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简答题

已知25℃时0.01mol•L-1醋酸溶液的pH约为3.向其中加入少量醋酸钠晶体,等晶体溶解后发现溶液的pH增大.对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,增大了c(OH-),因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使 c(H+) 减小,因此溶液的pH增大.(已知:25℃时0.01mol/L的氨水和醋酸的电离程度相同)

(1)你认为上述两种解释中______正确(填“甲”或“乙”)

(2)为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验,向0.01mol/L的醋酸溶液中加入少量下列物质,然后测定溶液的pH______

A.固体CH3COOK B.固体CH3COONH4C.气体NH3  D.固体NaHCO3

(3)若______(填“甲”或“乙”)的解释正确,溶液的pH应______(填“增大”、“减小”或“不变”.)

正确答案

解:(1)醋酸在溶液中存在电离平衡,加入醋酸根离子,平衡逆向移动,抑制了醋酸的电离,使C(H+)减小,因而pH增大,所以乙同学的解释正确;

故答案为:乙;

(2)CH3COONH4溶液中,CH3COO-和NH4+都发生水解,且水解程度相等,CH3COONH4溶液呈中性,将CH3COONH4加入到0.1 mol•L-1醋酸中使pH增大,说明CH3COO-抑制了醋酸的电离,其它物质的水溶液都呈碱性,不能用于证明,

故答案为:B;

(3)CH3COONH4溶液呈中性,加入CH3COONH4,如pH不变,说明是水解的原因,如pH变大,是由于醋酸根离子抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,

故答案为:乙;增大.

解析

解:(1)醋酸在溶液中存在电离平衡,加入醋酸根离子,平衡逆向移动,抑制了醋酸的电离,使C(H+)减小,因而pH增大,所以乙同学的解释正确;

故答案为:乙;

(2)CH3COONH4溶液中,CH3COO-和NH4+都发生水解,且水解程度相等,CH3COONH4溶液呈中性,将CH3COONH4加入到0.1 mol•L-1醋酸中使pH增大,说明CH3COO-抑制了醋酸的电离,其它物质的水溶液都呈碱性,不能用于证明,

故答案为:B;

(3)CH3COONH4溶液呈中性,加入CH3COONH4,如pH不变,说明是水解的原因,如pH变大,是由于醋酸根离子抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,

故答案为:乙;增大.

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简答题

合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义.

(1)常温下氨气极易溶于水,其水溶液可以导电.

①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆过程______

②氨水中水电离出的c(OH-______10-7mol/L(填写“>”、“<”或“=”)

③将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后,溶液中离子浓度由大到依次为______

(2)氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,B在标准状况下为气态.在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气;若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA.

①写出氨气和氟气反应的化学方程式______

②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量为______mol.

(3)Ⅰ在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N2和4mol H2,发生如下反应:

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol达到平衡时,体积为反应前的三分之二.求:

①达到平衡时,N2的转化率为______

②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均>0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同.试比较反应放出的能量:①______②(填“>”、“<”或“=”)

Ⅱ若将2mol N2和4mol H2放入起始体积相同的恒容容器中,在与Ⅰ相同的温度下达到平衡.

③试比较平衡时NH3的浓度:Ⅰ______Ⅱ(填“>”、“<”或“=”).

正确答案

解:(1)①氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子,反应方程式为:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,故答案为:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-

②氨水溶液呈碱性,抑制水电离,所以c(OH-)<10-7mol/L,故答案为:<;  

③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),结合溶液中电荷守恒得c(Cl-)>c(NH4+),所以溶液中离子浓度大小顺序是:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),

故答案为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

(2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=:0.3mol=4:3,根据原子守恒知,生成的另一种物质是NF3

①铜作催化剂条件下,氨气和氟气反应生成氟化铵和三氟化氮,反应方程式为:4NH3+3F2 NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜),

故答案为:4NH3+3F2 NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜);

②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量=1mol(3+3)=6mol,故答案为:6;

(3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,反应后气体减少的物质的量=,根据方程式知,参加反应的氮气的物质的量=混合气体减少的物质的量的一半=1mol,所以氮气的转化率=,故答案为:50%;

②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,平衡时氨气的物质的量相同,由于②中起始含有cmol NH3,故②中反应生成的氨气比①少,①中参加反应的氮气的物质的量较②多,所以放出的热量①>(2),故答案为:>;

③恒容条件下反应,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减小,则压强逐渐减小,抑制平衡向正反应方向移动,所以恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小,故答案为:>.

