(CH3COO-)=c(K+>c(H+)=c(OH-) ②<
(1)原电池中负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应。再氧气在正极通入,二甲醚在负极。所以正极的电极反应式是O2+4H++4e-=2H2O,负极电极反应式是CH3OCH3+3H2O=2CO2+12e-+12H+,因此电池在放电过程中,负极周围溶液的pH减小。
(2)惰性电极电解氯化钾溶液时,阳极是氯离子放电生成氯气,阴极是氢离子放电生成氢气,所以总的反应式是2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。
(3)①醋酸是弱酸,因此当醋酸与氢氧化钾恰好反应时,生成的醋酸钾水解,溶液显碱性。由于B点pH=7,所以滴定终点在AB之间;溶液显中性,根据电荷守恒定律可知,此时在B点离子浓度大小顺序是c(CH3COO-)=c(K+>c(H+)=c(OH-)。
②根据图像可知,氢氧化钾的浓度是0.1mol/L,所以D点溶液中含有的溶质是醋酸和醋酸钾。由于溶液显酸性,这说明醋酸的电离程度大于醋酸钾的水解程度,因此c(HAc)<c(Ac_)。
(16分)草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,主要用作还原剂和漂白剂。草酸的盐可用作碱土金属离子的广谱沉淀剂。
(1)40 ℃时混合一定体积的0.1mol/L H2C2O4溶液与一定体积0.01mol/L酸性KMnO4溶液,填写表中空格。
(2)用甲基橙作指示剂,通过酸碱滴定可测定草酸溶液浓度。甲基橙是一种常用的酸碱指示剂,甲基橙(用化学式HIn表示)本身就是一种有机弱酸,其电离方程式为:HInH++In—。则酸根离子In—的颜色是 。甲基橙的酸性与草酸相比, (填前者强、前者弱、十分接近、无法判断)。
(3)常温下有pH均为3的盐酸和草酸溶液各10 ml,加水稀释,在答题卷上画出稀释过程中两种溶液中c(H+)变化的示意图并作必要的标注。
(4)常温下MgC2O4的Ksp=8.1×10-5,已知当溶液中某离子的浓度≤10-5 mol/L时可认为该离子已沉淀完全。现为了沉淀1 L0.01 mol/LMgCl2溶液中的Mg2+,加入100 mL0.1 mol/L的(NH4)2C2O4溶液,通过计算判断Mg2+是否已沉淀完全。
(5)(NH4)2C2O4溶液因NH4+水解程度稍大于C2O42-而略显酸性,0.1 mol/L(NH4)2C2O4溶液pH值6.4。现有某未知溶液,常温下由水电离出的c(H+)=1.0×10-5mol/L,该溶液pH可能是 (填字母)。
A.5 B.6 C.7 D.9
正确答案
(1)40 s (2分)
(2)黄色 前者弱(各2分)
(3)如图(3分,起点、终点各1分,斜率1分)
(4)MgCl2与(NH4)2C2O4恰好完全反应,但有
MgC2O4(s)Mg2+(aq)+C2O42-(aq),c(Mg2+)·c(C2O42-)=Ksp=8.1×10-5,
而c(Mg2+)=c(C2O42-),
c(Mg2+)=(8.1×10-5)-1/2=9×10-3 mol/L>10-5 mol/L
故Mg2+未沉淀完全。(4分)
(5)ABCD (3分,选对1个得1分,选对2个得2分,选对3个以上得3分)
(1)反应速率与反应物的浓度有关,与反应物的物质的量多少无关,草酸和高锰酸钾的浓度并没有发生变化,而且温度也没有改变,所以反应速率是不变的,即褪色时间是不变的。
(2)甲基橙的变色范围是3.1~4.4,小于3.1时显红色,大于4.4时显黄色。根据甲基橙的电离方程式可知,当溶液碱性增强时平衡是向正反应方向移动的,所以该酸根的颜色是显黄色的。因为草酸钠溶液水解显碱性,此时甲基橙显黄色。若草酸的酸性弱于甲基橙的,则在草酸溶液中甲基橙显黄色,所以通过颜色的变化无法判断滴定终点。因此草酸的酸性要强于甲基橙的,这样在滴定过程中颜色才能发生变化。
(3)盐酸是强酸,草酸是弱酸,存在电离平衡,所以在稀释过程中盐酸中氢离子的浓度始终小于草酸中氢离子的浓度。但当无限稀释时二者的PH均要无限接近7。
(4)1 L0.01 mol/LMgCl2溶液中的Mg2+的物质的量是0.01mol,100 mL0.1 mol/L的(NH4)2C2O4溶液的物质的量也是0.01mol,即二者恰好反应。根据溶解平衡MgC2O4(s)Mg2+(aq)+C2O42-(aq)可知c(Mg2+)·c(C2O42-)=Ksp=8.1×10-5
因为c(Mg2+)=c(C2O42-),所以c(Mg2+)=(8.1×10-5)-1/2=9×10-3 mol/L>10-5 mol/L
故Mg2+未沉淀完全。
