高中化学盐类水解的应用填空题

常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。工业上由金红石（含TiO₂大于96％）为原料生产钛的流程如下：

（1）TiCl₄遇水强烈水解，写出其水解的化学方程式                   。
（2）①若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是           。
②Cl₂含量检测仪工作原理如下图，则Cl₂在Pt电极放电的电极反应式为       。

③实验室也可用KClO₃和浓盐酸制取Cl₂，方程式为：KClO₃ + 6HCl(浓) =" KCl" + 3Cl₂↑+ 3H₂O。
当生成6.72LCl₂（标准状况下）时，转移的电子的物质的量为     mol。
（3）一定条件下CO可以发生如下反应：4H₂(g)+2CO(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  △H。
①该反应的平衡常数表达式为K=             。
②将合成气以n(H₂)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，下列判断正确的是           （填序号）。

a．△H <0
b．P₁<P₂<P₃
c．若在P₃和316℃时，起始时n(H₂)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％
③采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H₂制备二甲醚（简称DME）。观察下图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为           时最有利于二甲醚的合成。

海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^+	K^+	Ca^2+	Mg^2+	Cl^－	SO4^2^－	HCO3^－
含量/mg∙L^－1	9360	83	160	1100	16000	1200	118

（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：            ，该海水中Ca²⁺的物质的量浓度为__________mol/L 。
（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过，电极均为惰性电极。

① 开始时阳极的电极反应式为                。
② 电解一段时间，    极（填“阴”或“阳”）会产生水垢，其成份为     （填化学式）。
③ 淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如图所示：

该电池电解质为能传导 Li⁺的固体材料。
上面左图中的小黑点表示     （填粒子符号），充电时该电极反应式为       。
（4）利用海洋资源可获得MnO₂ 。MnO₂可用来制备高锰酸钾：将MnO₂与KOH混合后在空气中加热熔融，得到绿色的锰酸钾（K₂MnO₄），再利用氯气将锰酸钾氧化成高锰酸钾。该制备过程中消耗相同条件下氯气和空气的体积比为         （空气中氧气的体积分数按20%计）。

雾霾含有大量的污染物SO₂、NO。工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：


（1）装置Ⅰ中的主要离子方程式为                                     。
（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若是0.1molNaOH反应后的溶液，测得溶液的pH＝8时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                         。
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）写出装置Ⅱ中，酸性条件下反应的离子方程   式              ，              。
（4）装置Ⅲ还可以使Ce⁴⁺再生，其原理如图所示。①生成Ce⁴⁺从电解槽的   (填字母序号)口流出。②写出阴极的反应式                     。
（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)

在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
（1）一定温度下，向1 L 0.1 mol·L^－1CH₃COOH溶液中加入0.1 mol CH₃COONa固体，溶液中
       (填“增大”、“减小”或“不变”)；写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式                               。
（2）土壤的pH一般在4～9之间。土壤中Na₂CO₃含量较高时，pH可以高达10.5，试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因                       。加入石膏(CaSO₄·2H₂O)可以使土壤碱性降低，有关反应的化学方程式为                                。
（3）常温下向20 mL 0.1 mol·L^－1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1 mol·L^－1HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO₂因逸出未画出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如下：

回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2-        (填“能”或“不能”)大量共存；
②当pH=7时，溶液中含碳元素的主要微粒有          、         ，溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为                            ；

(14分)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：

（1）图1是1mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图（a、b均大 于0），且已知: 2CO(g)＋2NO(g)=N₂(g)＋2CO₂(g) △H=－c kJ·mol^－1(c>0)，请写出CO将NO₂还原至N₂时的热化学方程式                           ;
（2）图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时，N₂的浓度随时间的变化曲线(以a、b、c表示）。已知三个条件下起始加入浓度均为：c(N₂)=0.1mol·L^－1， c(H₂)=0.3mol·L^－1;
合成氨的反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H< 0
①计算在a达平衡时H₂的转化率为              ;
②由图2可知，b、c各有一个条件与a不同，则c的条件改变可能是        ; 试写出判断b与a条件不同的理由                          ;
（3）利用图2中c条件下合成氨（容积固定）。已知化学平衡常数K与温度(T)的关系如 下表：

