
可能用到的相對原子質(zhì)量:H: 1 C: 12 N: 14 O: 16 Na: 23 S: 32 Cl: 35.5 I: 127
第I卷
選擇題(每小題只有一個選項符合題意,共18小題,每小題3分,共54分)
1.下列對能源的說法中不正確的是
A. 化學(xué)能是能量的一種形式,它不僅可以轉(zhuǎn)化為熱能,也能轉(zhuǎn)化為電能或光能
B. 為了應(yīng)對能源危機(jī),應(yīng)加大煤、石油等化石能源的開采,滿足發(fā)展需求
C. 大力推廣新能源汽車,建設(shè)綠色低碳的交通體系
D. 氫能具有燃燒熱值高,資源豐富的優(yōu)點(diǎn),目前氫已用作火箭和燃料電池的燃料
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 化學(xué)反應(yīng)中,不同能量之間可進(jìn)行轉(zhuǎn)化,化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等,故A正確;
B. 煤、石油等化石能源是不可再生能源,不能無限制的開采,故B錯誤;
C. 新能源汽車以其低能耗、低污染等優(yōu)勢,對減少移動源排放、促進(jìn)綠色低碳發(fā)展具有重要作用,故C正確;
D.氫能因燃燒熱值高、污染小、水作為其原料,資源實在太豐富了,氫氣燃燒產(chǎn)物為水無污染,目前氫已用作火箭和燃料電池的燃料,故D正確;
故答案為B。
2.下列對于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向理解正確的是
A. 同種物質(zhì)在氣態(tài)時熵值最小,固態(tài)時最大
B. 在密閉條件下,體系可以自發(fā)的從無序變?yōu)橛行?br />
C. 大理石在常溫下能夠自發(fā)分解
D. 雖然硝酸銨溶于水要吸熱,但它能夠自發(fā)的向水中擴(kuò)散
【答案】D
【解析】
【詳解】A項,氣態(tài)下分子混亂程度最大,固態(tài)下分子排列混亂程度最小,故A項錯誤;
B項,在密閉條件下,體系有自有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向,屬于熵增過程,是自發(fā)過程,故B項錯誤;
C項,大理石分解的過程△H>0,△S>0,所以該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,故C項錯誤;
D項,在密閉條件下,體系有由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向,因為與有序體系相比,無序體系“更加穩(wěn)定”。雖然硝酸銨溶于水要吸熱,但它能夠自發(fā)的向水中擴(kuò)散,故D項正確。
綜上所述,本題正確答案為D。
【點(diǎn)睛】判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向要用綜合判據(jù),若△H-T△ST2,M與W點(diǎn),反應(yīng)均達(dá)到平衡,溫度越高,反應(yīng)速率越大,M點(diǎn)的速率大于W點(diǎn)的反應(yīng)速率,N點(diǎn)沒有達(dá)到平衡,此時反應(yīng)正向程度大,即N點(diǎn)的正向速率大于逆向速率,因此M點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率,故C正確;
D、M點(diǎn)已達(dá)到平衡,M點(diǎn)時再加入一定量的X,則相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,X的轉(zhuǎn)化率增大,故D錯誤。
故答案選C。
16.下列說法正確的是
A. 任何酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mo1H2O的過程中,能量變化均相同
B. 已知:① C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol② C(s金剛石)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0 kJ/mol,則金剛石比石墨穩(wěn)定
C. 同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH相同
D. 表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:S(s) +3/2O2(g)=SO3(g);△H=-315kJ/mol
【答案】C
【解析】
【分析】
A、根據(jù)強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶解要放熱,弱酸弱堿電離要吸熱分析;
B、根據(jù)物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定來判斷;
C、反應(yīng)的焓變只與起始和終了物質(zhì)狀態(tài)能量有關(guān),與變化過程、反應(yīng)條件無關(guān);
D、根據(jù)燃燒熱的定義判斷。
