高中化学盐类水解的应用试题

(18分)C、N、S是重要的非金属元素，按要求回答下列问题：
（1）烟道气中含有的CO和SO₂是重要的污染物，可在催化剂作用下将它们转化为S（s）和CO₂，此反应的热化学方程式为______________________________________。
已知：CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g) △H=－283.0kJ·mol^－1；S(s)+O₂=SO₂(g)  △H=－296.0 kJ·mol^－1
（2）向甲、乙两个均为1L的密闭容器中，分别充入5mol SO₂和3mol O₂，发生反应：2 SO₂ (g)＋O₂ (g)2 SO₃ (g)  △H＜0。甲容器在温度为T₁的条件下反应，达到平衡时SO₃的物质的量为4.5mol；乙容器在温度为T₂的条件下反应，达到平衡时SO₃的物质的量为4.6mol。则T₁________T₂(填“＞”“＜”)，甲容器中反应的平衡常数K=___________。
（3）如图所示， A是恒容的密闭容器，B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温，关闭K₂，分别将1 mol N₂和3mol H₂通过K₁、K₃充入A、B中，发生的反应为N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，起始时A、B的体积相同均为a L。

①下列示意图正确，且既能说明A容器中反应达到平衡状态，又能说明B容器中反应达到平衡状态的是___。

②容器A中反应到达平衡时所需时间t s，达到平衡后容器的压强变为原来的5/6，则平均反应速率v(H₂)=____。
（4）将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中，完全反应后三溶液中NH₄⁺离子浓度分别为c₁、c₂、c₃，则三者浓度大小的关系为_______ (用c₁、c₂、c₃和＞、＜、＝表示)。已知醋酸铵溶液呈中性，常温下CH₃COOH的Ka＝1×10^－5 mol·L^－1，则该温度下0.1 mol·L^－1的NH₄Cl溶液的pH为_________。

对气体的转化与吸收的研究，有着实际意义。
（1）一定条件下，工业上可用CO或CO₂与H₂反应生成可再生能源甲醇，反应如下：
3H₂(g)+CO₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)    △H₁=-49.0KJ/mol     K₁（Ⅰ）
2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)           △H₂=-90.8KJ/mol    K₂（Ⅱ）
则CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)的△H₃=     KJ/mol和K₃=      （用K₁和K₂表示）
（2）在一定温度下，将0．2mol CO₂和0．8mol H₂充入容积为2L的密闭容器中合成CH₃OH（g）。
5min达到平衡时c(H₂O)=0.025mol/L，则5min内v(H₂)= _______mol/（L·min）。下图图像正确且能表明该反应在第5min时一定处于平衡状态的是______。

若改变某一条件，达到新平衡后CO₂的浓度增大，则下列说法正确的是_______。
a．逆反应速率一定增大    b．平衡一定向逆反应方向移动
c．平衡常数不变或减小    d．CO₂的物质的量可能减小
（3）反应II可在高温时以ZnO为催化剂的条件下进行。实践证明反应体系中含少量的CO₂有利于维持ZnO的量不变，原因是_________（写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明；已知高温下ZnO可与CO发生氧化还原反应）。
（4）实验室里C1₂可用NaOH溶液来吸收。室温下，若将一定量的C1₂缓缓通入0．2mol/L NaOH溶液中，恰好完全反应得溶液A，反应过程中水的电离程度________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），_________。溶液B为0．05mol/L的（NH₄）₂SO₄溶液，则A、B两溶液中c(ClO^－)、c(Cl^－)、c(NH₄^＋)、c(SO₄^2-)由大到小的顺序为_________（已知：室温下HClO的电离常数Ka=3.2×10^-8， NH₃·H₂O的电离常数Kb=1.78×10^-5）。