T/(K)	298	398	498	……
K	4.1×10^6	K1	K2	……

①试确定K₁的相对大小，K ₁                4.1× 10⁶(填写“>”“=”或“<”）
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是         (填序号字母）。
A．容器内NH₃的浓度保持不变          B．2υ( N₂)_正= υ( H₂)_逆
C．容器内压强保持不变               D．混合气体的密度保持不变
（4）①NH₄Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示 )               。
②25℃时，将pH =x氨水与pH =y的硫酸(且x + y =" 14," x > 11 )等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是
A．c(SO₄^2－)>c(NH₄^＋)>c(H^＋)>c(OH^－)         B．c(NH₄^＋)>c(SO₄^2－)>c(OH^－)>c(H^＋)
C．c(NH₄^＋)＋c(H^＋)>c(SO₄^2－)＋c(OH^－)      D．c(NH₄^＋)>c(SO₄^2－)>c(H^＋)>c(OH^－)

硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿（主要成分是MgCO₃）为主要原料制备硫酸镁的方法如下：

请回答下列问题：
（1）步骤②中发生反应的离子方程式为                                    。
（2）步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是                                   。
（3）对MgSO₄·7H₂O晶体直接加热     （填“能”或“不能”）得到无水MgSO₄固体。
（4）步骤⑤的操作为                                  。
（5）长时间加热MgCO₃悬浊液后生成Mg(OH)₂，该反应的化学方程式为                    
（6）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	< 8.0	8.0 ~ 9.6	> 9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，向Mg(OH)₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为     [25℃时，Mg(OH)₂的溶度积Ksp=5.6×10^-12]。
（7）药品A是中和胃酸的常用药物，其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐。现进行如下实验确定其化学式：
实验一：取该碱式碳酸盐3.01g充分灼烧至恒重，测得固体质量减少了1.30g；
实验二：另取该碱式碳酸盐3.01g使其溶于足量的盐酸中，产生CO₂的体积为112mL（标准状况）；
实验三：向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀。
该药品的化学式为                       。

(12分)数十年来，化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
已知：C(s)＋O₂(g)＝CO₂(g)；ΔH＝－393 kJ·mol^－1
2CO (g)＋O₂(g)＝2CO₂(g)；ΔH＝－566 kJ·mol^－1
2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(g)；ΔH＝－484 kJ·mol^－1
（1）工业上常采用将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化（制得CO、H₂），该反应的热化学方程式是                                         。
（2）上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气，喷入空气的目的是                     。
（3）CO常用于工业冶炼金属，下图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[c(CO)/c(CO₂)]与温度(t)的关系曲线图。

下列说法正确的是          。
A．工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量
B．CO不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）
C．工业冶炼金属铜（Cu）时较低的温度有利于提高CO的利用率
D．CO还原PbO₂的反应ΔH＞0
（4）某二元弱酸（简写为H₂A）溶液，按下式发生一级和二级电离：H₂A H^＋＋HA^－，HA^－ H^＋＋A^2－。已知相同浓度时的电离程度H₂A＞HA^－，设有下列四种溶液：
A．0.01mol/L的H₂A溶液；
B．0.01mol/L的NaHA溶液；
C．0.02mol/L的HCl与0.04mol/L的NaHA溶液等体积混合液；
D．0.02mol/L的NaOH与0．02 mol/L的NaHA溶液等体积混合液。
据此，填写下列空白（填代号）
（1）c(H^＋)最大的是           ，最小的是            ；
（2）c(H₂A)最大的是           ，最小的是            ；
（3）c(A^2－)最大的是           ，最小的是            。

（本题共12分）对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能减排等目的。汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) ΔH= Q(Q>0)。
一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)/mol·L^-1	1.00×10^-3	4.50×10^-4	2.50×10^-4	1.50×10^-4	1.00×10^-4	1.00×10^-4
c(CO)/mol·L^-1	3.60×10^-3	3.05×10^-3	2.85×10^-3	2.75×10^-3	2.70×10^-3	2.70×10^-3