【詳解】A、強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶解要放熱,弱酸弱堿電離要吸熱,所以任何酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mo1H2O的過程中,能量變化可能不同,故A錯誤;
B、由① C(s石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol ② C(s金剛石)+O2(g)=CO2(g) △H2=-395.0 kJ/mol,則①-②得,C(s石墨)= C(s金剛石) △H=+1.5kJ/mol ,金剛石能量大于石墨的總能量,物質(zhì)的量能量越高越不穩(wěn)定,則石墨比金剛石穩(wěn)定,故B錯誤;
C、根據(jù)蓋斯定律分析可以知道,反應(yīng)的焓變只與起始和終了物質(zhì)狀態(tài)能量有關(guān),與變化過程、反應(yīng)條件無關(guān),所以C選項是正確的;
D、硫的燃燒熱是1molS完全燃燒生成二氧化硫放出的熱量,故D錯誤;
所以C選項是正確的。
17.下列設(shè)計的實驗方案能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?br />
A. 制取無水AlCl3:將AlCl3溶液加熱蒸干并灼燒
B. 除去鍋爐水垢中含有的CaSO4:先用Na2CO3溶液處理,然后再加酸去除
C. 證明氨水中存在電離平衡:向滴有酚酞的氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液紅色變淺
D. 配制FeCl3溶液時為防止溶液渾濁常加入少量稀硫酸
【答案】B
【解析】
【詳解】A.AlCl3會水解生成 Al(OH)3,灼燒后失水成為 Al2O3,故A錯誤;
B.根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理知,硫酸鈣能轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,再加酸溶解碳酸鈣而除去,故B正確;
C.由于NH4+能發(fā)生水解,使溶液中H+增大,pH減小,也可以使溶液紅色變淺,故不能證明氨水中存在電離平衡,故C錯誤;
D. 配制FeCl3溶液時為防止溶液渾濁常加入少量稀鹽酸抑制水解,不能用稀硫酸,否則會引入雜質(zhì),故D錯誤;
故答案選B。
18.25℃時,向20 mL 0.01 mol·L-1HA(aq)中不斷滴入0.02 mol·L-1 NaOH(aq),混合溶液pH變化如圖所示。此過程溶液下列說法不正確的是(已知:25℃時一元酸HA(aq)電離平衡常數(shù)Ka=1.6×10-5)
A. a點(diǎn)溶液的pH大于3
B. b點(diǎn)溶液中離子:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C. c點(diǎn)表示酸HA(aq)和NaOH(aq)溶液恰好完全反應(yīng)
D. d點(diǎn)溶液加水稀釋后c(H+)/c(HA)的值會增大
【答案】C
【解析】
【分析】
A、a點(diǎn)時,為0.01 mol·L-1HA溶液,根據(jù)電離常數(shù)計算c(H+);
B、b點(diǎn)溶液為HA和NaA的混合物,溶液呈酸性;
C、根據(jù)反應(yīng)方程式,結(jié)合溶液呈中性進(jìn)行判斷;
D、d點(diǎn)溶液存在A-的水解平衡,在一定溫度下水解平衡常數(shù)不變,據(jù)此分析。
【詳解】A、a點(diǎn)時,為0.01 mol·L-1HA溶液,已知25℃時一元酸HA(aq)電離平衡常數(shù)Ka=1.6×10-5,
HAH++A-
起始濃度(mol/L) 0.01 0 0
平衡濃度(mol/L) 0.01-x x x
=1.610-5,由于x很小,0.01-x0.01,則x2=1.610-7,解得x=410-4,pH=-lg410-4=4-2lg2=4-20.3=3.4>3,故A正確;
B、b點(diǎn)時酸過量,溶液為HA和NaA的混合物,溶液呈酸性,應(yīng)存在c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B正確;
C、若酸HA(aq)和NaOH(aq)溶液恰好完全反應(yīng)則生成NaA為強(qiáng)堿弱酸鹽,水解顯堿性,pH>7,與c點(diǎn)溶液呈中性不符,故C錯誤;
D、d點(diǎn)為NaOH和NaA的混合物,溶液中存在醋酸根離子的水解平衡:A -+H2OHA+OH-,水解常數(shù)Kh==,在一定溫度下不變,加水稀釋后,c(A-)減小,則c(HA) /c(H+)減小,故c(H+)/c(HA)的值增大,故D正確;
故選C。
第II卷
非選擇題(共4小題,共46分)
19.水煤氣法制取甲醇(CH3OH)的反應(yīng)及其反應(yīng)的焓變、平衡常數(shù)如下:
① CH4(g) +1/2O2(g)CO(g) + 2H2(g) △H1 =-35.4kJ·mol-1 平衡常數(shù)K1
② CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) △H2 =-90.1 kJ·mol-1 平衡常數(shù)K2
