
1.化學(xué)與生活息息相關(guān),下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是
A. 用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物
B. 銀質(zhì)器物久置表面變暗與電化學(xué)腐蝕有關(guān)
C. 為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體,應(yīng)積極開發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù)
D. 電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕,原理是犧牲陽極的陰極保護(hù)法
【答案】B
【解析】
【詳解】A.鋁鹽、鐵鹽都能水解生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物膠體,具有吸附性,可吸附水中的懸浮物,A項(xiàng)正確;
B.銀質(zhì)器物久置表面變暗是由于金屬銀在空氣中被氧化而變暗,屬于化學(xué)腐蝕,與電化學(xué)腐蝕無關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.電池中的重金屬污染土壤和水體會(huì)造成對(duì)人畜的危害,所以我們大力支持回收電池及開發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù),C項(xiàng)正確;
D.鎂比鐵活潑,易形成原電池負(fù)極,可防止內(nèi)膽腐蝕,這是利用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法,D項(xiàng)正確;
故選B。
2.下列說法正確的是
①物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的同時(shí)都伴有能量變化
②伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化
③放熱反應(yīng)不需加熱就能發(fā)生,吸熱反應(yīng)不加熱就不能發(fā)生
④吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都可能在常溫下進(jìn)行
⑤NaOH固體溶于水放出的能量就是該變化的反應(yīng)熱
⑥在任何條件下,化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱
⑦生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時(shí),反應(yīng)吸熱,ΔH>0
⑧化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物的多少、反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等有關(guān)
A. ①⑤⑦⑧ B. ②④⑤⑦ C. ①④⑦⑧ D. ③④⑥⑧
【答案】C
【解析】
【詳解】①物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,都伴有能量變化,比如放熱或吸熱,正確;
②伴有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)變化,比如液態(tài)水蒸發(fā)吸熱不屬于化學(xué)變化,而是物理變化,錯(cuò)誤;
③放熱反應(yīng)可能需加熱才發(fā)生,比如天然氣燃燒需點(diǎn)燃才發(fā)生放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng)不加熱也可能發(fā)生,比如氯化銨與氫氧化鋇晶體一混合便發(fā)生吸熱反應(yīng),錯(cuò)誤;
④吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件無關(guān),都可能在常溫下進(jìn)行,正確;
⑤反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量,而NaOH固體溶于水為物理變化,溶解時(shí)的能量變化不是反應(yīng)熱,錯(cuò)誤;
⑥在恒壓時(shí),化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱,錯(cuò)誤;
⑦生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時(shí),在反應(yīng)過程中從外界吸收能量,則反應(yīng)吸熱,ΔH>0,正確;
⑧反應(yīng)物量的不同,反應(yīng)熱不同;反應(yīng)物和產(chǎn)物的狀態(tài),如生成液態(tài)水和水蒸氣,反應(yīng)熱也不一樣;溫度和壓強(qiáng)也會(huì)影響反應(yīng)熱大小,正確;
綜上:①④⑦⑧正確;
故選C。
3.NF3是一種溫室氣體,其存儲(chǔ)能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大氣中的壽命可長達(dá)740年之久,如表所示是幾種化學(xué)鍵的鍵能:
化學(xué)鍵
N≡N
F—F
N—F
鍵能/kJ·mol-1
946
154.8
283.0
下列說法中正確的是
A. 過程N(yùn)(g)+3F(g)→NF3(g)吸收能量
B. 反應(yīng)N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)ΔH>0
C. NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D. 斷裂1molN—F鍵吸收的能量與形成1molN—F鍵釋放的能量相同
【答案】D
【解析】
【詳解】A.過程N(yùn)(g)+3F(g)→NF3(g)為形成化學(xué)鍵,需放出能量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.結(jié)合反應(yīng)N2(g)+3F2(g)→2NF3(g),則ΔH=(946+3×154.8-2×3×283.0) kJ·mol-1=-287.6 kJ·mol-1c(Na+)>c(H+) >c(OH-)