29．写出该反应的平衡常数表达式__________________________________________。
30．前2s内的平均反应速率υ(N₂) =        mol/（L·s）；达到平衡时，CO的转化率为          。
31．下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________________
A．2υ_正(NO)=υ_逆(N₂)
B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．容器中CO的转化率不再发生变化
32．采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术，同时吸收SO₂和NO_x，获得(NH₄)₂SO₄的稀溶液。往(NH₄)₂SO₄溶液中再加入少量(NH₄)₂SO₄固体，的值将          （填“变大”、“不变”或“变小”）
33．有物质的量浓度相等的三种铵盐溶液：①NH₄Cl   ②NH₄HCO₃   ③NH₄HSO₄，这三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是________________（填编号）；
34．向BaCl₂溶液中通入足量SO₂气体，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，生成BaSO₃沉淀。用电离平衡原理解释上述现象__________________________________________________________。

15分）运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）硫酸生产过程中2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，平衡混合体系中SO₃ 的百分含量和温度的关系如右图所示，根据下图回答下列问题：

①2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)的△H__________0（填“>”或“<”），
②一定条件下，将SO₂与O₂以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是        。
a．体系的密度不发生变化       
b．SO₂与SO₃的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化   
d．单位时间内转移4 mol 电子，同时消耗2 mol SO₃
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N₂的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

①该反应的平衡常数表达式为          ，升高温度，平衡常数         （填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H₂)=       ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N₂)的变化曲线为       (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是       点，温度T₁   T₂（填“>”或“=”或“<”）
（3）若将等物质的量的SO₂与NH₃溶于水充分反应，所得溶液呈   性，所得溶液中c（H⁺）－c（OH^－）=     （填写表达式）（已知：H₂SO₃：Ka₁=1.7×10^－2，Ka₂=6.0×10^－8，NH₃·H₂O：Kb=1.8×10^－5）

（1）一定温度下，向1 L 0．1 mol·L^－1 CH₃COOH溶液中加入0．1 mol CH₃COONa固体，则醋酸的电离平衡向________(填“正”或“逆”)向移动；溶液中的值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）氨气的水溶液称为氨水，其中存在的主要溶质微粒是NH₃·H₂O。
已知：a．常温下，醋酸和NH₃·H₂O的电离平衡常数均为1．74×10^－5；
b．CH₃COOH＋NaHCO₃CH₃COONa＋CO₂↑＋H₂O。
则CH₃COONH₄溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”，下同)，NH₄HCO₃溶液呈________性，NH₄HCO₃溶液中物质的量浓度最大的离子是________(填化学式)。
（3）99 ℃时，K_w＝1．0×10^－12，该温度下测得0．1 mol·L^－1Na₂A溶液的pH＝6。
①H₂A在水溶液中的电离方程式为_____________________________。
②该温度下，将0．01 mol·L^－1 H₂A溶液稀释到20倍后，溶液的pH＝________。
③体积相等、pH＝1的盐酸与H₂A溶液分别与足量的Zn反应，产生的氢气_____。

A．盐酸多

B．H2A多

C．一样多

D．无法确定

④将0．1 mol·L^－1 H₂A溶液与0．2 mol·L^－1氨水等体积混合，完全反应后溶液中各离子浓度从大到小的顺序为_______________________________________。

(16分)I.合成氨的原料气H₂可通过反应CO(g)＋H₂O(g) CO₂ (g) ＋H₂(g) 获取。
（1）T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L^－1，则平衡时CO的转化率为       ，该温度下反应的平衡常数K值为         。
（2）保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入固定容器中进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是         (填序号)。
a．容器内压强不随时间改变    
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO₂的同时消耗a mol H₂
d．混合气中n (CO) : n (H₂O) : n (CO₂) : n (H₂) ＝ 1 : 16 : 6 : 6
II.（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧实验中相关的反应有：
①4NH₃(g)＋3O₂(g)＝2N₂(g)＋6H₂O(l)    △H₁      
②4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(l)   △H₂ 
③4NH₃(g)＋6NO(g)＝5N₂(g)＋6H₂O(l)   △H₃ 
请写出上述三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系的表达式，△H₁＝              。
（2）美国Simons等科学家发明了使NH₃直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作为电极、加入碱性电解质溶液，其电池反应为4NH₃＋3O₂＝2N₂＋6H₂O
①写出该燃料电池的正极反应式                                。
②若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌(制白铁皮)，某铁皮上现需要镀上9.75g锌，理论上至少需要消耗标准状况的氨气           L。
III.（1）下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。由图可知Mg与卤素单质的反应均为          (填“放热”或“吸热”)反应。