③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 平衡常數(shù)K3
(1)在25℃、101kPa下,1g液態(tài)甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_________________________________。
(2)依據(jù)蓋斯定律求出反應(yīng)③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 =_____kJ·mol-1,相同溫度下K3=______(用含K1、K2代數(shù)式表示)。
(3)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的能量及變化理解錯誤的是(填字母序號)______。
a.反應(yīng)中活化能的作用是使反應(yīng)物活化,從而啟動反應(yīng)或改變反應(yīng)速率
b.化學(xué)鍵的斷裂與形成一定伴隨著電子的轉(zhuǎn)移和能量變化
c.在一定條件下,某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變(△H)決定
d.氯化鈉晶體熔化時,離子鍵被破壞,吸收能量,發(fā)生化學(xué)變化
e.200℃、101kPa時,1 mol H2和碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng),熱化學(xué)方程式表示如下:H2(g)+I(xiàn)2(g) === 2HI(g) △H= -14.9 kJ·mol-1
f.燃燒熱定義中“生成穩(wěn)定的氧化物”,意味著這些氧化物不能再燃燒了
【答案】 (1). CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76kJ·mol-1 (2). -251 (3). K12·K22 (4). b d e
【解析】
【分析】
(1)由1g液態(tài)甲醇燃燒放熱22.68kJ,則1mol CH3OH燃燒放熱22.68 kJ×32=725.76kJ,并在熱化學(xué)方程式中標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài);
(2)根據(jù)蓋斯定律求反應(yīng)熱;通過化學(xué)方程式加和求反應(yīng)的平衡常數(shù);
(3)a.活化能的作用在于使反應(yīng)物活化,從而啟動反應(yīng)或改變反應(yīng)速率;
b.成鍵釋放能量,但不一定發(fā)生氧化還原反應(yīng);
c.在一定條件下,某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變(△H)決定;
d.氯化鈉熔化只有離子鍵的斷裂,沒有新鍵的形成,不屬于化學(xué)變化;
e.沒有反應(yīng)熱數(shù)據(jù),不能寫出熱化學(xué)方程式;
f. “生成穩(wěn)定的氧化物” 指在燃燒的過程中不會再發(fā)生反應(yīng)的氧化物,也就是完全燃燒。
【詳解】(1) 由1g液態(tài)甲醇燃燒放熱22.68kJ,則1mol CH3OH燃燒放熱22.68 kJ×32=725.76kJ,則該燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76kJ·mol-1?,
因此,本題正確答案是:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO 2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76kJ·mol-1?;
(2)已知:① CH4(g) +1/2O2(g)CO(g) + 2H2(g) △H1 =-35.4kJ·mol-1
② CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) △H2 =-90.1 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,①×2+②×2得③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g)
故△H3 =(-35.4kJ·mol-1)×2+(-90.1 kJ·mol-1 )×2=-251kJ·mol-1,
相同溫度下K3=== K12·K22,
因此,本題正確答案是:-251 ;K12·K22 ;
(3)a.活化能的作用在于使反應(yīng)物活化,從而啟動反應(yīng)或改變反應(yīng)速率,故a正確;
b.成鍵釋放能量,但不一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),則化學(xué)鍵的形成一定伴隨著能量變化,不一定存在電子的轉(zhuǎn)移,故b錯誤;
c.在一定條件下,某一化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變(△H)決定,故c正確;
d.化學(xué)變化是舊鍵的斷裂和新鍵的形成,氯化鈉熔化只有離子鍵的斷裂,沒有新鍵的形成,不屬于化學(xué)變化,故d錯誤;