(5)常温下由水电离出的c(H+)=1.0×10-5mol/L,说明该溶液中水的电离是被促进的,若只有阳离子水解,则溶液显酸性,即此时溶液的pH为5。若只有阴离子水解,则溶液显碱性,此时溶液中的c(OH-)=1.0×10-5mol/L,则溶液中的c(H+)=1.0×10-9mol/L所以溶液的pH是9。若溶液阴离子和阳离子同时都水解。若阳离子的水解程度大于阴离子的水解程度,则溶液显碱性;若阳离子的水解程度小于阴离子的水解程度,则溶液显酸性;阳离子的水解程度和阴离子的水解程度相同,则溶液显中心,所以选项A、B、C、D均正确。
(6分)25℃时,体积为Va、pH=α的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH=b的某一元强碱溶液混合后恰好完全反应。若Va>Vb,且α=0.4b,请填写下列空白:
(1)a可否等于2?(填“可”或“否”)__________。
(2)a可否等于4?(填“可”或“否”)__________。
(3)a的取值范围是_____________________。
正确答案
略
(14分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4++6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.5 g。
步骤Ⅱ 将样品溶解在250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)上述操作步骤Ⅱ是否正确________(填“是”或“否”);若不正确,请改正_______________________________________________。(若正确,此空不填)
(2)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察________。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,溶液最终变成____________色。
(3)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。
正确答案
⑴否;将样品溶解在小烧杯中,冷却后转移至容量瓶中。
⑵①偏高 ②无影响 ③B ④红色 ⒀18.85﹪
试题分析:(1)容量瓶不能直接溶解物质配制溶液,所以操作错误。应该将样品溶解在小烧杯中,冷却后转移至容量瓶中。
(2)①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后需要再用NaOH溶液润洗,否则相当于NaOH溶液被稀释,滴定消耗的体积会偏高,测得样品中氮的质量分数也将偏高。 ②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,虽然水未倒尽,但待测液中的H+ 的物质的量不变,则滴定时所需NaOH标准溶液中的氢氧化钠的物质的量就不变,也就是无影响。③注意观察颜色变化,确定滴定终点。 ④待测液为酸性,酚酞应为无色,当溶液转为碱性时,溶液颜色变为粉红(或浅红)。
(3)标准溶液的体积应取三次实验的平均值,
首先确定滴定时所用的NaOH标准溶液为(20.01+19.99+20.00)/3=20.00mL
根据题意中性甲醛溶液一定是过量的,而且1.500g 铵盐 经溶解后,取了其中1/10进行滴定,即0.15g,滴定结果,溶液中含有H+(含(CH2)6N4H+)共0.02´0.1010=0.00202mol
根据反应式,每生成4molH+(含(CH2)6N4H+),会消耗NH4+4mol
所以共消耗NH4+0.00202mol
其中含氮元素0.00202´14=0.02828g
所以氮的质量分数为0.02828/0.15´100%=18.85%
点评:本题考查了中和滴定实验的原理以及操作步骤(①准备:洗涤→检漏→润洗→注液→调液→读数。 ②滴定:移液(放液)→滴加指示剂→滴定终点→读数→重复2~3次→计算(取平均值)。
滴定实验是化学学科中重要的定量实验。
请回答下列问题:
(1)酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作造成测定结果偏高的是 (填选项字母)
A.滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确。
B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
(2)氧化还原滴定——取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol·L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中记录了实验数据:
①滴定时,KMnO4溶液应装在 (填“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是
②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________。
(3)沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。
参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是 (填选项字母)。
A.NaCl B.NaBr C.NaCN D.Na2CrO4
正确答案
21.(10分,每空2分)
(1)CD (见错不得分)
(2)①酸;锥形瓶中溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色;②0.2 mol·L-1
(3)D
试题分析:(1)A.滴定终点读数时俯视读,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=
分析,可知c(标准)偏小,故A错误;B.锥形瓶水洗后不能用未知液洗涤,对结果无影响,错误;C.酸式滴定管使用前,水洗后未用标准盐酸润洗,标准盐酸物质的量浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=分析,可知c(待测)偏大,故C正确;D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=
分析,可知c(标准)偏大,故D正确。(2)①因为KMnO4具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,故应用酸式滴定管盛装;因KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时,再滴加KMnO4溶液时,溶液将由无色变为紫色;②设草酸的浓度为c,
2KMnO4 + 5H2C2O4
2 5
20×10-3 L×0.1mol·L-1 25×10-3 L×c
解得c="0.2" mol·L-1
(3)若用AgNO3去滴定NaSCN溶液,可选用的滴定指示剂的物质的溶解度应比AgSCN大,且现象明显,应为Na2CrO4。
(20分)(1) 25℃时,在酸性、碱性、中性溶液中,C(H+)·C(OH-)= 。
某温度下纯水中的C(H+)= 2×10-7mol/L,则此时溶液中的C(OH-)= mol/L;若温度不变,滴入稀盐酸,使c(H+)= 5×10-4mol/L,则溶液中C(OH-)= mol/L,pH= .
(2) 室温下取0.2 mol·L-1HCl溶液与0.2 mol·L-1 MOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,试回答以下问题:
① 混合溶液中水电离出的c(H+)________0.2mol·L-1 HCl溶液中水电离出的c(H+);(填“>”、“<”、或“=”)
② 求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Cl-)-c(M+)=__________ mol·L-1 c(H+)-c(MOH) =__________ mol·L-1
(3) 室温下如果取0.2 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明MOH的电离程度________MCl的水解程度。(填“>”、“<”、或“=”),溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______________________。
(4)室温下,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得溶液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是
正确答案
(20分,每空2分)(1)10-14 ;2×10-7mol/L ; 8×10-11mol/L , 8×10-11mol/L(各2分)
(2) ①>(2分) ② 9.9×10-7(2分) 1.0×10-8(2分)、
(3)<(2分) c(Cl-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-) (2分)
略
(1)室温下PH=2的某强酸稀释100倍,PH=_____,PH=12的某强碱稀释100倍,PH=____
(2)室温下,PH=2的HCl与PH=12的氨水等积混合后,溶液的PH___7(填>,<或=),原因是 _______________________________________________________________________________