C. 點(diǎn)②所示溶液中:c(Na+) =c(HA) +c(A-)
D. 水的電離程度隨著NaOH溶液的滴入不斷增大
【答案】B
【解析】
【詳解】A.結(jié)合“用 0.1000mol/L NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000mol/L某一元酸HA溶液”,恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗NaOH溶液20mL,由圖知反應(yīng)后溶液pH大于7,常溫下,溶液顯堿性,推知用酚酞作指示劑,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.由題可知點(diǎn)①溶質(zhì)為等量的HA和NaA,由圖知溶液顯酸性(c(H+) >c(OH-)),則HA的電離程度大于A-的水解程度,則c(A-) >c(Na+)>c(H+) >c(OH-),B項(xiàng)正確;
C.由電荷守恒知c(Na+)+c(H+) =c(OH-)+ c(A-),又點(diǎn)②pH=7,則c(H+) =c(OH-),推知c(Na+) = c(A-),則c(Na+) <c(HA) +c(A-),C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.加入NaOH溶液生成NaA,則A-的水解促進(jìn)水的電離,當(dāng)酸堿恰好完全反應(yīng)后,繼續(xù)滴加NaOH溶液,則OH-會(huì)抑制水的電離,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
故選B。
14.下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是
A. 向0.1molCH3COOH溶液中加入少量水,溶液中 減小
B. 將CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃,溶液中 增大
C. 向鹽酸中加入氨水至中性,溶液中 >1
D. 將0.1mol/L的NaOH的溫度提高至80℃,溶液的pH變小
【答案】D
【解析】
【詳解】A. 稀醋酸加水稀釋促進(jìn)電離,醋酸分子濃度減小程度大于氫離子濃度減小程度,故A錯(cuò)誤;
B. 升溫促進(jìn)醋酸根離子水解,醋酸的水解平衡常數(shù)增大,上式是醋酸根離子水解平衡常數(shù)的倒數(shù),所以題目中的比值應(yīng)減小,故B錯(cuò)誤;
C. 據(jù)電荷守恒,上述比值應(yīng)等于1,故C錯(cuò)誤;
D.溫度升高,促進(jìn)水的電離,水的離子積常數(shù)增大,雖然氫氧根離子濃度不變,但氫離子濃度增大,所以溶液的pH變小,故D正確;
故選:D。
15.某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),現(xiàn)斷開K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開K1,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),下列有關(guān)描述正確的是
A. 斷開K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H++2Cl—Cl2↑+H2↑
B. 斷開K2,閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅
C. 斷開K1,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)為:Cl2+2e—=2Cl—
D. 斷開K1,閉合K2時(shí),石墨電極作正極
【答案】D
【解析】
【詳解】斷開K2、閉合K1時(shí),裝置為電解池,兩極均有氣泡產(chǎn)生,則總反應(yīng)為2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑,石墨為陽極,銅為陰極,因此石墨電極處產(chǎn)生Cl2,在銅電極處產(chǎn)生H2,銅電極附近產(chǎn)生OH-,溶液變紅,A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)A中分析可知B錯(cuò)誤;
C、斷開K1、閉合K2時(shí),裝置為原電池,銅電極上的電極反應(yīng)為H2-2e-+2OH-=2H2O,其為負(fù)極,而石墨上的電極反應(yīng)為Cl2+2e-=2Cl-,其為正極,C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)C中分析可知D正確,答案選D。
【點(diǎn)晴】解答時(shí)注意把握電化學(xué)工作原理,為高考常見題型,側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查,有利于培養(yǎng)學(xué)生的良好的科學(xué)素養(yǎng)。明確原電池和電解池的工作原理是解答的關(guān)鍵,注意電極名稱的判斷和電極反應(yīng)式的書寫。
16.下列實(shí)驗(yàn)裝置符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
目的
粗銅的精煉
驗(yàn)證溶液(含酚酞)的產(chǎn)物
裝置
選項(xiàng)
A
B
目的
在鐵制品上鍍銅
構(gòu)成原電池
裝置
選項(xiàng)
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.精煉銅的裝置中,粗銅應(yīng)做陽極,即與電源的正極相連,故錯(cuò)誤;
B.從電流方向判斷,左側(cè)為電源的負(fù)極,電解池中鐵棒為陰極,產(chǎn)生氫氣,用向下排空氣法收集,電解池碳棒為陽極,產(chǎn)生氯氣,用淀粉碘化鉀檢驗(yàn),故正確;
C.在鐵制品上鍍銅裝置中,銅應(yīng)與電源的正極相連,做陽極,鐵制品應(yīng)與電源的負(fù)極相連,做陰極,故錯(cuò)誤;
D.Fe插入FeCl3溶液中,鐵直接和氯化鐵反應(yīng),不能構(gòu)成原電池,欲構(gòu)成原電池,鐵和氯化鐵溶液應(yīng)分開在兩側(cè),即鐵和碳應(yīng)換位置,故錯(cuò)誤。
故選B。
