(12分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式______________。
(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式________。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9 。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______mo1/ L。
(4)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是________;甲醛分子的空间构型是_____,中心碳原子的轨道杂化类型为_____。1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。
②甲醇可制作燃料电池,以KOH溶液作电解质,向两极分别充入甲醇和空气,工作过程中,负极反应方程式为:___________________。
③已知在常温常压下:
CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" -556.0" kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=" -44.0" kJ·mol-1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式 。
已知298K时,Ksp(CaCO3)= 2.80×10-9,Ksp(CaSO4)= 4.90×10-5。若用难溶盐在溶液中的物质的量浓度来表示其溶解度,则下面的叙述正确的是( )
A.298K时,CaSO4的溶解度约为7.00×10-2 mol/L |
B.反应CaSO4(s) + CO32-= CaCO3(s) + SO42-在298K时的平衡常数K= Ksp(CaSO4) / Ksp(CaCO3) = 1.75×104 |
C.CaCO3、CaSO4的饱和溶液的导电能力很弱,所以它们都是弱电解质 |
D.升高温度,两种盐的溶度积与溶解度都保持不变 |
已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4mol·L-1,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.O×10一16。下列说法正确的是( )
A.Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化 |
B.向1 L0.2 mol·L-1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液,没有沉淀产生 |
C.AgCl不溶于水,不能转化为AgI |
D.常温AgCl若在NaI溶液中开始转化为AgI,NaI浓度必须不低于 mol·L-1 |
硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是( )
A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小 |
B.三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大 |
C.283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液 |
D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 |
已知 .下列说法中正确的是
A.常温下,AgCl饱和溶液中的c(Ag+)比AgI饱和溶液中c(Ag+)小 |
B.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为Agl,则c(NaI)必须不低于 |
C.只能由 较大的不溶物转化为较小的不溶物 |
D.利用的大小可直接比较难溶物的溶解度 |
某化学兴趣小组在实验室在利用废铜屑(含碳粉、铁屑、铁锈等)制取硫酸铜,实验流程如下:
⑴废铜屑灼烧的目的是 。
⑵写出加入双氧水时发生反应的离子方程式 。
⑶试剂a可以是 ,溶液pH应控制在 范围之间。操作b的名称是 。已知:
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
7.5 |
14 |
Fe3+ |
1.4 |
3.7 |
Cu2+ |
6.0 |
13 |
⑷在硫酸铜溶液中,各种离子浓度由大到小的顺序是 。向硫酸铜溶液中加入氨水,当Cu2+浓度小于2.2×10-4 mol·L-1时,溶液的pH至少是 。(已知Cu(OH)2的溶度积常数Ksp=2.2×10-20)
⑸工业上通常用FeS除去废水中的Cu2+,写出该沉淀转化离子方程式 。
(1)室温下pH=9的NaOH溶液和pH=9的CH3COONa溶液,设由水电离产生的OH-的物质的量浓度分别为A和B,则A和B的关系为 。
(2)在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红色,若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,所观察到的现象是 ,其原因是 。
(3)对于盐AmBn的溶液:
①若为强酸弱碱盐,其水解的离子方程式是 ;
②若为弱酸强碱盐,其水解的离子方程式是 。
(4)已知KSP (Ag2CrO4)=1.12×10-12,将等体积的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L–1K2CrO4混合,________产生Ag2CrO4沉淀(填“能”或“不能”)。
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各 种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电 极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸, 从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但 生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀, 利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为 减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________处。若 X 为锌,开关K 置于________处。
(4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72-发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极 区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-1。
下列相关实验能达到预期目的的是( )
|
相关实验 |
预期目的 |
A |
相同温度下,将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和醋酸中,观察气泡产生的快慢 |
验证固体接触面积对化学反应速率的影响 |
B |
可逆反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)建立平衡后,在其它条件不变时,加入KCl固体,观察体系颜色的变化 |
验证浓度对化学平衡的影响 |
C |
室温下,向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,再向沉淀中加入盐酸,沉淀部分溶解 |
验证BaSO4和BaCO3Ksp的相对大小 |
D |
相同温度下,两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中分别加入少量FeCl3固体和少量的MnO2固体 |
验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响 |
电解质水溶液中可存在电离平衡,水解平衡,溶解平衡,依据所学回答下列问题。
(1)等物质的量浓度的下列四种溶液:①NH3·H2O ②(NH4)2SO3③KHSO3④K2SO3溶液中水的电离程度由大到小的排列顺序为________________(填序号)。
(2)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液①CH3COOH;②HCl;③H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填序号) _____________。将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍,c(H+)由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(3)已知,H+ (aq) + OH-(aq) ="=" H2O(l) ΔH =-57.3 kJ/mol。实验测得稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出57 kJ的热,则醋酸溶液中,醋酸电离的热化学方程式为____________。
(4)25℃时,NH3·H2O的电离常数为Kb=1.7×10-3。0.1mol·L-1NH4Cl溶液的pH=a,则c(NH4+)∶c(NH3·H2O)=_________(用含a的代数式表示)
(5)某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下),其中正确的有( )
①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度一定都降低
②pH=2的盐酸与pH=13的NaOH溶液,按体积比9:1混合后的溶液pH为11
③pH相等的三种溶液:a.CH3COONa;b.NaHCO3;c.NaOH.其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na+)=2c(SO42﹣)
⑤亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,所以Na2HPO3稀溶液一定呈碱性
⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7.