(3)室温下,0.01mol/L的HCl与0.01mol/L的氨水混合后,溶液的PH___7(填>,<或=),原因是_______________________________________________________________________
(4)室温下,将PH=5的H2SO4溶液稀释10倍C(H+):C(SO42-)=_________
将稀释后的溶液再稀释100倍,C(H+):C(SO42-)=_________
(5)MOH和ROH两种一元碱的水溶液分别加水稀释时,PH变化如右图:下列叙述中正确的是()
A:MOH是一种弱碱
B:在x点,MOH完全电离
C:在x点C(M+)=C(R+)
D:稀释前ROH溶液中C(OH-)是MOH溶液中C(OH-)的10倍
正确答案
(1) 4 , 10 (
2) > , 反应后剩
余大量氨水,氨水电离使溶液呈碱性(3) < , 生成的NH4Cl水解使溶液呈酸性NH4++H2O
NH3·H
2O+H+ (4)2:1 , 20:1 (5)B
略
(16分)常温下,在20.0mL 0.20mol/LCH3COONa溶液中滴加0.20mol/L的稀盐酸。溶液的PH值的变化关系如右图所示。
(1) a >7.0的理由是(用离子方程式表示)
(2)如图,当加入稀盐酸的体积为V1mL时,溶液的pH值
刚好为7.0。此时溶液中c(Cl-) c(CH3COOH)
(填<、>或=)。简要写出判断依据
。
(3)当加入的盐酸的体积为20.0mL时,测定溶液中的c(H+)为1.3×10-3 mol/L,求CH3COOH的电离平衡常数Ka(设混合后的体积为二者的体积之和,计算结果保留两位有效数字)。
正确答案
(16分)
(1)CH3COO- + H2OCH3COOH + OH- (3分)
(2)(6分) =" " (2分)
根据电荷守恒有:c(OH- ) + c(Cl- ) + c(CH3COO- ) = c(H+) + c(Na+) 由于溶液的pH=7,c(OH- ) = c(H+),所以c(Cl- ) + c(CH3COO- ) = c(Na+) (2分);
而根据物料守恒有:c(CH3COO H) + c(CH3COO- ) =" " c(Na+) (1分)
所以有c(CH3COO H) = c(Cl- ) (1分)
(3)解:当加入盐酸的体积为20.0mL时,两种物质刚好完全反应,生成c(CH3COOH) =" 0.10mol/L " (1分)
CH3COOH CH3COO- + H+ (2分)
c(平) 0.1 1.3×10-3 1.3×10-3 (1分)
略
某食用白醋是由醋酸与纯水配制而成,用0.1000 mol/L NaOH溶液准确测定其中醋酸的物质的量浓度。以下为某同学列出的实验步骤(未排序),请回答下列问题。
E.用待测醋酸清洗锥形瓶2~3次
F.排气泡使滴定管尖嘴充满溶液,把滴定管固定好
G.滴定管检漏,用水清洗所有仪器,备用
H.通过酸式滴定管向锥形瓶注入20.00 mL待测醋酸,并加入2-3滴指示剂
(1)用离子方程式表示该实验的原理 。
(2)从上述实验步骤中选出正确的并按操作先后排序。你的实验顺序为:(用字母
表示) 。
(3)实验室常用的酸碱指示剂有甲基橙、石蕊和酚酞,你选择的指示剂是________,
理由是_______________________________________________________________ ;
滴定终点的现象是______________________________________________________。
(4)某同学实验后得到的数据如下:
原白醋中醋酸的物质的量浓度为____________mol/L(结果保留4位有效数字)。
(5)分析下列操作对测定结果的影响,用“偏低”、“偏高”或“不影响”填空。
①滴定前碱式滴定管充满溶液,滴定后尖嘴处有气泡_______;
②读取标准溶液体积时,滴定前平视,滴定后仰视________。
正确答案
(1)CH3COOH + OH- = CH3COO- + H2O (2)G→D→A→F→B→H→C
(3)酚酞,两者恰好完全中和生成醋酸钠,其水溶液呈碱性,必需选择在碱性范围变色且颜色容易判断的酚酞作指示剂判断滴定终点;无色溶液变浅红色且半分钟内不褪色(4) 0.07500 (5)①偏低 ②偏高