【點(diǎn)睛】掌握電解池工作原理和原電池原理是關(guān)鍵。同時(shí)要掌握電解產(chǎn)物的收集或檢驗(yàn)方法。注意雙液原電池需要將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開。
17.化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用,電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NO3-的原理圖所示。下列說法不正確的是:
A. A為電源正極
B. 陽極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=4H++O2↑
C. 若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為10.4克
D. 陰極反應(yīng)式為:2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)題給原理圖知,在Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應(yīng),陰極反應(yīng)式為:2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-,因此Ag-Pt電極為陰極,則B為負(fù)極,A為電源正極,A正確;
B.陽極為溶液中的氫氧根放電,氫氧根來自水的電離,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=4H++O2↑,B正確;
C.由陽極電極反應(yīng)式知,轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),陽極區(qū)消耗1mol水,產(chǎn)生2molH+進(jìn)入陰極室,陽極室質(zhì)量減少18g;陰極室中放出0.2molN2(5.6g),同時(shí)有2molH+(2g)進(jìn)入陰極室,因此陰極室質(zhì)量減少3.6g,故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(△m左-△m右)=14.4g,C錯(cuò)誤;
D.陰極反應(yīng)式為:2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-,D正確。
答案選C。
18.將0.6mol KCl、0.4mol Cu(NO3)2、0.2molAgNO3一起溶于水,配成100mL混合溶液,用惰性電極電解一段時(shí)間后,若在一極析出19.2g Cu,此時(shí)在另一極上產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為
A. 3.96L B. 4.48L C. 5.6L D. 6.72L
【答案】C
【解析】
【分析】
混合溶液中發(fā)生的反應(yīng)為AgNO3+ KCl =AgCl↓+KNO3,得混合溶液中的溶質(zhì)為0.2molKNO3、0.4molCu(NO3)2、0.4molKCl,根據(jù)Cu和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式可計(jì)算出O2和Cl2的體積。
【詳解】混合溶液中發(fā)生的反應(yīng)為AgNO3+ KCl =AgCl↓+KNO3,根據(jù)方程式知,0.2mol AgNO3完全反應(yīng)需要0.2molKCl,還剩余0.4molKCl,且同時(shí)生成0.2molKNO3,所以混合溶液中的溶質(zhì)為0.2molKNO3、0.4molCu(NO3)2、0.4molKCl,用惰性電極電解一段時(shí)間后,若在一極析出Cu:0.3mol(19.2g)<0.4mol,根據(jù)Cu和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式知,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2n(Cu)=2×0.3mol=0.6mol,氯離子完全放電時(shí)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=0.4mol×1=0.4mol,則還有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)生成氧氣,則生成n(O2)==0.05mol,生成n(Cl2)=n(Cl-)= ×0.4mol=0.2mol,生成氣體V=nVm=(0.2+0.05)mol×22.4mol/L=5.6L,
故選C。
【點(diǎn)睛】解決電化學(xué)中的相關(guān)計(jì)算問題的切入點(diǎn)應(yīng)該為:把計(jì)算問題看做是氧化還原反應(yīng)理論知識(shí)的拓展與延伸,并能靈活運(yùn)用上述相關(guān)解決問題的方法,許多問題都會(huì)變得“柳暗花明”的畫面。
19.(1)如圖1是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,則E1________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),ΔH________。請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________。
(2)觀察圖a和圖b,根據(jù)蓋斯定律,寫出△H1、△H2、△H3、△H4、△H5和△H6的關(guān)系。圖a:________________________;圖b:_________________________。
(3)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:① H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol
② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+4NO(g) △H= +1160 kJ/mol
③ CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574 kJ/mol