铁及其化合物有着广泛用途。
（1）将饱和三氯化铁溶液滴加至沸水中可制取氢氧化铁胶体，写出制取氢氧化铁胶体的化学方程式                                              。
（2）含有Cr₂O₇^2-的废水有毒，对人畜造成极大的危害，可加入一定量的硫酸亚铁和硫酸使Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，该反应的离子方程式为                            。然后再加入碱调节溶液的pH在6-8 之间，使Fe³⁺和Cr³⁺转化为Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀而除去。
（3）铁镍蓄电池又称爱迪生蓄电池，放电时的总反应为Fe+Ni₂O₃+3H₂O=Fe(OH)₂+2Ni(OH)₂，充电时阳极附近的pH             (填：降低、升高或不变)，放电时负极的电极反应式为               。
（4）氧化铁是重要的工业原料，用废铁屑制备氧化铁流程如下：

①铁屑溶于稀硫酸温度控制在50～80⁰C的主要目的是                     。
②写出在空气中煅烧FeCO₃的化学方程式为                                 。
③FeCO₃沉淀表面会吸附S0₄^2-,需要洗涤除去。
洗涤FeCO₃沉淀的方法是                                                 。
判断沉淀是否洗净的方法是                                              。

(14分)氨是重要的化工原料，可以制尿素等多种产品
（1）合成氨所用的氢气可以甲烷为原料制得，有关化学反应的能量变化如下图所示。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合亚铜溶液来吸收原料氕中CO，其反应原理为：
[Cu(NH₃)₂CH₃COO](l)＋CO(g)＋NH₃(g)[Cu(NH₃)₃]CH₃COO·CO(l)  H＜0，吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是    (填写选项编号)。
A．高温、高压     B．高温、低压
C．低温、低压     D．低温、高压
（3）氨气制取尿素[CO(NH₂)₂]的反应为：2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)+H₂O(g) △H<0，某温度下，向容器为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。该温度下次反应的平衡常数K为      。

（4）取两个相同的恒容容器，保持相同温度，并加入等量的CO₂气体，根据实验数据绘制出(NH₃)随时间(t)变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则____(填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高，判断的依据是         。
（5）已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数(25 ℃)如下表：

现有常温下0．1 mol·L^－1的(NH₄)₂CO₃溶液，
①该溶液呈       性(填“酸”、“中”、“碱”)，原因是           。
②该(NH₄)₂CO₃溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是           。
A．c(NH₄^＋  )＞c(CO₃^2－)＞c(HCO₃^－ )＞c(NH₃·H₂O)
B．c(NH₄^＋  )＋c(H^＋)=c(HCO₃^－ )＞c(OH^－)＋ c(CO₃^2－)
C．c(HCO₃^－ )＋c(H₂CO₃)＋ c(CO₃^2－)="0.1" mol·L^－1
D．c(NH₄^＋  )＋c(NH₃·H₂O)=2c(CO₃^2－)＞2c(HCO₃^－ )＋ 2c(H₂CO₃)

25℃时在10 mL 0.1mol·L^—1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1 mol·L^—1HCl溶液20 mL，溶液中部分含碳微粒的物质的量随溶液pH的变化如图所示。下列说法不正确的是

A．HCl溶液滴加一半时，溶液pH>7

B．当溶液的pH=8时，溶液中NaHCO3的物质的量浓度为0.1mol·L^—1

C．0.1 mol·L^—1Na2CO3溶液中c(Na^+)+c(H^+)=c(OH^—)+2c(CO3^2—)+c(HCO3^—)

D．在M点：c(Na^+)>c(CO3^2—)=c(HCO3^—)>c(OH^—)>c(H^+)

高铁酸钾(K₂FeO₄)是一种绿色氧化剂，在许多领域展现出广阔的应用前景。
（1）湿法制备K₂FeO₄:在KOH溶液中，用KClO直接氧化Fe(NO₃)₃即可制得K₂FeO₄。该反应的离子方程式为_________________________________。
（2）测定K₂FeO₄:样品纯度：i．称取样品mg，加入到盛有过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)₄]溶液的锥形瓶中充分反应；ii．将所得铬酸钠(Na₂CrO₄)溶液酸化；iii.在所得Na₂Cr₂O₇溶液中加入8—9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂，用c  mol·L^-1(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V mL。整个过程中发生的反应如下：
ⅰ._Cr(OH)₄^-+_FeO₄^2- +__=__Fe(OH)₃(H₂O)₃↓+__CrO₄^2-+__
ⅱ.2CrO₄^2- + 2H⁺=Cr₂O₇^2- + H₂O；
ⅲ.Cr₂O₇^2- + 6Fe²⁺ + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O
①配平方程式i；
②利用上述数据计算该样品的纯度为________________（用含字母的代数式表示）。
（3）高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图所示：