⑦某二元酸在水中的电离方程式是H2B═H++HB﹣;HB﹣H++B2﹣,则0.1mol/L的Na2B溶液中,c(Na+)=2c(B2﹣)+2c(HB﹣)
(6)25℃时Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33。在25℃下,向浓度均为0.1mol·L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式)。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+刚好完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2mol·L-1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。
I.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ |
25 |
t 1 |
t 2 |
水的离子积 KW |
1×10-14 |
1×10-13 |
1×10-12 |
试回答以下问题:
(1)25℃下,某 Na2SO4溶液中 c(SO42-)=5×10-4 mol∙L-1,取该溶液 1mL 加水稀释至10mL,则稀释后溶液中 c(Na+):c(OH-)=____________。
(2)在 t 2℃下,将 a mol∙L-1CH3COOH 溶液与 b mol∙L-1NaOH 溶液等体积混合反应后,溶液恰好呈中性,则该温度下 CH3COOH 的电离常数 Ka=____________(用 a、b 表示)。
II.已知:25℃下,下列反应:①Ag+(aq)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq) △H =" a" kJ∙mol-1 K = c
②2Ag+(aq)+2OH-(aq) Ag2O(s)+H2O(l) △H =" b" kJ∙mol-1 K = d
(3)写出 Ag2O溶于氨水(用 NH3表示)生成银氨溶液[Ag(NH3)2+]的热化学方程式:_____________;
计算 25℃下,该反应的平衡常数(用 c、d 表示)K =____________________。
III.某镁盐溶液中含有杂质离子Cr3+,所含主要离子及其浓度如下表所示(H+和OH-未列出):
离子 |
Mg2+ |
Cr3+ |
Cl- |
浓度(mol/L) |
0.5 |
0.01 |
a |
已知 25℃时,Ksp[Cr(OH)3]=10-32;Ksp[Mg (OH)2]=5×10-11;操作过程中溶液体积的变化忽略不计。
(4)表格中的 a____________1.03(填“<”、“>”或“=”)。
(5)除去杂质Cr3+离子,可加入MgO调节溶液 pH,理论上应调节 pH 的范围是_______________。
(6)溶液经除杂、过滤后,由滤液制取氯化镁晶体(MgCl2∙6H2O)的操作是___________________。
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(CO32-)< c(HCO3-),且 3c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-+ c(H2CO3)] |
C.0.2 mol·L-1的醋酸(CH3COOH)溶液与0.1 mol·L-1 NaOH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+)
常温下,几种难溶电解质的溶度积和弱酸的电离常数如下表所示:
|
CaSO4 |
CaCO3 |
MgCO3 |
Mg(OH)2 |
CuS |
BaSO4 |
H2S |
H2CO3[] |
KSP或Ka |
9.1х10-6 |
2.8х10-9 |
6.8х10-6 |
1.8х10-11 |
6.3х10-36 |
1.1х10-10 |
Ka1=1.3х10-7 Ka2=7.1х10-15 |
Ka1=4.4х10-7 Ka2=4.7х10-11 |
则下列说法不正确的是
A.相同温度、相同浓度的钠盐溶液的pH:Na2S>Na2CO3>NaHS>NaCl>NaHSO4
B.在NaHS溶液中滴加硫酸铜溶液,生成黑色沉淀:HS-+Cu2+===CuS↓+H+
C.除去锅炉中的水垢时,通常先加入足量硫酸钠溶液,将碳酸钙转化成硫酸钙,然后再用酸液处理
D.在Mg(HCO3)2溶液中滴加澄清石灰水发生反应的离子方程式为Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
工业上制备氯化铜时,是将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:
CuO + 2HCl=CuCl2 + H2O ,FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O。
已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;
pH≥4.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式开始沉淀; pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。
(1)为除去溶液中Fe2+,可采用的方法是 。
(2)工业上为除去溶液中的_________。溶液的pH变化是 。
(3)若此溶液只含Fe3+时,要调整pH在3~4之间,此时最好向溶液中加入 。
(4)已知溶液中c(Cu2+)与溶液pH的关系为lg c(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)为1 mol/L,要保证此溶液中Cu2+刚好不发生Cu(OH)2沉淀,则溶液pH应为___________,此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________(填“能”或“否”)。
有关硫化物的几个问题。
(1)H2S在空气中可以燃烧。
已知:① 2H2S(g) + O2(g) 2S(s) + 2H2O(g) ΔH= -442.38 kJ/mol
②S(s) + O2(g) SO2(g) ΔH= -297.04 kJ/mol
H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是 。
(2)SO2是大气污染物,海水具有良好的吸收SO2的能力,其过程如下。
① SO2溶于海水生成H2SO3,H2SO3最终会电离出SO32—,其电离方程式是 。
② SO32—可以被海水中的溶解氧氧化为SO42—。海水的pH会 (填“升高” 、“不变”或“降低”)。
③ 为调整海水的pH,可加入新鲜的海水,使其中的HCO3—参与反应,其反应的离子方程式是 。
④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气,其原因是 。
(3)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS),用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程: 。
试题篮
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