請(qǐng)寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的氣體和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式________。
【答案】 (1). 減小 (2). 不變 (3). NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ/mol (4). △H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0 (5). △H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6 (6). CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955kJ/mol
【解析】
【詳解】(1)若在反應(yīng)體系中加入催化劑,活化能降低,則E1減??;由圖可以知道,ΔH =E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol;1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO,則NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ/mol;
(2)圖a:以A為起點(diǎn),最終回到A,整個(gè)過程沒有能量變化,所以△H1+△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=0;圖b:變化有兩個(gè)途徑A→F,A→B→C→D→E→F,兩個(gè)途徑的熱效應(yīng)相同,所以△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=△H6;
(3)① H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol
② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+4NO(g) △H= +1160 kJ/mol
③ CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574 kJ/mol
則-2×①-×②+×③,得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),且△H=-2×(+44 kJ/mol)-×(+1160 kJ/mol)+×(-574 kJ/mol)= -955kJ/mol,則CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的氣體和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955kJ/mol。
【點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)途徑無關(guān),利用蓋斯定律可以間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。1.明確所求反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài),各物質(zhì)系數(shù),及反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng);2.蓋斯定律與反應(yīng)途徑無關(guān),不同途徑對(duì)應(yīng)的最終結(jié)果是一樣的;3.各反應(yīng)式相加時(shí),有的反應(yīng)逆向?qū)?,ΔH符號(hào)也相反。有的反應(yīng)式要擴(kuò)大或縮小相應(yīng)倍數(shù),ΔH也要相應(yīng)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù);4.注意各分步反應(yīng)的ΔH的正負(fù),放熱反應(yīng)為“-”,吸熱反應(yīng)為“+”,其具備數(shù)學(xué)意義,可進(jìn)行大小比較;5.注意弱電解質(zhì)的電離、水解反應(yīng)吸熱,濃硫酸的稀釋、氫氧化鈉固體的溶解放熱,都將對(duì)反應(yīng)熱產(chǎn)生影響。
20.研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)一定條件下,將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列各項(xiàng)能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____________。
A.體系壓強(qiáng)保持不變
B.混合氣體顏色保持不變
C.NO和O2的物質(zhì)的量之比保持不變
D.每消耗1 molO2同時(shí)生成2 molNO
(2)CO可用于合成甲醇,一定溫度下,向體積為2L的密閉容器中加入CO和H2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),達(dá)平衡后測(cè)得各組分濃度:
物質(zhì)
CO
H2
CH3OH
濃度(mol/L)
0.9
1.0
0.6
回答下列問題:
①混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=_________________。
②平衡常數(shù)K=__________________。
③若將容器體積壓縮為1L,不經(jīng)計(jì)算,預(yù)測(cè)新平衡中c(H2)的取值范圍是__________。
④若保持體積不變,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此時(shí)v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 (1). A、B、C、D (2). 18.56 (3). 0.67 (4). 1mol/L<c(H2)<2mol/L (5). =
【解析】
【詳解】(1)A.該反應(yīng)兩邊的化學(xué)計(jì)量數(shù)不相等,在反應(yīng)沒有達(dá)到平衡時(shí),氣體的物質(zhì)的量會(huì)發(fā)生改變,體系的壓強(qiáng)也要改變,如果壓強(qiáng)不變說明氣體的生成與消耗速率相等,反應(yīng)達(dá)到了平衡,A項(xiàng)正確;
