W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知:元素W的一种原子的原子核中没有中子;元素X 构成的某种单质在自然界中硬度最大;元素Z在地壳中含量最高。试回答下列各题:
(1)元素Z在周期表中的位置为 。
(2)由W、X、Z三种元素可组成A、B、C三种常见的有机化合物,其中A和B是日常生活中常用调味品的主要成分,且A与B能够反应生成C,写出该反应的化学方程式 。
(3)由W、X、Y、Z四种元素中的三种元素组成中学化学常见的某种化合物,其浓溶液可与其中第四种元素的单质发生反应,写出该反应的化学方程式: 。
(4)W、Y、Z可组成离子化合物M,M的水溶液呈 (填“酸性”或“碱性”或“中性”),M溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 ;W、Y、Z也可组成共价化合物N,M和N两种溶液的pH均为a,那么两溶液中由水电离出的c (H+)的比为 。
(5)已知由元素X和Z可组成A、B、C、D四种中学化学常见的单质或化合物,四种物质之间存在如图所示的转化关系。
已知:298K时,反应①生成1mol B(g)时放出393.5 kJ热量,反应④生成1mol B(g)时放出283.0 kJ的热量,反应③的热化学方程式为 。
(8分)最近雾霾天气又开始肆虐我国大部分地区。其中SO2是造成空气污染的主要原因,利用钠碱循环法可除去SO2。
(1)钠碱循环法中,吸收液为Na2SO3溶液,该吸收反应的离子方程式是
(2)已知H2SO3的电离常数为 K1=1.54×10-2 , K2=1.02×10-7, H2CO3的电离常数为 K1=4.30×10-7, K2= 5.60×10-11,则下列微粒可以共存的是_____________。
A.CO32- HSO3- B.HCO3- HSO3-
C.SO32- HCO3- D.H2SO3 HCO3-
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO3²﹣):n(HSO3﹣)变化关系如下表:
n(SO3²﹣):n(HSO3﹣) |
91 :9 |
1 :1 |
1 :91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
①上表判断NaHSO3溶液显 性,从原理的角度解释原因
②在NaHSO3溶液中离子浓度关系不正确的是(选填字母):
A.(Na+)= 2c(SO32-)+ c(HSO3-),
B.(Na+)> c(HSO3-)> c(H+)> c(SO32-)> c(OH-),
C.(H2SO3)+ c(H+)= c(SO32-)+ (OH-),
D.(Na+)+ c(H+)=" 2" c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-)
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生 。再生示意图如下:
① 吸收液再生过程中的总反应方程式是 。
② 当电极上有1mol电子转移时阴极产物为 克.
(本题共14分)火力发电厂产生的烟气中含有CO2、CO、SO2等物质,直接排放会对环境造成危害。对烟气中CO2、CO、SO2等物质进行回收利用意义重大。
(1)“湿式吸收法”利用吸收剂与烟气中的SO2发生反应从而脱硫,其中“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂,向100mL2mol·L-1的NaOH溶液中通入标准状况下4.48LSO2气体,反应后测得溶液pH<7.则溶液中下列各离子浓度关系正确的是 (填字母序号).
a.c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)
d.c(H+)= c(SO32-)- c(H2SO3)+c(OH-)
(2)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图所示
①在阳极区发生的反应中的非氧化还原反应的离子方程式为 .
②简述CO32-在阴极区再生的原理 .
(3)下表中列出了25℃、l0l kPa时一些物质的燃烧热数据:
已知键能:C—H键:413.4kJ.mol-l. H—H键:436.0 kJ·mol-1,请计算:
①2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) △H=
②C2H2中—C≡C—的键能为 kJ·mol-l
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。负极反应式为 .为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是 .