e.沒有反應(yīng)熱數(shù)據(jù),不能寫出熱化學(xué)方程式,故e錯誤;
f. “生成穩(wěn)定的氧化物” 指在燃燒的過程中不會再發(fā)生反應(yīng)的氧化物,也就是完全燃燒,故f正確。
因此,本題答案選:b d e。
20.t℃時,將3 mol A和2 mol B氣體通人體積為2L的密閉容器中(容積不變),發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g) 2C(g),2 min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(溫度不變),測得C的濃度為0.2 mol/L,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />
(1)該過程用A表示的反應(yīng)速率為:v(A)=_______;該溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為__________。
(2)比較達(dá)到平衡時,A、B兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:α(A)______α(B)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號)__________。
a.生成C的速率與消耗B的速率相等 b.混合氣體的密度不變
c.混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變 d.A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
(4)若升高溫度,再次達(dá)平衡時,平衡常數(shù)數(shù)值變大,則該反應(yīng)的H_____0(填“>”、“=”或“<”)。
(5)若保持溫度不變時,繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通入少量氦氣(氦氣和A、B、C都不反應(yīng))后,則化學(xué)反應(yīng)速率會__________(填“加快”、“減慢”或“不變”),化學(xué)平衡將_________(填“正反應(yīng)方向移動”、“逆反應(yīng)方向移動”或“不移動”)。
(6)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng),起始投料時各物質(zhì)的濃度如下表:
A
B
C
投料I
3.0 mol/L
1.0 mol/L
0
投料II
2.0 mol/L
1.0 mol/L
2.0 mol/L
按投料I進(jìn)行反應(yīng),測得達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時A的轉(zhuǎn)化率為40%,若按投料II進(jìn)行反應(yīng),起始時反應(yīng)進(jìn)行的方向為________(填“正向”、“逆向”或“不移動)。
【答案】 (1). 0.15 mol/(L·min) (2). K=c2(C)/c3(A)c(B) (3). > (4). c d (5). > (6). 不變 (7). 不移動 (8). 逆向
【解析】
【分析】
(1)列出三行式,找出轉(zhuǎn)化量和平衡量,再根據(jù)v=計算反應(yīng)速率;根據(jù)化學(xué)方程式,列出平衡常數(shù)表達(dá)式。
(2)列出三行式,找出轉(zhuǎn)化量和平衡量,求出A、B的轉(zhuǎn)化率,再比較大??;
(3)達(dá)到平衡狀態(tài)時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的百分含量保持不變;
(4)若升高溫度,再次達(dá)平衡時,平衡常數(shù)數(shù)值變大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,由于升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H>0;
(5)恒容容器充入惰氣,各物質(zhì)的濃度不變,則化學(xué)反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡將不移動;
(6)根據(jù)投料I達(dá)到平衡時A的轉(zhuǎn)化率,求出平衡時各物質(zhì)的濃度,進(jìn)而求出該溫度下平衡常數(shù);若按投料II進(jìn)行反應(yīng),Qc==0.5>K,所以起始時反應(yīng)向逆向進(jìn)行。
【詳解】 3A(g)+B(g) 2C(g)
起始濃度(mol/L)1.5???????1?????? ??0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.3????????0.1????? ??0.2
平衡濃度(mol/L)1.2????????0.9?????? ?0.2
2min達(dá)平衡,該過程用A表示的反應(yīng)速率為:v(A)==0.15 mol/(L·min);
根據(jù)化學(xué)方程式,平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c2(C)/c3(A)c(B)。