试题分析:氢氧化钠与醋酸生成醋酸钠和水,醋酸是弱酸,书写离子方程式时不能拆开。滴定时操作步骤为:滴定管查漏→水洗→润洗→注液、调节液面→排气泡、记录刻度→注入待测液→滴定至终点读数。醋酸与氢氧化钠溶液完全中和后生成醋酸钠溶液,呈碱性,所以应选择在碱性范围内变色的指示剂(酚酞),终点的现象是当滴加最后一滴氢氧化钠溶液时,溶液变为浅红色且30s不褪色。五次实验消耗氢氧化钠溶液体积分别为15.75mL、15.00mL、14.98mL、15.02mL、15.00mL,其中15.75mL误差太大,应舍弃,所以氢氧化钠溶液体积平均为15.00mL,氢氧化钠溶液浓度为0.1mol/L,醋酸体积为20.00mL,由n(NaOH)=n(CH3COOH)得醋酸物质的量浓度为0.07500mol/L。滴定前碱式滴定管充满溶液,滴定后尖嘴处有气泡,则氢氧化钠溶液体积偏小,醋酸浓度偏小;读取标准溶液体积时,滴定前平视、滴定后仰视,则氢氧化钠溶液体积偏大,醋酸浓度偏大。
点评:滴定时,锥形瓶不能待装液体润洗。分析误差时,关键是分析滴定管中氢氧化钠溶液的体积,若氢氧化钠溶液体积偏大,则所测醋酸浓度偏大。
(8分) 25℃时,若体积为Va、pH=a 的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va>Vb和a=0.5b。则:
(1) a值可否等于3 (填“可”或“否”) ,其理由是 。
(2) a值可否等于5(填“可”或“否”) ,其理由是 。
(3)a 的取值范围 。
正确答案
)(1)否,a=0.5b时,若a=3,b=6,不合题意;
(2)可,若a=5,则b=10,强酸中c(H+)=10-5 mol·L-1,强碱中c(OH-)=10-4 mol·L-1,根据恰好中和可得10-5 mol·L-1Va=10-4 mol·L-1Vb,Va / Vb=10>1,符合。 (3) 14/3<a<7
考查溶液pH计算。
(1)若a=3,则b=6,25℃是碱溶液的pH应该是大于7的,所以a不可能等于3。
(2)若a=5,则b=10,强酸中c(H+)=10-5 mol·L-1,强碱中c(OH-)=10-4 mol·L-1,根据恰好中和可得10-5 mol·L-1Va=10-4 mol·L-1Vb,Va / Vb=10>1,所以符合条件。
(3)由于b<14,所以a<7。因为恰好反应,所以10-a mol·L-1Va=10b-14 mol·L-1Vb,解得Va / Vb=>1,解得a>14/3。所以a的取值范围是14/3<a<7。
酸是化学中重要的一类物质,人们对酸的认识是逐步加深的。
⑴ 1887年,阿仑尼乌斯提出了电离理论,在水溶液中能电离出H+的为酸,电离出OH‑离子的为碱。比较水溶液中,下列阴离子的共扼酸的酸性大小_____________________(填序号)
⑵ 1905年,弗兰克提出了溶剂酸碱理论。该理论认为凡是在溶剂中产生该溶剂的特征阳离子的溶质叫酸,产生该溶剂的特征阴离子的溶质叫碱。试判断液NH3中加入Li3N后酸碱性变化情况,并结合方程式解释
⑶ 1923年布朗斯特提出了质子理论。认为凡是能够给出质子的物质都为酸,接受质子的物质为碱。有电子总数相同的三种微粒,它们既是质子酸又是质子碱,且分别为阴离子、中性分子和阳离子,它们是__________________________
⑷ 质子理论提出的同年,路易斯提出了电子理论,凡是接受电子对的为酸,给出电子对的为碱。NH3和NF3的均为路易斯碱, 碱性更强的是_____ __ ,
理由是____________ _______
⑸ 1966年第一个超强酸被偶然发现,通常由质子酸和路易斯酸混合。用SbF5与氟磺酸反应后,可得到一种超强酸H[SbF5(OSO2F)]。写出该超强酸在氟磺酸中的电离方程式。
正确答案
⑴ (2)>(3)>(1) (2分)
⑵ 碱性增加,2NH3 NH4+ + NH2—
NH3 + N3- = HN2- + NH2-或2NH3 + N3- = 3NH2-(2分)
⑶ HS-,H2O2,N2H5+ (全对给2分,其他合理结论也给分)
⑷ NH3 F的吸电子能力强,使N上电子云密度降低(2分,各1分)
⑸ H[SbF5(OSO2F)]+HSO3F = H2SO3F++ [SbF5(OSO2F)]- (2分)
⑴ 共轭酸酸性的强弱,可以从共轭碱的稳定性来判断,共轭碱越稳定,其共轭酸的酸性越强,反之越弱。在-O=的对位,-NO2是吸电子基团,能使-O-的负电荷分散,因而稳定性增强,所以⑵的共轭酸的酸性最强;-OCH3是推电子基团,不利于-O-负电荷的分散,因此该共轭碱最不稳定,所以⑴的共轭酸的酸性最弱。
综上所述,共轭酸的大小顺序为⑵>⑶>⑴。
⑵ 根据溶剂理论,在NH3(l)中,NH2-是最强的碱,由于Li3N的碱性比LiNH2的碱性还要强,因此在NH3(l)中,会发生拉平效应,从而使液NH3的碱性增强。这个过程相当于在水溶液中,最强的碱是OH-,比OH-强的碱都会发生水解,生成OH-,同时水溶液的碱性增强。
⑶ 既是质子酸,又是质子碱,这类物质在质子理论中又称为两性物质。比如H2O就是最简单的两性分子,HCO3-是最常见的两性阴离子。但是题目中要求的是电子数相同的三种微粒,在10电子物质中,不可能同时存在这些微粒,因此要考虑18e-微粒。两性分子为H2O2,阴离子为HS-——这两种微粒显而易见,阳离子可以为质子化的N2H4。其实此题最关键的是掌握高中阶段要求同学们掌握的10e-、18e-结构的微粒。