B.反應(yīng)中NO2是有色氣體,顏色不變說明NO2的濃度不再改變,則反應(yīng)達(dá)到了平衡,B項(xiàng)正確;
C.NO和O2的起始物質(zhì)的量相等,但化學(xué)計(jì)量數(shù)不同,變化量不相同,如果沒有達(dá)到平衡,NO和O2的物質(zhì)的量之比會(huì)發(fā)生改變,不發(fā)生改變說明達(dá)到了平衡,C項(xiàng)正確;
D. 每消耗1 molO2同時(shí)生成2 molNO,正逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到了平衡,D項(xiàng)正確;
故選ABCD;
(2)①由表中數(shù)據(jù)知,CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量分別是1.8mol、2mol、1.2mol,質(zhì)量分別為1.8mol×28g/mol=50.4g、2mol×2g/mol=4g、1.2mol×32g/mol=38.4g,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量等于==18.56g/mol,因此平均相對(duì)分子質(zhì)量是18.56;
②平衡常數(shù)K= =≈0.67;
③若將容器體積壓縮為1L,該瞬間H2的濃度變?yōu)?mol/L,壓縮容器使得壓強(qiáng)變大,結(jié)合CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)中的化學(xué)計(jì)量數(shù)知,平衡右移,氫氣的濃度變小,根據(jù)勒夏特列原理知,平衡時(shí)的氫氣的濃度范圍為1mol/L<c(H2)<2mol/L;
④根據(jù)題給數(shù)據(jù):(單位mol/L)
CO
2H2
CH3OH
原平衡各組分濃度
0.9
1.0
0.6
再充入濃度
0.3
0
0.2
充入后各組分濃度
1.2
1.0
0.8
Qc===0.67=K,說明此時(shí)化學(xué)反應(yīng)仍處平衡狀態(tài),則v正=v逆。
【點(diǎn)睛】若用Qc表示任意狀態(tài)下,可逆反應(yīng)中產(chǎn)物的濃度以其化學(xué)計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的乘積與反應(yīng)物的濃度以其化學(xué)計(jì)量系數(shù)為指數(shù)的乘積之比,則這個(gè)比值稱為濃度商。將濃度商和平衡常數(shù)作比較可得可逆反應(yīng)所處的狀態(tài)。即:
Qc=Kc???體系處于化學(xué)平衡
Qc<Kc???反應(yīng)正向進(jìn)行
Qc>Kc???反應(yīng)逆向進(jìn)行
可見只要知道一定溫度下,某一反應(yīng)的平衡常數(shù),并且知道反應(yīng)物及產(chǎn)物的濃度,就能判斷該反應(yīng)是平衡狀態(tài)還是向某一方向進(jìn)行。
21.物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題:
(1)下列方法中,可以使0.10mol/LCH3COOH溶液中值增大的措施是_______________(填序號(hào))。
a.加水稀釋?b.加入少量CH3COONa固體 c.加入少量冰醋酸?d.通入少量HCl氣體 e.加少量燒堿溶液 f.升高溫度
(2)t℃時(shí),水的離子積常數(shù)Kw=1×10-12。
①該溫度下,若100體積pH=a的H2SO4溶液與1體積pH=b的NaOH溶液混合后溶液呈中性,則a+b=_________。
②該溫度下,pH=2的某酸HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后,混合溶液的pH=5。試分析其原因:_______________________;該混合溶液中:c(A-)-c(Na+)=______________________mol/L(填數(shù)值)。
(3)25℃下,有濃度均為0.1mol/L的三種溶液:a.NaHCO3;b.NaClO;c.CH3COONa。(已知25℃時(shí)電離常數(shù):H2CO3 K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11;HClO K=3.0×10-8;CH3COOH K=1.8×10-5)
①三種溶液pH由小到大的順序?yàn)椋篲______________________________(填序號(hào))。
②溶液a的pH大于8,則溶液中c(H2CO3)_____c(CO32-)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知25℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,現(xiàn)將足量氯化銀分別放入:
a.100mL蒸餾水中;
b.100mL?02mol/LAgNO3溶液中;
c.100mL?0.1mol/L氯化鋁溶液中;
d.100mL?0.1mol/L鹽酸溶液中。
充分?jǐn)嚩逗?,相同溫度下銀離子濃度由大到小的順序是________________(填寫序號(hào));b中氯離子的濃度為_________________。
【答案】 (1). a、d、f (2). 14 (3). HA為弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中還剩余較多的HA,可繼續(xù)電離出H+,使溶液的pH=5 (4). 9.9×10-6或10-5-10-7 (5). c<a<b (6). > (7). b>a>d>c (8). 9×10-10mol/L
【解析】
【詳解】(1)a.加水稀釋醋酸,c(H+)、c(CH3COOH)均減小,但由于促進(jìn)了醋酸的電離,c(CH3COOH)減少量大于c(H+),所以值增大,a項(xiàng)正確;
b.加CH3COONa固體,由于CH3COO-對(duì)CH3COOH的電離起著抑制作用,則值減小,b項(xiàng)錯(cuò)誤;
c. 加入少量冰醋酸,醋酸濃度增大,弱電解質(zhì)的濃度越大,電離程度越小,則值減小,c項(xiàng)錯(cuò)誤;
d. 通入少量HCl氣體,溶液中的c(H+)明顯增大,平衡左移,c(CH3COOH)略微增大,則值增大,d項(xiàng)正確;
