常温下已知pH=2的高碘酸(HIO4)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得溶液显酸性;0.01mol·L-1的碘酸(HIO3)或高锰酸(HMnO4)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所得溶液显中性。请回答下列问题:
(1)高碘酸是 (填“强酸”或“弱酸”)
(2)0.01mol·L-1的碘酸(HIO3)溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液中IO—3与Na+的物质的量的关系是n(Na+) n(IO-3)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)已知高碘酸和硫酸锰(MnSO4)在溶液中反应生成高锰酸、碘酸和硫酸,此反应的还原剂是 ,该反应的离子方程式可表示为 。
有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity grade),AG的定义为
AG=lg(c(H+)/c(OH-))。请回答下列问题:
(1)在25℃时,若溶液呈中性,则AG= 。
(2)在25℃时,若溶液的pH=12,则AG= 。
(3)在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG= (要化简)。
(4)在25℃时,将AG=-12的NaOH溶液aL与AG=12的H2SO4溶液bL混合(混合后的体积误差可以 忽略),若所得混合液的AG=10,则a∶b= 。
今有浓度均为0.1mol/L的醋酸、盐酸和硫酸三种稀溶液,按下列题示回答问题(回答时用“>”、“<”或“=”连接a、b、c):
(1)设三种溶液的pH分别为a、b、c,则大小关系为。
(2)若取等质量的锌分别跟这三种溶液反应,使锌恰好完全反应时,所消耗三种酸的体积分别为a、b、c,则其大小关系为。
(3)取上述三种溶液各10mL,分别跟0.1mol/LNaOH溶液10mL混合,当反应结束后,三种混合液的pH分别为a、b、c ,则其大小关系为。
以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据,回答下列问题:
化合物 |
燃烧热 |
化合物 |
燃烧热 |
甲烷 |
891.0 |
正丁烷 |
2 878.0 |
乙烷 |
1560.8 |
异丁烷 |
2 869.6 |
丙烷 |
2 221.5 |
2-甲基丁烷 |
3 531.3 |
(1)已知:物质的能量越高越不稳定,根据表中的数据,比较正丁烷、异丁烷的热稳定性:正丁烷______异丁烷(填“>”、“=”或“<”)。
(2)写出乙烷燃烧的热化学方程式:________________________
(3)相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。
(15分)甲醇(CH3OH)是用来制备汽油添加剂和许多普通塑料的原料,低温液相合成甲醇的方法如下。
反应原理:2H2+ CO→CH3OH;反应条件:以三乙二醇二甲醚作为溶剂,以Raney-Ni和CH3ONa为催化剂。
(1)氢碳比[γ =]:当γ=2时,甲醇的选择性[λ =
]达99.8%以上;当γ>2时,可能产生副产物CH4,写出相应反应的化学方程式。
(2)干燥除水:为防止CH3ONa的水解,必须干燥除水,下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。
序号 |
干燥方法 |
CO转化率/% |
① |
不处理 |
40.2 |
② |
无水乙醇洗 |
56.3 |
③ |
以四氢呋喃洗 |
62.4 |
④ |
无水乙醇洗并真空干燥 |
70.1 |
⑤ |
77.2 |
从实验设计完整性思考,请补充实验⑤中的干燥方法。
(3)反应温度:下图是= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。
在反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)△H中,△H0(填“>”或“<”);0~t2时间段内,随反应的进行体系的压力先增大后减小,原因是;能判断该反应基本结束的时刻为;若t3时刻,测得平衡后CO的转化率为75%,若起始反应时的CO的物质的量为a mol,假设反应容器的体积为1L,则t3时的平衡常数的值为。
(4)催化剂:在保持其它条件不变,只改变催化剂的用量,分别在1L恒容密闭容器中反应,测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时,CO转化率与时间关系图,请画出Raney-Ni为1g时,CO转化率与时间变化图。
(14分)甲、乙、丙三种化合物均由氢、氮、氧、铜四种元素中的两种组成。常温下,甲是一种含氮质量分数为87.5%的液态化合物,其相对分子质量与空气中某种主要成分的相对分子质量相等;乙和丙是铜的两种常见氧化物,乙是新制氢氧化铜与乙醛反应的还原产物。试回答下列问题:
(1)甲的结构式。
(2)甲是一种二元弱碱,则甲与过量硫酸反应的产物为(写化学式)。16g甲在空气中充分燃烧,生成一种常见液态物质和氮气,放出311kJ热量,则其热化学方程式为。
(3)甲和丙反应的产物中含有乙和一种气态单质,写出其化学方程式。
(4)向乙的固体中加入过量硫酸酸化的硫酸铁溶液,乙固体完全溶解,得到透明溶液。
①写出其离子方程式。
②若所得溶液中阳离子浓度均约为0.1mol/L,再向所得混合溶液中加丙,最先得到沉淀(不同浓度的阳离子开始和完全以氢氧化物沉淀的pH如下图)。
③向上述混合液中加入有机萃取剂(RH)发生反应:2RH(有机相)+Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+2H+(水相),已知其它阳离子与该有机物不能发生反应,也不相溶。请设计实验方案,验证有机相中含有铜元素。