故答案為:0.15 mol/(L·min); K=c2(C)/c3(A)c(B);
(2)達(dá)到平衡時,A的轉(zhuǎn)化率:α(A)=×100%=20%,
α(B)=×100%=10%,所以α(A) >α(B)。
故答案為:>;
(3)a.生成C的速率與消耗B的速率相等不能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,故不能判斷是否達(dá)到平衡,a不選;
b.由于該反應(yīng)容積固定,V不變,反應(yīng)物和生成物都是氣體,總質(zhì)量不變,所以混合氣體的密度始終不變,不能判斷是否達(dá)到平衡,b不選;
c.根據(jù)M=,混合氣體的質(zhì)量不變,但氣體的總物質(zhì)的量隨反應(yīng)改變,若相對平均分子質(zhì)量不變則說明各物質(zhì)的百分含量不再改變,說明達(dá)到平衡狀態(tài),c選;
d.A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化,則反應(yīng)混合物中各組分百分含量都不變,說明達(dá)到平衡狀態(tài),d選;
故答案為:c d;
(4)若升高溫度,再次達(dá)平衡時,平衡常數(shù)數(shù)值變大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,由于升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H>0;
故答案為:>;
(5)通入少量氦氣后,由于是恒容,各物質(zhì)的濃度不變,則化學(xué)反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡不移動。
故答案為:不變 ;不移動;
(6)恒溫恒容密閉容器中,起始投料I建立平衡:
3A(g)+B(g) 2C(g)
起始濃度(mol/L)3????? ??1?????? ??0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)3x????????x????? ? 2x
平衡濃度(mol/L)3-3x???????1-x?????? ?2x
A的轉(zhuǎn)化率為40%,則×100%=40%,解得x=0.4,
則該溫度下的平衡常數(shù)為K===0.18
若按投料II進(jìn)行反應(yīng),Qc==0.5>K,所以起始時反應(yīng)向逆向進(jìn)行。
故答案為:逆向。
【點(diǎn)睛】本題較難,考查化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡,學(xué)生能利用濃度商和平衡常數(shù)來分析(6)是解答本題的關(guān)鍵。
21.現(xiàn)有室溫下濃度均為1×10﹣3 mol/L的幾種溶液:①鹽酸、②硫酸、③醋酸、④硫酸銨、⑤氨水、⑥氫氧化鈉溶液,回答下列問題:
(1)氨水的電離方程式為_______,硫酸銨在水溶液中水解的離子方程式為___________。
(2)將③、⑥混合后,若溶液呈中性,則消耗兩溶液的體積為③________⑥(填“>”、“=”或“<”),溶液中的離子濃度由大到小的順序為____________________________。
(3)在某溫度下(Kw=1×10﹣12),將100 mL的①與100 mL的⑥溶液混合后(假設(shè)混合后溶液的體積為混合前兩溶液的體積之和),溶液的pH=_________。
(4)若將等體積的②、③溶液加熱至相同溫度后,溶液的pH ②_______③(填“>” 、“=”或“<”)。
(5)室溫時,若用①滴定⑤,適宜的指示劑為_____,當(dāng)?shù)味ㄟ^程中pH=9時,且溶液中滿足4c(NH4+)=7c(NH3·H2O),則氨水的電離平衡常數(shù)Kb(NH3·H2O)=____(填數(shù)值)。
【答案】 (1). NH3·H2ONH4+ + OH- (2). NH4+ + H2O NH3·H2O+H+ (3). > (4). c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-) (5). 6 (6). < (7). 甲基橙 (8). 1.75×10-5
【解析】
【分析】
(1)依據(jù)一水合氨為弱電解質(zhì)書寫電離方程式;銨根離子為弱堿陽離子和水電離出的氫氧根離子結(jié)合生成一水合氨和氫離子;
(2)若二溶液體積相同,生成了醋酸鈉溶液,顯示堿性,所以醋酸應(yīng)該體積大些;反應(yīng)后的pH等于7的醋酸鈉中性溶液,根據(jù)電荷守恒分析離子濃度大小關(guān)系;
(3)將100 mL、1×10﹣3 mol/L的鹽酸與100 mL、1×10﹣3 mol/L的氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,由于Kw=1×10﹣12,c(H+)=1×10﹣6,pH=6。
(4)若將等體積等濃度的硫酸、醋酸溶液,由于硫酸是二元強(qiáng)酸,醋酸是弱酸,不完全電離,溶液中的c(H+)硫酸大于醋酸,所以溶液的pH ②<③;