①pH=2.2时，溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________；为获得尽可能纯净的高铁酸盐，pH应控制在______________。
②已知H₃FeO₄^＋的电离常数分别为：
当PH=4时，溶液中=___________。
③向pH=6的高铁酸盐溶液中加入KOH溶液，发生反应的离子方程式为______________。
（4）某新型电池以金属锂为负极，K₂FeO₄为正极，溶有LiPF₆的有机溶剂为电解质。工作时Li^＋通过电解质迁移入K₂FeO₄晶体中，生成K₂Li₂FeO₄。该电池的正极反应式为______________.

25℃下，向20 mL 0.1 mol·L^-1H₂A溶液中滴加0.1 mol·L^-1NaOH溶液，有关粒子物质的量的变化如图所示。下列有关说法正确的是

下表是在相同温度下三种酸的一些数据，下列判断正确的是

酸	HX	HY	HZ
浓度（mol/L）	0.12	0.2	0.9	1	1
电离度	0.25	0.2	0.1	0.3	0.5
电离常数	K1	K2	K3	K4	K5

A．在相同温度，从HX的数据可以说明：弱电解质溶液，浓度越低，电离度越大，且K₁＞K₂＞K₃=0.01
B．室温时，若在NaZ溶液中加水，则c（Z^－)/ [c（HZ)• c（OH^－)]的比值变小，若加少量盐酸，则比值变大
C．等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合液，c（X^－)+c（Y^－)－2c（Z^－)=2c（HZ)－c（HX)－c（HY)，且c（Z^－)<c（Y^－)<c（X^－)
D．在相同温度下，K₅＞K₄＞K₃

根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论不正确的是

A．图l表示常温下向体积为10 mL 0. 1 mol•L^－1NaOH溶液中逐滴加入0. 1 mol•L^－1CH3COOH液后溶液的pH变化曲线，则b点处有:c（CH3COOH）+c（H^+）=c（OH^-）

B．图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中I表示醋酸．II表示盐酸，且溶液导电性：c＞b>a

C．图3表示H2与O2发生反应过程中的能量变化，H2的然烧热为285. 8kJ mol^－1

D．由图4得出若除去CuSO4洛液中的Fe^3^＋，可采用向溶掖中加入适量CuO，调节溶液的PH至4左右

已知:常温下浓度为0．1 mol·L^-1的下列溶液的pH如表:

溶质	NaF	NaClO	Na2CO3
pH	7．5	9．7	11．6

下列有关说法正确的是。
A．在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序：H₂CO₃＜HClO＜HF
B．若将CO₂通入0．1 mol·L^-1Na₂CO₃溶液中至溶液中性，则溶液中2 c （CO₃²ˉ）+ c （HCO₃ˉ）= 0．1 mol·L^-1
C．根据上表，水解方程式ClOˉ+ H₂OHClO + OHˉ的平衡常数K≈10ˉ^7．6
D．向上述NaClO 溶液中通HF气体至恰好完全反应时：c（Na⁺）＞c（Fˉ）＞c（H⁺）＞c（HClO）＞c（OHˉ）