某研究小组进行Mg(OH)2沉淀溶解和生成的实验探究。
向2支盛有1 mL 1 mol·L-1的MgCl2溶液中各加入10滴2 mol·L-1 NaOH,制得等量Mg(OH)2沉淀;然后分别向其中加入不同试剂,记录实验现象如下表:
实验序号 |
加入试剂 |
实验现象 |
Ⅰ |
4 mL 2 mol·L-1 HCl 溶液 |
沉淀溶解 |
Ⅱ |
4 mL 2 mol·L-1 NH4Cl 溶液 |
沉淀溶解 |
(1)从沉淀溶解平衡的角度解释实验Ⅰ的反应过程 。
(2)测得实验Ⅱ中所用NH4Cl溶液显酸性(pH约为4.5),用离子方程式解释其显酸性的原因 。
(3)甲同学认为应补充一个实验:向同样的Mg(OH)2沉淀中加4 mL蒸馏水,观察到沉淀不溶解。该实验的目的是 。
(4)同学们猜测实验Ⅱ中沉淀溶解的原因有两种:一是NH4Cl溶液显酸性,溶液中的H+可以结合OH- ,进而使沉淀溶解;二是 。
(5)乙同学继续进行实验:向4 mL 2 mol·L-1 NH4Cl溶液中滴加2滴浓氨水,得到pH约为8的混合溶液,向同样的Mg(OH)2沉淀中加入该混合溶液,观察现象。
①实验结果证明(4)中的第二种猜测是成立的,乙同学获得的实验现象是 。
③乙同学这样配制混合溶液的理由是 。
已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示:
化学式 |
CH3COOH |
H2CO3 |
HClO |
|
电离平衡常数 |
Ka=1.8×10-5 |
Kal=4.3×10-7 |
Ka2=5.6×10-11 |
Ka=3.0×10-8 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1mol·L-1的四种溶液;a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3
pH由小到大排列的顺序是_______________(用编号填写)。
(2)常温下,0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是 。
A.c(H+ )
B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)·c(OH-)
D.c(OH-)/c(H+)
E.c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
(3)体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示,则同温度时HX的电离平衡常数_ ____(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是_____________________。
(4)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
(5)标准状况下,将1.12L CO2通入100mL 0.75mol·L-1的NaOH溶液中,则溶液中离子的浓度由大到小的顺序
氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中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)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
弱电解质 |
H2CO3 |
NH3·H2O |
电离平衡常数 |
Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 |
1.77×10-5 |
现有常温下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,
①你认为该溶液呈 性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是 。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是 。
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)
硫酸工厂的烟气中含有SO2,有多种方法可实现烟气脱硫。
(1)工业制硫酸的过程中,SO2被氧气氧化的化学方程式为 。
(2)“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫。
已知:25℃时,H2SO3 HSO3 -+H+ K=1.5×10-2
H2CO3HCO3 -+H+ K=4.4×10-7
下列试剂中适合用作该法吸收剂的是 (填字母序号)。
a.石灰乳 b. Na2SO3溶液 c. Na2CO3溶液
②“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂,向100 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液中通入标准状况下0.448 L SO2气体,反应后测得溶液pH<7,则溶液中下列各离子浓度关系正确的是 (填字母序号)。
a.c(HSO3-)> c(SO32-)> c(H2SO3)
b.c(Na+)>c(HSO3-)> c(H+)> c(SO32-)
c.c(Na+)+c(H+)= c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)
(3)某硫酸厂拟用烟气处理含Cr2O72-的酸性废水,在脱硫的同时制备Cr2O3产品。具体流程如下:
①吸收塔中反应后的铬元素以Cr3+形式存在,则其中发生反应的离子方程式为 。
②中和池中的反应除生成Cr(OH)3沉淀外,还会产生某种气体,该气体的化学式为 。
常温下有0. 1 mol/L的以下几种溶液,①H2SO4溶液②NaHSO4溶液③CH3COOH溶液④HCl溶液⑤HCN溶液⑥NH3·H2O,其中如下几种溶液的电离度(即已经电离的占原来总的百分数)如下表(已知H2SO4的第一步电离是完全的),回答下面问题:
①H2SO4溶液HSO4- |
②NaHSO4溶液HSO4- |
③CH3COOH |
④HCl溶液 |
10% |
29% |
1.33% |
100% |
(1)常温下,pH相同的表格中几种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是(填序号,下同) _
(2)常温下,将足量的锌粉投人等体积pH=1的表格中几种溶液中,产生H2的体积(同温
同压下)由大到小的顺序是_ _
(3)在25℃时,若用已知浓度的NaOH滴定未知浓度的CH3 COOH应选用_ 作指示剂,若终点时溶液pH = a,则由水电离的。c(H+)为_ 。
(4)在25℃时,将b mol·L-1的KCN溶液与0. O1 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应达到平衡时,测得溶液pH = 7,则KCN溶液的物质的量浓度b_ 0.01 mol·L-1填“>”、“<”或“=”);用含b的代数式表示HCN的电离常数Ka=
工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
(1)若采用无隔膜法电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH充分接触,导致产物仅是NaClO和H2。无隔膜法电解冷的食盐水相应的离子方程式为 。
(2)氯碱工业耗能高,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的 (填写“左” 或“右”)池注入。
②图中X是____ __(填化学式);乙中右室的电极反应式为: _ ,图示中氢氧化钠溶液质量分数a%与b%的关系是 (填字母)。
A. a%=b% B. a%﹥b% C. a%﹤b%