(5)用1×10﹣3 mol/L的鹽酸滴定1×10﹣3 mol/L的氨水,恰好完全反應(yīng)時生成氯化銨,溶液呈酸性,所以適宜的指示劑為甲基橙;當(dāng)?shù)味ㄟ^程中pH=9時,溶液為一水合氨和氯化銨的混合溶液,氨水的電離平衡常數(shù)Kb(NH3·H2O)=,將4c(NH4+)=7c(NH3·H2O),c(OH-)=10-5mol/L,代入得:
Kb(NH3·H2O)==1.75×10-5。
【詳解】(1)NH3·H2O為弱電解質(zhì),發(fā)生部分電離,電離方程式為NH3·H2ONH4+ + OH-;NH4+為弱堿陽離子和水電離出的氫氧根離子結(jié)合生成一水合氨和氫離子,水解的離子方程式為NH4+ + H2O NH3·H2O+H+;
因此,本題正確答案為:NH3·H2ONH4+ + OH-;NH4+ + H2O NH3·H2O+H+;
(2)若二溶液體積相同,生成了醋酸鈉溶液,顯示堿性,所以醋酸應(yīng)該體積大些,消耗兩溶液的體積為③>⑥;反應(yīng)后的pH等于7的醋酸鈉中性溶液,根據(jù)電荷守恒c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
因此,本題正確答案為:>;c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
(3)將100 mL、1×10﹣3 mol/L的鹽酸與100 mL、1×10﹣3 mol/L的氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,由于此時Kw=1×10﹣12,則c(H+)=1×10﹣6,pH=6。
因此,本題正確答案為:6;
(4)若將等體積等濃度的硫酸、醋酸溶液,由于硫酸是二元強(qiáng)酸,醋酸是弱酸,不完全電離,溶液中的c(H+)硫酸大于醋酸,所以溶液的pH ②<③;
因此,本題正確答案為:<;
(5)用1×10﹣3 mol/L的鹽酸滴定1×10﹣3 mol/L的氨水,恰好完全反應(yīng)時生成氯化銨,溶液呈酸性,所以適宜的指示劑為甲基橙;
當(dāng)?shù)味ㄟ^程中pH=9時,溶液為一水合氨和氯化銨的混合溶液,氨水的電離平衡常數(shù)Kb(NH3·H2O)=,將已知4c(NH4+)=7c(NH3·H2O),c(OH-)=10-5mol/L,代入得:
Kb(NH3·H2O)==1.75×10-5。
因此,本題正確答案為:甲基橙;1.75×10-5。
22.結(jié)合所學(xué)內(nèi)容,回答下列問題:
Ⅰ.某同學(xué)進(jìn)行影響草酸與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)速率因素的研究。草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。室溫下,兩支試管分別編號①和②,實驗數(shù)據(jù)如下:
實驗序號
①
②
加入試劑
4 mL 0.01mol/L酸性 KMnO4溶液
2 mL 0.1mol/L H2C2O4溶液
4 mL 0.01mol/L酸性 KMnO4溶液
2 mL 0.1mol/L H2C2O4溶液
一粒黃豆粒大的MnSO4固體
褪色時間/s
116
6
試管①中KMnO4溶液褪色的速率開始十分緩慢,一段時間后突然加快。
請回答:
(1)該實驗結(jié)論是___________________________________________________________。
(2)實驗②選用MnSO4固體而不是MnCl2固體的原因是____________________________。
(3)該同學(xué)為使實驗更加嚴(yán)密,在試管③中做了如下實驗,請預(yù)測褪色時間約為_____。
實驗序號
③
加入試劑
4 mL 0.01mol/L酸性 KMnO4溶液
2 mL 0.1mol/L H2C2O4溶液
一粒黃豆粒大的Na2SO4固體
褪色時間/s
Ⅱ.滴定法是一種重要的定量分析方法,應(yīng)用范圍很廣。某地市場上銷售的一種食用精制鹽包裝袋上有如下部分說明:
產(chǎn)品等級
一級
配料
食鹽、碘酸鉀(KIO3)、抗結(jié)劑
碘含量(以I計)
20~50 mg·kg-1
已知:IO3-+5I-+6H+ = 3I2+3H2O,I2+2S2O32- = 2I-+S4O62-某學(xué)生擬測定食用精制鹽的碘含量,其步驟為
a.準(zhǔn)確稱取W g食鹽,加適量蒸餾水使其完全溶解
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3與KI反應(yīng)完全
c.加入指示劑,逐滴加入物質(zhì)的量濃度為2.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0 mL,恰好反應(yīng)完全
(4)c中加入的指示劑可選用_________,恰好完全反應(yīng)時的現(xiàn)象是_______________。
(5)若操作b在空氣中振蕩時間過長,則最終測定的測定食用精制鹽中的的碘含量會__________(填“偏高”、“偏低”或“沒有影響”)。
(6)根據(jù)以上實驗和包裝說明,算得所測食用精制鹽的碘含量是(以含W的代數(shù)式表示)________mg·kg-1(計算結(jié)果保留整數(shù)即可)。