解析

解:(1)①氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子,反应方程式为:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,故答案为:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-

②氨水溶液呈碱性,抑制水电离,所以c(OH-)<10-7mol/L,故答案为:<;  

③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),结合溶液中电荷守恒得c(Cl-)>c(NH4+),所以溶液中离子浓度大小顺序是:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),

故答案为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

(2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=:0.3mol=4:3,根据原子守恒知,生成的另一种物质是NF3

①铜作催化剂条件下,氨气和氟气反应生成氟化铵和三氟化氮,反应方程式为:4NH3+3F2 NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜),

故答案为:4NH3+3F2 NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜);

②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量=1mol(3+3)=6mol,故答案为:6;

(3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,反应后气体减少的物质的量=,根据方程式知,参加反应的氮气的物质的量=混合气体减少的物质的量的一半=1mol,所以氮气的转化率=,故答案为:50%;

②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,平衡时氨气的物质的量相同,由于②中起始含有cmol NH3,故②中反应生成的氨气比①少,①中参加反应的氮气的物质的量较②多,所以放出的热量①>(2),故答案为:>;

③恒容条件下反应,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减小,则压强逐渐减小,抑制平衡向正反应方向移动,所以恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小,故答案为:>.

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简答题

(2012秋•潍坊校级月考)运用化学反应原理研究溶液的组成与性质具有重要意义.请回答下列问题:

(1)氨水显弱碱性,若用水稀释0.1mol•L-1的氨水,溶液中随着水量的增加而增大的是______(填写序号)

    ②   ③c(H+)和c(OH-)的乘积     ④c(H+

(2)室温下,将0.01mol•L-1 NH4HSO4溶液与0.01mol•L-1烧碱溶液等体积混合,所得溶液中所有离子的物质的量浓度大小关系为______(用具体离子的浓度表达式回答).

(3)已知:25℃时,Ksp(AgCl)=1.6×10-10(mol•L-12,Ksp(AgI)=1.5×10-16(mol•L-12.在25℃条件下,向0.1L0.002mol•L-1的NaCl溶液中逐滴加入O.1L0.002mol•L-1的AgNO3溶液,有白色沉淀生成,从难溶电解质的溶解平衡角度解释产生沉淀的原因是______,向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol•L-1的NaI溶液,观察到白色沉淀转化为黄色沉淀,产生该现象原因是(用离子方程式回答)______

(4)在25℃条件下,将a mol•L-1的醋酸与b mol•L-1的烧碱溶液等体积混合(混合后体积为混合前体积之和),充分反应后所得溶液显中性.则25℃条件下所得混合溶液中醋酸的电离平衡常数为______mol•L-1(用含a、b的式子表示).

(5)用惰性电极电解含有NaHCO3的NaCl溶液,假设电解过程中产生的气体全部逸出,测得溶液pH变化如右图所示.则在0→t1时间内,阳极反应式为______,溶液pH升高比较缓慢的原因是(用离子方程式回答)______

正确答案

解:(1)①由NH3.H2O⇌OH-+NH4+可知,加水促进电离,则c(NH3.H2O)减少,c(OH-)减小,平衡正向移动,所以NH3.H2O分子减小的程度大,减小,故错误;

②由NH3.H2O⇌OH-+NH4+可知,加水促进电离,n(OH-)增大,但溶液的体积增大的多,则c(OH-)减小,c(H+)和c(OH-)的乘积不变,则c(H+)增大,所以增大,故正确;

③因加水稀释时,温度不变,则c(H+)和c(OH-)的乘积不变,故错误;

④由NH3.H2O⇌OH-+NH4+可知,加水促进电离,n(OH-)增大,但溶液的体积增大的多,则c(OH-)减小,c(H+)和c(OH-)的乘积不变,则c(H+)增大,故正确;

故答案为:②④;

(2)NH4HSO4中滴入NaOH溶液,NaOH首先与NH4HSO4电离出的H+作用,因为H+结合OH-的能力比NH4+结合OH-的能量强(原因是产物H2O比NH3•H2O更难电离).当加入等摩尔的NaOH时,正好将H+中和,此时c(Na+)=c(SO42-),但此时溶液中还有NH4+,NH4+水解使溶液呈酸性,则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