下列说法错误的是
①NaHCO₃溶液加水稀释，c(Na⁺)/c(HCO₃^－)的比值保持增大
②浓度均为0.1 mol/L的Na₂CO₃、NaHCO₃混合溶液：2c(Na⁺)=3[c(CO₃^2－)+c(HCO₃^－)]
③在0.1 mol/L氨水中滴加0.l mol/L盐酸，恰好完全中和时溶液的pH=a，则由水电离产生的c(OH^－)=l0^－a mol/L
④向0.1mol/LNa₂SO₃溶液中加入少量NaOH固体，c(Na⁺)、c(SO₃^2－)均增大
⑤在Na₂S稀溶液中，c(H⁺)=c(OH^－)+c(H₂S)+c(HS^－)

A．①④

B．②④

C．①③

D．②⑤

SO₂、NO是大气污染物。吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

（1）装置Ⅰ中生成HSO₃^－的离子方程式为                            。
（2）含硫各微粒（H₂SO₃、HSO₃^－和SO₃^2－）存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。

①下列说法正确的是        （填字母序号）。
a．pH=8时，溶液中c(HSO₃^－) < c(SO₃^2－)
b．pH=7时，溶液中c(Na⁺) =c(HSO₃^－)+c(SO₃^2－)
c．为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4～5左右
②向pH=5的NaHSO₃溶液中滴加一定浓度的CaCl₂溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：                          。
（3）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺氧化的产物主要是NO₃^－、NO₂^－，写出生成NO₃^－的离子方程式             。
（4）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。

①生成Ce⁴⁺的电极反应式为                    。
②生成Ce⁴⁺从电解槽的        （填字母序号）口流出。
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^－的浓度为a g·L^-1，要使1 m³该溶液中的NO₂^－完全转化为NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂        L（用含a代数式表示，计算结果保留整数）.

下列溶液或浊液中，关于离子浓度的说法正确的是

A．一定浓度的氨水加水稀释的过程中，c(NH4^+)/ c(NH3·H2O)的比值减小

B．浓度均为0.1 mol·L^－1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液中：c(CO3^2^－)＜ c(HCO3^－)，且3c(Na^＋)＝2[c(CO3^2^－)＋c(HCO3^－+ c(H2CO3)]

C．0.2 mol·L^－^1的醋酸（CH3COOH）溶液与0.1 mol·L^－^1NaOH溶液等体积混合后：c(CH3COO^－) + 2c(OH^－)＝c(CH3COOH) + 2c(H^+)

D．常温下，已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10^－10，Ksp(Ag2Cr2O4)＝2.0×10^－12，则Ag2CrO4悬浊液中的c(Ag^＋)一定小于AgCl悬浊液中的c(Ag^＋)

研究表明丰富的CO₂完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳 源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO₂累积所产生的温室效应，实现CO₂的良性循环。
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂和H₂在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________。

a．容器中压强不变       
b．H₂的体积分数不变
c．c（H₂）=3c（CH₃OH）       
d．容器中密度不变
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol[	平衡量/mol	达到平衡所需 时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K=           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值______（填具体值或取值范围）。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正  V_逆（填“<”，“>”，“=”）。
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l） ＋ 3O₂（g） ＝ 2CO₂（g） ＋ 4H₂O（g）   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO （g）+ O₂（g） ＝ 2CO₂（g）  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H₂O（g） ＝ H₂O（l）  ΔH＝－44.0 kJ／mol
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）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0.01mol·L^-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系              ；
（5）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________；

氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥，是一种用途广泛的化工原料。（1）下表是当反应器中按n（N₂）:n（H₂）=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是       。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是      （填字母）。
A．及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率
B．加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率
C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）= K（Q） >K（N）
③M点对应的H₂转化率是              。
（2）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用氨水吸收法处理尾气。
①当氨水中所含氨的物质的量3mol，吸收标准状况下44.8 L SO₂时，溶液中的溶质为            。
②NH₄HSO₃溶液显酸性。用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是   （填字母）。
a．c（NH₄^＋） = 2c（SO₃^2－） ＋ c（HSO₃^－）
b．c（NH₄^＋）> c（SO₃^2-）> c（H⁺）= c（OH^-）
c．c（NH₄^＋）+ c（H⁺）= c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
（3）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择      （填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液。
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是                。
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池正极的电极反应方程式是                                   。