e. 加少量燒堿溶液,溶液中的c(H+)明顯減小,平衡右移,c(CH3COOH)略微減小,則值減小,e項(xiàng)錯(cuò)誤;
f. 升高溫度,平衡右移,則c(H+)增大,c(CH3COOH)減小,所以值增大,f項(xiàng)正確;
故選adf;
(2)①若100體積pH=a的H2SO4溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度為10-amol/L,1體積pH=b的NaOH溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度為10b-12mol/L,混合溶液呈中性,則n(H+)=n(OH-),即100×10-amol/L=1×10b-12mol/L,所以a+b=14;
②pH=2的某酸HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后,若恰好完全反應(yīng),如果酸是強(qiáng)酸,則鹽溶液呈中性,實(shí)際上溶液呈酸性,則HA為弱酸,HA與NaOH反應(yīng)后,混合溶液中還剩余較多的HA分子,可繼續(xù)電離出H+,使溶液pH=5;該溶液中存在電荷守恒為c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),則c(A-)-c(Na+)= c(H+)-c(OH-)=(10-5-10-7)mol/L=9.9×10-6mol/L;
(3)已知酸性的強(qiáng)弱順序?yàn)椋篊H3COOH>H2CO3>HClO;
①弱酸的酸性越弱,則對(duì)應(yīng)的酸根離子水解程度越大,濃度相等時(shí)溶液的堿性越強(qiáng),三種溶液pH由小到大的順序?yàn)閏<a<b;
②NaHCO3溶液的pH大于8 顯堿性,HCO3-的水解程度大于其電離程度,則溶液中c(H2CO3)>c(CO32-);
(4)a.100mL蒸餾水中,c(Ag+)==1.34×10-5mol/L;
b. 100mL?0.2mol/LAgNO3溶液中c(Ag+)為0.2mol/L,抑制沉淀溶解平衡;
c. 100mL?0.1mol/L氯化鋁溶液中c(Cl-)為0.3mol/L,則c(Ag+)=6×10-10mol/L;
d. 100mL?0.1mol/L鹽酸溶液中c(Cl-)為0.1mol/L,則c(Ag+)=1.8×10-9mol/L;
綜上銀離子濃度大小順序?yàn)閎>a>d>c;
b中100mL0.2mol/LAgNO3溶液中c(Ag+)為0.2mol/L,故c(Cl-)=mol/L=9×10-10mol/L。
【點(diǎn)睛】對(duì)于一般的難溶電解質(zhì)AmBn的沉淀溶解平衡:AmBn(s)mAn++nBm-,則Ksp=cm(An+)×cn(Bm-?)。該式的意義是:在一定溫度下,難溶電解質(zhì)飽和溶液中各離子濃度冪的乘積為一常數(shù)。
22.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的開關(guān)時(shí),觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)根據(jù)如圖所示,回答下列問題:
(1)甲池為_____(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入 CH3OH 電極的電極反應(yīng)為_____。
(2)乙池中 A(石墨)電極的名稱為_____(填“正極”“負(fù)極”或“陰極”“陽極”),總反應(yīng)化學(xué)方程式為__________。
(3)當(dāng)乙池中 B 極質(zhì)量增加 5.4 g 時(shí),甲池中理論上消耗 O2 的體積為_____mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),丙池中_____(填“C”或“D”)極析出_____g 銅。
(4)若丙中電極不變,將其溶液換成 NaCl 溶液,開關(guān)閉合一段時(shí)間后,甲中溶液的 pH將_____(填“增大”“減小”或“不變”,下同),丙中溶液的 pH 將______。
【答案】 (1). 原電池 (2). CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O (3). 陽極 (4). 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (5). 280 (6). D (7). 16 (8). 減小 (9). 增大
【解析】
【詳解】(1)甲池為原電池,燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿溶液中生成碳酸鹽,甲池中通入CH3OH電極的電極反應(yīng)為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)乙池是電解池,A為陽極,B為陰極,電池中是電解硝酸銀溶液生成銀,硝酸和氧氣,電池反應(yīng)為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3;
(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.4g Ag,其物質(zhì)的量==0.05mol,根據(jù)電子守恒計(jì)算4Ag~O2~4e-,甲池中理論上消耗O2的體積==0.28L=280mL;丙為電解池,C為陽極,D為陰極,電解氯化銅溶液,銅離子在陰極得到電子析出銅,結(jié)合電子守恒計(jì)算2Ag~Cu~2e-,析出銅質(zhì)量==1.6g;
(4)甲中發(fā)生的反應(yīng)為甲醇與氧氣、氫氧化鉀的反應(yīng),反應(yīng)消耗氫氧根離子,則pH減小,丙中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,則丙中電解NaCl溶液生成氫氧化鈉,所以溶液pH增大。
【點(diǎn)睛】多池的判斷:若多個(gè)單池相互串聯(lián),又有外接電源時(shí),則與電源相連接時(shí)的裝置為電解池或電鍍池。若無外接電源時(shí),首先找電源,先選以較活潑金屬的電極為原電池的電子輸出極(負(fù)極),其余為原電池的支配裝置即為電鍍池或電解池,再通過判斷。
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