故答案为:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

(3)Qc=c(Ag+).c(Cl-)=0.001mol•L-l×0.001mol•L-l=10-6>Ksp(AgCl),所以有沉淀,KSP(AgCl)>KSP(AgI)沉淀转化,所以AgCl会转化为AgI,白色沉淀转化为黄色沉淀,离子反应为AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq),

故答案为:c(Ag+).c(Cl-)>Ksp(AgCl);AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq);

(4)将a mol•L-1的氨水与b mol•L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,

溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=mol/L,混合后反应前c(NH3•H2O)=mol/L,则反应后c(NH3•H2O)=(-)mol/L,

则k===

故答案为:

(5)在0→t1时间内,相当于电解氯化钠溶液,阳极上氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,阴极上氢离子放电,电极反应式为:2H++2e-═H2↑;用惰性电极电解氯化钠溶液时,阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,同时溶液中还有氢氧化钠生成,氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠,离子反应方程式为OH-+HCO3-═H2O+CO32-,所以溶液pH升高比较缓慢,

故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;HCO3-+OH-=CO32-+H2O.

解析

解:(1)①由NH3.H2O⇌OH-+NH4+可知,加水促进电离,则c(NH3.H2O)减少,c(OH-)减小,平衡正向移动,所以NH3.H2O分子减小的程度大,减小,故错误;

②由NH3.H2O⇌OH-+NH4+可知,加水促进电离,n(OH-)增大,但溶液的体积增大的多,则c(OH-)减小,c(H+)和c(OH-)的乘积不变,则c(H+)增大,所以增大,故正确;

③因加水稀释时,温度不变,则c(H+)和c(OH-)的乘积不变,故错误;

④由NH3.H2O⇌OH-+NH4+可知,加水促进电离,n(OH-)增大,但溶液的体积增大的多,则c(OH-)减小,c(H+)和c(OH-)的乘积不变,则c(H+)增大,故正确;

故答案为:②④;

(2)NH4HSO4中滴入NaOH溶液,NaOH首先与NH4HSO4电离出的H+作用,因为H+结合OH-的能力比NH4+结合OH-的能量强(原因是产物H2O比NH3•H2O更难电离).当加入等摩尔的NaOH时,正好将H+中和,此时c(Na+)=c(SO42-),但此时溶液中还有NH4+,NH4+水解使溶液呈酸性,则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

故答案为:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

(3)Qc=c(Ag+).c(Cl-)=0.001mol•L-l×0.001mol•L-l=10-6>Ksp(AgCl),所以有沉淀,KSP(AgCl)>KSP(AgI)沉淀转化,所以AgCl会转化为AgI,白色沉淀转化为黄色沉淀,离子反应为AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq),

故答案为:c(Ag+).c(Cl-)>Ksp(AgCl);AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq);

(4)将a mol•L-1的氨水与b mol•L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,

溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=mol/L,混合后反应前c(NH3•H2O)=mol/L,则反应后c(NH3•H2O)=(-)mol/L,

则k===

故答案为:

(5)在0→t1时间内,相当于电解氯化钠溶液,阳极上氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,阴极上氢离子放电,电极反应式为:2H++2e-═H2↑;用惰性电极电解氯化钠溶液时,阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,同时溶液中还有氢氧化钠生成,氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠,离子反应方程式为OH-+HCO3-═H2O+CO32-,所以溶液pH升高比较缓慢,

故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;HCO3-+OH-=CO32-+H2O.

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简答题

你见过翩翩起舞的鸡蛋吗?请看以下小实验.(已知白醋浓度比普通食醋浓度大)

甲组:一个鸡蛋、一瓶普通食醋、一个玻璃杯.

乙组:一个鸡蛋、一瓶白醋、一个玻璃杯.

操作:(1)将醋倒入玻璃杯内.(2)把鸡蛋放入杯中.(3)仔细观察,刚开始时鸡蛋沉在水底,可是过了一会儿,鸡蛋周围会出现许多小气泡,这些气泡伴着鸡蛋旋转上升,好像鸡蛋在

“跳舞”一样.乙组鸡蛋“舞”的比甲组的要剧烈一些.