⑷ 质子酸和路易斯酸形成的超酸是众多超酸中的一种,它是由质子酸电离后生成的酸根离子作为配体与路易斯酸形成稳定的配位化合物,从而使混合物的酸性增强。。在本题中,SbF5是路易斯酸(因为Sb有空的轨道),HSO3F是质子酸(HSO3FFSO3-+H+),所以FSO3-以氧原子作为配体与SbF5的Sb形成配位键,即[SbF5(OSO2F)]-。由于该酸的酸性比HSO3F的酸性还要强,因此,该超酸在氟磺酸中提供质子,变成了[SbF5(OSO2F)]-,氟磺酸得质子,形成H2SO3F+。
Ⅰ.在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如下图所示,试回答下列问题:
(1)该合成路线对于环境保护的价值在于 。
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因 。
(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5 kJ/mol、△H=-285.8 kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
Ⅱ.将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
(4)该反应的焓变△H 0,熵变△S 0(填>、<或=)。
(5)用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。
(6)若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜 g。
正确答案
(1)有利于防止温室效应 (2分)
(2)HOCH2CH2NH2+H2O HOCH2CH2NH3++OH- (2分)
(3)CO2(g)+3 H2(g)= CH3 OH(l)+ H2O(l) △H=-131.9kJ/mol (3分)
(4)< (1分),< (1分)
(5) CH3 OCH3 -12e-+16 OH-=2CO32-+11 H2O (3分 )
(6)9.6(2分 )
试题分析:(1)氢气与二氧化碳合成甲醇,减少了二氧化碳的排放,有利于防止温室效应
(2)HOCH2CH2NH2水解使溶液呈碱性,发生的离子方程式为HOCH2CH2NH2+H2O HOCH2CH2NH3++OH-
(3)根据盖斯定律,将甲醇与氢气的燃烧热化学方程式作相应调整,得△H=-285.8 kJ/mol×3-(-725.5 kJ/mol)=-131.9kJ/mol,所以合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3 H2(g)= CH3 OH(l)+ H2O(l) △H=-131.9kJ/mol
(4)随温度升高,二氧化碳的转化率降低,说明升温平衡向逆向移动,正反应方向为放热反应,△H<0,反应物气体的总物质的量是8mol,生成物气体的总物质的量是4mol,所以△S<0;
(5)该电池负极是甲醚发生氧化反应,碱性介质中生成碳酸根离子,电极反应式为CH3 OCH3 -12e-+16 OH-=2CO32-+11 H2O
(6)0.5min甲醚的通入量是0.025mol,转移电子是0.3mol,根据得失电子守恒,Cu2++2e-=Cu,最终得0.15mol铜,其质量是9.6g。
(8分)室温下,将1.00mol/L盐酸滴入20.00mL 1.00mol/L氨水中,溶液pH和温度(0C)
随加入盐酸体积变化曲线如右图所示。
(1)下列有关说法正确的是___________
A.a点由水电离出的C(H+)=10-14mol/L
B.b点:
C.c点:C(Cl-)=C(NH4+)
D.d点后,容易温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
(2)在滴加过程中,水的电离程度的变化是先 后 (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)在下表中,分别讨论了上述实验过程中离子浓度的大小顺序,对应溶质的化学式和
溶液的pH。试填写表中空白:
正确答案
(1)C(2分)
(2)增大(1分) 减小 (1分)
(3)①NH4Cl、NH3·H2O (1分)
②C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)(1分)
=0.5mol/L(1分)
③NH4Cl、HCl (1分)
略
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