（2）金属Mg与CH₃Cl在一定条件下反应可生成CH₃MgCl，CH₃MgCl是一种重要的有机合成试剂，易与水发生水解反应并有无色无味气体和沉淀生成。写出CH₃MgCl水解的化学方程式                                              。

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。
它在碱性环境中稳定存在。
（1）NaClO₂中Na、Cl、O原子半径由大到小的顺序为________________________，Cl元素在周期表中的位置为_______________________。
（2）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。分别取等质量未变质和部分变质的NaClO₂试样配成溶液，与足量FeSO₄溶液反应，消耗Fe²⁺的物质的量_____________（填相同、不相同）。
（3）ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：5NaC1O₂+4HCI= 5NaCl+4C1O₂↑+2H₂O该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是___________。
（4）常温时，HCIO₂的电离平衡常数Ka=1.07×10^-2 mol·L^-1。
①NaClO₂溶液中离子浓度大小顺序为__________________________________。
②常温时，l00mL 0.0lmol/L HClO₂溶液与l0mL 0.1mol/L HClO₂溶液相比，下列数值前者大于后者的有_ ________________，

A．ClO2^-的物质的量

B．c(OH^-)

C．电离平衡常数

D．c(HClO2)

③NaClO₂溶液(含少量NaOH)的pH=13，则溶液中=___________。

在含有弱电解质的溶液中，往往有多个化学平衡共存。
（1）一定温度下，向1 L 0．1 mol·L^－1CH₃COOH溶液中加入0．1 mol CH₃COONa固体，则溶液中________(填“增大”“不变”或“减小”)，写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式                                 ；
（2）常温下向20 mL 0．1 mol·L^－1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0．1 mol·L^－1 HCl溶液40 mL，溶液中含碳元素的各种微粒(CO₂因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。

回答下列问题：
①在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-________(填“能”或“不能”)大量共存；
②当pH＝7时，溶液中含碳元素的主要微粒为____________，溶液中各种离子（CO₃^2-除外）的物质的量浓度的大小关系为________________；
③已知在25℃时，CO₃^2-水解反应的平衡常数即水解常数K_h＝＝2×10^－4mol·L^－1，当溶液中c(HCO₃^-)∶c(CO₃^2-)＝2∶1时，溶液的pH＝________。

次磷酸（H₃PO₂）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。回答下列问题：
（1）H₃PO₂是一元中强酸，写出其电离方程式_______________________。
（2）H₃PO₂和NaH₂PO₂均可将溶液中的Ag⁺还原为Ag，从而可用于化学镀银。
①H₃PO₂中，P元素的化合价为__________；
②利用H₃PO₂进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，则氧化产物为___________（填化学式）；
③NaH₂PO₂为___________（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显___   ____（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）。
（3）H₃PO₂的工业制法是：将白磷（P₄）与Ba(OH)₂溶液反应生成PH₃气体和Ba(H₂PO₂)₂，后者再与H₂SO₄反应，写出白磷与Ba(OH)₂溶液反应的化学方程式______________________。
（4）H₃PO₂也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

①写出阳极的电极反应式_________________                   ___________________；
②分析产品室可得到H₃PO₂的原因__________________            _________________；
③早期采用“三室电渗析法”制备H₃PO₂：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H₃PO₂稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有          杂质，该杂质产生的原因是                                  。

(14分)一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。
（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为               。
（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的离子反应方程式为(产物中只有一种酸根)                                     。请从反应原理分析不用盐酸酸化的主要原因____________________________________。
（3）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请分别用离子方程式表示在过程III、IV中起的作用：__________________________________；____________________________。
（4）某天然碱的化学式可表示为2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O,取少量该物质溶于水得稀溶液P。下列有关溶液P中微粒的物质的量浓度关系正确的是______(填序号)。

A．c(CO3^2-) > c(HCO3^-)> c(OH^-)> c(H^+)

B．c(OH^-)＝c(H^+)+c(HCO3^-)+2c(H2CO3)

C．3c(Na^+)>5c(CO3^2-)+5c(HCO3^-)

D．将P溶液与少量NaOH溶液混合：c(Na^+)+ c(H^+)=c(HCO3^-)+2c(CO3^2-)+ c(OH^-)

（5）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是_______________。