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高中化学

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

  • 题型:未知
  • 难度:未知

以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:

难溶电解质
Mg(OH) 2
Cu(OH) 2
Fe(OH) 2
Fe(OH) 3
溶解度/g
9×10-4
1.7×10-6
1.5×10-4
3.0×10-9

在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子,例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2氧化成Fe3,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可.
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe3、Fe2都被转化为____________(填化学式)而除去.
(2)①中加入的试剂应该选择________为宜,其原因是_________________.
(3)②中除去Fe3所发生的总反应的离子方程式为_____________________.
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是________(填字母).
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2氧化为Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3一定不能大量存在

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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;HBH++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

  • 题型:未知
  • 难度:未知

已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:

溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
C6H5ONa
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
11.3

①上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是______________
②根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是____________;(填编号,下同)将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是__________
A  HCN    B  HClO    C  C6H5OH    D  CH3COOH    E  H2CO3
③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是           (填编号)。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为
(2)CaCO3是一种难溶物质,其KSp=2.8×l0-9。现将浓度为2×l0-4 mol/L Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___________mol/L。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是_________(填序号)
A.Ba(NO3)2  B.BaCl2
C.Ba(OH)2 D.溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是___________。
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,在废水中加入适量NaCl,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是______(填序号)
A.阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B.电解过程中溶液pH减小
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有2mol Cr2O72-被还原
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中,a电极作_________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为___________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

按要求回答下列问题:
(1)实验室常用NaOH溶液来进行洗气和提纯,当100mL3mol/L的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO2时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________。
(2)常温下向一定体积的0.1mol/L醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是______________。
A.溶液中导电粒子的数目减小
B.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
C.溶液中不变
D.溶液中减小
(3)①常温下将0.15mol/L稀硫酸V1mL与0.1mol/LNaOH溶液V2mL混合,所得溶液的pH为1,则V1:V2=______________________(溶液体积变化忽略不计)。
②常温下若溶液由pH=3的HA溶液V1mL与pH=11的NaOH溶液V2mL混合而得,则下列说法正确的是
A.若反应后溶液呈中性,则c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol/L
B.若V1=V2,反应后溶液pH一定等于7
C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2
D.若反应后溶液呈碱性,则V1一定小于V2
(4)常温下,浓度均为0.1mol/L的下列五种溶液的pH值如表所示:

溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1

①根据表中数据,将浓度均为0.01mol/L的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是____。
A.HCN        B.HClO        C.H2CO3        D.CH3COOH
②根据以上数据,判断下列反应可以成立的是_____________。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.NaHCO3+HCN=NaCN+CO2+H2O
(5)几种离子开始沉淀时的pH如下表:

离子
Fe2+
Cu2+
Mg2+
pH
7.6
5.2
10.4

当向含相同浓度Cu2+、Mg2+、Fe2+离子的溶液中滴加NaOH溶液时,________(填离子符号)先沉淀,Ksp[Fe(OH)2]___________Ksp[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径,发展“碳一化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程:

(1)以CO和CO2分别与H2为原料,在一定条件下均可合成甲醇(CH3OH)。你认为用哪种合成设计路线更符合“绿色化学”理念:(用化学反应方程式表示)____________;
(2)下图表示在恒容容器中230℃催化剂条件下,0.5molCO2和1.5molH2反应得到甲醇蒸气,产率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式:_____________________。
②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.容器中气体密度不变
(3)如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式:负极______。

(4)“催化还原”反应制乙二醇(HOCH2-CH2OH)原理如下:
CH3OOC-COOCH3(g)+4H2(g)HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g)   △H=-34kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究,下图表示乙二醇达平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况,则曲线丙对应的压强时P(丙)=___________。

(5)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸。H2C2O4水溶液中H2C2O4、HC2O4-和C2O42-三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示曲线①代表的粒子是___________;草酸氢钾溶液中存在如下平衡:H2OH++OH-,HC2O4-H++C2O42-和___________;一定温度下,往CaC2O4饱和溶液[已知Ksp(CaC2O4=2.3×10-9)]中加入少量CaCl2固体,c(Ca2+)将_________,CaC2O4的溶解度将____________。(填“增大”“减小”或“不变”)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1)已知:难溶电解质Cu(OH)2在常温下的KSP=2×10-20,则常温下:
①某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol∙L-1,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH最小为_____________。
②要使0.2mol∙L-1 CuSO4溶液中的Cu2+沉淀后,使溶液中Cu2+的浓度为2×10-6mol∙L-1,则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为______________。
(2)将0.2mol∙L-1HA溶液与0.2mol∙L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(A-),则(用“>”、“<”或“=”填写下列空白)。
①混合溶液中,由水电离出的c(OH-)__________0.2mol∙L-1HA溶液由水电离出的c(H+);
②25℃时,如果取0.2mol∙L-1HA溶液与0.11mol∙L-1NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则HA的电离程度_________NaA的水解程度。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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___________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1)今有①CH3COOH ②HCl ③H2SO4三种溶液,当它们温度相同、pH相同时,其物质的量浓度由大到小排列的顺序是                (用序号表示)。
(2)某温度下,纯水中的c(H+)=2.0×10-7mol/L,则此时溶液中c(OH-)为__________mol/L。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,请写出最先生成沉淀的离子方程式为                         
(已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
(4)下列说法不正确的是           (填序号)。