同学们根据以上现象提出了推测:醋酸的浓度越大,鸡蛋“舞”的就越剧烈.于是就换用了

冰醋酸(纯净的醋酸).结果鸡蛋在其中却一点也没有“舞”起来.请回答:

(1)写出鸡蛋周围会出现许多小气泡发生的有关离子方程式______

(2)为什么换用了冰醋酸,鸡蛋却一点也没有“舞”起来?______

正确答案

解:(1)鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙,食醋的主要成分为醋酸,在离子反应中均应保留化学式,反应生成醋酸钙、水、二氧化碳,其离子反应为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,

故答案为:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑;

(2)鸡蛋会在醋酸溶液中“跳舞”,是因为醋酸在水溶液中电离出的H+会与鸡蛋壳的主要成分CaCO3发生反应:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑.生成的CO2会“吹”动鸡蛋“跳舞”.醋酸的浓度越大,电离出的H+浓度就会越大,反应就会越快,鸡蛋“舞”的就越剧烈.换用冰醋酸后,由于没有水的存在,醋酸自然也就不会电离出H+,也就没有了CaCO3与H+的反应,鸡蛋因此就“舞”不起来了;

故答案为:换用冰醋酸后,由于没有水的存在,醋酸不会电离出H+,就没有了CaCO3与H+的反应,鸡蛋因此就“舞”不起来了.

解析

解:(1)鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙,食醋的主要成分为醋酸,在离子反应中均应保留化学式,反应生成醋酸钙、水、二氧化碳,其离子反应为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,

故答案为:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑;

(2)鸡蛋会在醋酸溶液中“跳舞”,是因为醋酸在水溶液中电离出的H+会与鸡蛋壳的主要成分CaCO3发生反应:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2↑.生成的CO2会“吹”动鸡蛋“跳舞”.醋酸的浓度越大,电离出的H+浓度就会越大,反应就会越快,鸡蛋“舞”的就越剧烈.换用冰醋酸后,由于没有水的存在,醋酸自然也就不会电离出H+,也就没有了CaCO3与H+的反应,鸡蛋因此就“舞”不起来了;

故答案为:换用冰醋酸后,由于没有水的存在,醋酸不会电离出H+,就没有了CaCO3与H+的反应,鸡蛋因此就“舞”不起来了.

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对于弱酸在-定温度下达到电离平衡时,各粒子的浓度存在一种定量的关系.若在25℃时有HA⇌H++A-,则K=c(H+)•c(A-)/c(HA),式中K为电离平衡常数,只与温度有关,各粒子的浓度为达到平衡时的浓度.下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)

回答下列问题:

(1)K只与温度有关,当温度升高时,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”)

(2)在温度相同时,各弱酸K值不同,那么K值的大小与酸性相对强弱的关系是:______

(3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作是酸,其中酸性最强的是______,最弱的是______

(4)电离平衡常数是用实验的方法测定出来的,现已经测得25℃时c mol/L的CH3COOH的电离度为α(当若电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液中已电离的电解质分子占原来总分子数的百分数叫做该电解质的电离度).试表示该温度下醋酸的电离平衡常数K=______

正确答案

解:(1)弱电解质的电离是吸热反应,升高温度促进弱电解质电离,则生成物浓度增大反应物浓度减小,所以K值增大,

故答案为:增大;

(2)K值越大,酸的电离程度越大,则溶液中氢原子浓度比氢氧根离子浓度更大,所以溶液的酸性越强,

故答案为:K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强;

(3)电离平衡常数越大的酸性越强,越小的酸性越弱,根据表格知,酸性增强的是H3PO4,最弱的是 HS-

故答案为:H3PO4;HS-

(4)醋酸溶液中水电离出的氢离子浓度很小,对于醋酸电离出的氢离子来说水电离出的氢离子可以忽略,所以该溶液中c(CH3COO-)=c(H+)=c αmol/L,溶液中c(CH3COOH)=c(1-α)mol/L,

则电离平衡常数K==

故答案为:

解析

解:(1)弱电解质的电离是吸热反应,升高温度促进弱电解质电离,则生成物浓度增大反应物浓度减小,所以K值增大,

故答案为:增大;

(2)K值越大,酸的电离程度越大,则溶液中氢原子浓度比氢氧根离子浓度更大,所以溶液的酸性越强,

故答案为:K值越大,电离出的氢离子浓度越大,所以酸性越强;

(3)电离平衡常数越大的酸性越强,越小的酸性越弱,根据表格知,酸性增强的是H3PO4,最弱的是 HS-

故答案为:H3PO4;HS-

(4)醋酸溶液中水电离出的氢离子浓度很小,对于醋酸电离出的氢离子来说水电离出的氢离子可以忽略,所以该溶液中c(CH3COO-)=c(H+)=c αmol/L,溶液中c(CH3COOH)=c(1-α)mol/L,

则电离平衡常数K==

故答案为:

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