I. 对于弱酸,在一定温度下达到电离平衡时,各微粒的浓度存在一种定量的关系。下表为几种弱酸在25℃时的电离平衡常数
酸 |
电离平衡常数K |
CH3COOH |
1.76×10-5 |
H2CO3 |
K1=4.3×10-7 K2=5.61×10-11 |
H3PO4 |
K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13 |
回答下列问题:
(1)从电离的角度,HCO3-、HPO42-、H2PO4-都可看作是酸,其中酸性最强的是_________,最弱的是________。
(2)等浓度的下列溶液中由水电离出的OH-浓度由大到小的顺序是__(用序号作答)
①CH3COONa ②NaH2PO4 ③NaHPO4 ④NaHCO3 ⑤Na2CO3
(3)电离平衡常数是用实验的方法测定出来的.现已经测得25℃时,c mol/L的的电离转化率为a,则该温度下醋酸的电离平衡常数KCH3COOH=_____。
II.已知t℃时,Kw=1×10;在t℃时将pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则 a:b=________。
III.现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按下图所示步骤进行提纯:
25℃部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
7.6 |
4.7 |
完成沉淀pH |
3.2 |
9.7 |
6.7 |
请回答下列问题:
(1)流程中加入的试剂a最合适的是_____________(填序号)
A.酸性高锰酸钾溶液 B.NaClO溶液 C.H2O2溶液 D.稀硝酸
加入试剂a的目的是 。
(2)调节pH约4应该加入的物质可以是 。
A.CuO B.CuCl2 C.Cu(OH)2 D.NaOH
利用平衡移动原理简述加入该物质的理由 。
(3)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O?__________(填“能”或“不能”)。如不能,应如何操作?(若能,此空不填) 。
(12分):【化学——物质结构与性质】
A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素,其原子序数依次增大。B、C、D同周期,A、D同主族,E和其它元素既不在同周期也不在同主族。B、C、D的最高价氧化物的水化物均能互相反应生成盐和水,D的原子半径是同周期原子中最小的。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述A、B、C、D四种元素中第一电离能最小的是,电负性最大的是,原子半径由小到大的顺序为。 (填相关元素的元素符号)
(2)A和D的氢化物中,沸点较高的是(填相关物质的分子式);其原因是。
(3)A和E可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示:则每个晶胞中含阳离子的数目为,含阴离子的数目为,该离子化合物的化学式为。
(12分)【化学——化学与技术】
海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。
(1)多级闪蒸法是目前“海水淡化”的主要技术。该法是在一定条件下将海水变成蒸汽,蒸汽经过冷却而得高纯度淡水。由此可判断多级闪蒸法是(填“物理变化” 或“化学变化”)。
(2)利用海水晒盐的原理是;分离食盐晶体后的母液中含有KCl、MgCl2,经过分离、提纯后,可用于。
(3)“氯碱工业”利用电解饱和食盐水制得重要化工产品。在氯碱工业中,隔膜法电解(如图甲所示)工艺逐渐被离子交换膜电解(如图乙所示)技术取代。
①写出两电极的反应式:阳极,阴极。
②石棉隔膜的作用是。离子交换膜电解槽中⑥、⑦分别是、。
(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2(m-x)CeO2
xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2
mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应是,该反应将太阳能转化为。
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2O
HCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
①电解过程中发生反应的离子方程式是,阴极附近溶液PH(填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可选用下列试剂中的。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a%b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中负极上发生的电极反应为。
(16分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
H=-92.2kJ·mol-1。在一定条件下反应时,当生成标准状况下33.6LNH3时,放出的热量为。
(2)合成氨混合体系在平衡状态时NH3的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知:
①温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1K2 (填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氦气,平衡移动、(填“向左”、“向右”或“不”)。
②T2温度时,在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、l.5molH2,经10min达到平衡,则v(H2)=。达到平衡后,如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol,则平衡移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
(3)工业上用CO2和NH3反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)H2O(1)+CO(NH2)2(1) △H,
在一定压强下测得如下数据:
①则该反应△H0,表中数据ad,bf(均选填“>”、‘‘=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3,应如何处理。
研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题:
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是,
C60和金刚石都是碳的同素异形体,二者相比,熔点高的是,原因是。
(2)A、B均为短周期金属元素,依据表中数据,写出B的基态原子的电子排布式:。
电离能/(kJ·mol-1) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
932 |
1 821 |
15 390 |
21 771 |
B |
738 |
1 451 |
7 733 |
10 540 |
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般地,d0或d10排布无颜色,d1~d9排布有颜色。如[Co(H2O)6]2+显粉红色。据此判断:
[Mn(H2O)6]2+(填“无”或“有”)颜色。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。
①COCl2分子的结构式为 ,每个COCl2分子内含有个σ键,个π键,其中心原子采取杂化轨道方式。
②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应:Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)。反应过程中,断裂的化学键只有配位键,则形成的化学键类型是。