③甲中的离子交换膜为 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(3)氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐。已知常温下,浓度均为0.1 mol/L的4种钠盐溶液pH如下表:
溶质 |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
NaClO |
NaHSO3 |
pH |
11.6 |
9.7 |
10.3 |
5.2 |
下列说法中,不正确的是 (填字母)
a.向氯水中加入NaHCO3,可以增大氯水中次氯酸的浓度
b.四种溶液中,水的电离程度最大的是NaClO
c.常温下,相同物质的量浓度的H2SO3、H2CO3、HClO,pH最大的是H2SO3
d.NaHSO3溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)> c(H+)>c(HSO3-) >c(SO32-)>c(OH-)
(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(CO32-) > c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+) |
B.c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) |
C.3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-) |
D.将P溶液与少量NaOH溶液混合:c(Na+)+ c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+ 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_______________。
(8分)
Ⅰ.醋酸是常见的弱酸。用0.1 mol•L—1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol•L—1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH体积而变化的两条滴定曲线。
(1)滴定醋酸的曲线是 (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的溶液名称是 。
(3)V1和V2的关系:V1 V2(填“>”、“=”或“<”)
(4)M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
Ⅱ.草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴(CoC2O4•2H2O)在空气中受热的质量变化曲线,曲线中300 ℃及以上所得固体均为钴氧化物。
(1)通过计算确定C点剩余固体的化学成分为 (填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225 ℃~300 ℃发生反应的化学方程式: 。
(2)取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比 。
(1)某温度下,纯水中的c(H+)=3×10-7 mol/L,滴入稀H2SO4使c(H+)=5×10-6 mol/L,则c(OH-)=__ ,由水电离出的c(H+)为_____ 。
(2)现有常温下的五份溶液:
①0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液;
②0.01 mol·L-1 HCl溶液;
③pH=12的氨水;
④pH=12的NaOH溶液;
⑤0.01 mol·L-1 HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
(a)其中水的电离程度相同的是 ______;(填序号)
(b)若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:②、③混合(填“>”、“<”或“=”);
(c)将前四份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH: ③________④ (填“>”、“<”或“=”);
(3)现有十种物质:①蔗糖 ②熔融NaCl ③盐酸 ④铜丝 ⑤NaOH固体
⑥液氯 ⑦CuSO4固体 ⑧酒精 ⑨氯水 ⑩H2SO4
a.上述物质中可导电的是 (填序号,以下同);
b.上述物质中属于非电解质的是 。
(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_________。
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答:
(1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下,1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,则该反应的热化学方程式为 。
(2)25℃时,在2L固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=−a kJ/mol(a>0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①25℃时,该反应的平衡常数为 ;
②下列情况不是处于平衡状态的是 :
a.混合气体的密度保持不变;
b.混合气体的颜色不再变化;
c.气压恒定时。
③若反应在120℃进行,某时刻测得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,则此时v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/LNaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①b点时,溶液中发生水解反应的离子是 ;
②在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
在工农业生产和科学研究中,许多重要的化学反应需要在水溶液中进行,试分析并回答以下问题:
(1)向体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。随加入的NaOH溶液体积的增加,溶液pH的变化如下图所示:
①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲线是__________________(填“I”或“Ⅱ”);
②实验前,上述三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是______________溶液(填化学式);
③图中V1和V2大小的比较:V1_____V2(填“>”、“<”或“=”);
④图I中M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是:
______>______>______>________(用离子的物质的量浓度符号填空)。
(2)为了研究沉淀溶解平衡,某同学查阅资料并设计了如下实验(相关数据测定温度及实验环境均为25℃):
资料:AgSCN是白色沉淀;Ksp(AgSCN)=1.0×10-12;Ksp(AgI)=8.5×10-17
①步骤2中溶液变红色,说明溶液中存在SCN-,该离子经过步骤1中的反应,在溶液中仍然存在,原因是:_____________(用必要的文字和方程式说明);
②该同学根据步骤3中现象a推知,加入的AgNO3与步骤2所得溶液发生了反应,则现象a为________(至少答出两条明显现象);
③写出步骤4中沉淀转化反应平衡常数的表达式:K=______________。
试题篮
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