A.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小
B.物质的溶解度随温度的升高而增加,故物质的溶解都是吸热的
C.除去氯化钠溶液中的Mg2+,用NaOH溶液沉淀Mg2+比用Na2CO3溶液效果好,说明相同温度时Mg(OH)2的溶解度比MgCO3
D.沉淀反应中常加适当过量的沉淀剂,其目的是使相关离子沉淀完全
  • 题型:未知
  • 难度:未知

Na2S又称臭碱、硫化碱,是应用广泛的化工原料,也常用于吸收工业废气中的SO2
完成下列填空:
(1)用离子方程式说明Na2S又称臭碱、硫化碱的原因___________________________。
(2)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,生成黑色沉淀,写出反应的离子方程式________。结合你所学习过的其它离子反应分析,离子互换反应进行的方向是_________________。向Na2S溶液中不断通入SO2,直至不再能吸收。其间看到溶液变浑浊,停止反应后溶液中含硫微粒为:S2O32-、HSO3-、H2SO3、HS-
(3)反应过程中,溶液的pH逐渐_____________(填“变大”、“变小”),生成的沉淀是_____________;
(4)关于反应后得到的溶液,下列离子浓度关系正确的是___________。
a.c(Na+) = c(S2O32-) + 2 c(HSO3-) + 2c(H2SO3) + 2 c(HS-)
b.c(Na+) + c(H+) =" 2" c(S2O32-) + c(HSO3-) + c(HS-) + c(OH-)
c.c(Na+) =" 2" c(HS-)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铬是用途广泛的金属,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
I. 还原沉淀法处理含Cr2O72和CrO42,工业废水的一种常用方法,其工艺流程如下:
CrO42Cr2O72Cr3+ Cr(OH)3
其中第①步存在平衡:2CrO42+2HCr2O72+H2O
(1)若平衡体系的pH=0,该溶液显           色。
(2)第②步反应的离子方程式是                       
已知:常温下Ksp[Cr(OH)3] =6.0×10-31Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
向第②步反应后的溶液中加入一定量烧碱,若溶液中c(Fe3+)=4.0×10-14 mol/L,溶液的pH值为             ,此时溶液中c(Cr3+)=              mol/L。
II.探究 CrO3的强氧化性和热稳定性
(3)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,剧烈反应以至着火.若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3.完成该反应的化学方程式:
       CrO3 +    C2H5OH+    H2SO4      Cr2(SO4)3+     CH3COOH+        
(4))CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是            (填化学式 )。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。原因是                         
(请结合平衡移动原理,用相关的化学用语及文字表述回答。)
(2)Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3(aq)+3OH(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3)降至10-5 mol/L时,溶液的pH应调至               
(3)实验证明,多元弱酸的分步电离一步比一步困难。原因是                         
(提示:可以从粒子的电荷情况和电离平衡的移动两方面加以考虑)
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4)=c(Cl),则溶液是        (填“酸”、“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=       

  • 题型:未知
  • 难度:未知

Ⅰ.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂,其主要制备方法是碳酸锰热分解,反应原理为2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)。经研究发现该反应过程为:① MnCO3(s) MnO(s) + CO2(g)  ②2MnO(s) + O2(g) 2MnO2(s)
(1)反应①达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是        。(填字母序号)

A.平衡常数减小 B.MnCO3质量不变 C.CO2压强不变 D.MnCO3物质的量增加

(2)反应②在低温下能自发进行,则其H         0(填“>”、“<”、“=”)。
(3)某温度下,该平衡体系的总压强为P,CO2、O2的物质的量分别为n1和n2,用平衡分压代替平衡浓度,则碳酸锰热分解总反应的化学平衡常数Kp=              (提示:用含P、n1n2 的字母表达, 分压 = 总压×物质的量分数)
Ⅱ. 软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O。

(4)已知:Ksp[Al(OH)3] =1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =3×10‾39,pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀,pH =9.4时Mg(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3( 欲使其浓度小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为_______________________。
(5)由右图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为           Ⅰ.           。Ⅲ. 二氧化锰也是电化学的重要材料。
(6)碱性锌锰电池的总反应是:Zn + 2MnO + 2H2O ="=" 2MnOOH + Zn(OH)2,该电池正极的电极反应为                       

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铁铜单质及其化合物的应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体,为制取纯净的CuCl2•2H2O,首先将其制成水溶液,然后按照如图步骤进行提纯:

已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表:

 
Fe3+
Fe2+
Cu2+
开始沉淀的pH
1.9
7.0
4.7
完全沉淀的pH
3.2
a
6.7

请回答下列问题:
(1)化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10﹣5mol/L时,沉淀就达到完全。已知Fe(OH)2的Ksp约为1.0×10﹣15,则a=         
(2)加入氧化剂的目的是               ,X应选择           
A.K2Cr2O7   B.浓HNO3   C.H2O2   D.KMnO4
(3)加入的物质Y是          
(4)设计实验从溶液Ⅲ中获得纯净的CuCl2•2H2O。简要描述实验步骤          

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究沉淀溶解填空题