【答案】 (1). 在其他條件相同時,Mn2+是KMnO4與H2C2O4反應(yīng)的催化劑,起著加快反應(yīng)速率的作用 (2). 酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化MnCl2中的Cl-,也會使KMnO4溶液褪色。或控制單一變量,排除Cl-對反應(yīng)速率有影響的可能性(兩者取其一即可) (3). 116 s (4). 淀粉 (5). 溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色,且30s不變化 (6). 偏高 (7). 423/W
【解析】
【分析】
Ⅰ.(1)實驗①、②、③中使用的反應(yīng)物是都是?0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4溶液,都在室溫下反應(yīng),說明濃度相同,溫度相同,對比其他條件以及高錳酸鉀褪色時間的快慢,從催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響進(jìn)行分析;?根據(jù)草酸與酸性高錳酸鉀反應(yīng)生成了MnSO4來分析;
(2)根據(jù)酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化氯化錳中的氯離子,也會使KMnO4溶液褪色,產(chǎn)生干擾進(jìn)行分析;
(3)實驗①、②、③中使用的反應(yīng)物是都是?0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4,
實驗③沒有Mn2+的催化作用,反應(yīng)速率和實驗①應(yīng)相同;
Ⅱ.(4)碘遇淀粉溶液變藍(lán);溶液呈藍(lán)色,隨反應(yīng)I2+2S2O32- = 2I-+S4O62-進(jìn)行,溶液中沒有碘,溶液由藍(lán)色為無色;
(5)若操作b在空氣中振蕩時間過長,則有部分I-可能被空氣中的氧氣氧化成I2,在滴定時消耗的標(biāo)準(zhǔn)液偏多,計算結(jié)果偏大;
(6)根據(jù)IO3-+5I-+6H+ = 3I2+3H2O反應(yīng)方程式計算。
【詳解】(1)實驗①、②、③中使用的反應(yīng)物是都是?0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4,都在室溫下反應(yīng),說明濃度相同,溫度相同,高錳酸鉀褪色時間最快的是②,加了硫酸錳,③中加的是硫酸鈉與①褪色時間基本相同,對比得知起催化作用的是Mn2+,?
因此,本題正確答案是:在其他條件相同時,Mn2+是草酸與酸性高錳酸鉀反應(yīng)的催化劑,起著加快反應(yīng)速率的作用;
(2)酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化MnCl2中的Cl-,也會使KMnO4溶液褪色?;蚩刂茊我蛔兞浚懦鼵l-對反應(yīng)速率有影響的可能性(兩者取其一即可)
因此,本題正確答案是:酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化MnCl2中的Cl-,也會使KMnO4溶液褪色。或控制單一變量,排除Cl-對反應(yīng)速率有影響的可能性(兩者取其一即可);
(3)實驗①、②、③中使用的反應(yīng)物是都是?0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4,
實驗③沒有Mn2+的催化作用,反應(yīng)速率和實驗①應(yīng)相同,褪色時間約為116s;
因此,本題正確答案是:116s;
Ⅱ.(4)碘遇淀粉溶液變藍(lán),故加入的指示劑可選用淀粉;溶液呈藍(lán)色,隨反應(yīng)I2+2S2O32- = 2I-+S4O62-進(jìn)行,溶液中沒有碘,溶液由藍(lán)色為無色,說明反應(yīng)到終點(diǎn),判斷c中反應(yīng)恰好完全所根據(jù)的現(xiàn)象是:溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色,且30s不變化,
因此,本題正確答案是:淀粉;溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色,且30s不變化;
(5)若操作b在空氣中振蕩時間過長,則有部分I-可能被空氣中的氧氣氧化成I2,在滴定時消耗的標(biāo)準(zhǔn)液偏多,計算結(jié)果偏高;
因此,本題正確答案是:偏高;
(6)b中生成的碘在c中反應(yīng)IO3-+5I-+6H+ = 3I2+3H2O,所以
IO3-~~~~~~?3I2~~~~~~6S2O32-
?1mol???????????????? ?6mol
x?? 2.0×10-3mol/L×0.01L=2.0×10-5mol
解得:x=2.0×10-5mol,m(I)=2.0×10-5mol×127g/mol=4.23×10-4g=0.423mg
則每千克食鹽中含碘==mg/kg,
因此,本題正確答案是:423/W。
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