(Ⅰ)銅鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛,某研究性學(xué)習(xí)小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)與過量氯氣反應(yīng)得固體A,用稀鹽酸溶解A,然后加試劑調(diào)節(jié)溶液的pH后得溶液B,溶液B經(jīng)系列操作可得氯化銅晶體,請回答:
(1)固體A用稀鹽酸溶解的原因是 ;
(2)檢驗(yàn)溶液B中是否存在Fe3+的方法是 ;
(3)已知元素在高價態(tài)時常表現(xiàn)氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加熱,生成CuCl沉淀,則生成CuCl的離子方程式是 ;
(Ⅱ)(1) 常溫下,某同學(xué)將稀鹽酸與氨水等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表:
實(shí)驗(yàn)編號 | 氨水物質(zhì)的量濃度 (mol·L-1) | 鹽酸物質(zhì)的量濃度 (mol·L-1) | 混合溶液 pH |
① | 0.1 | 0.1 | pH=5 |
② | C | 0.2 | pH=7 |
③ | 0.2 | 0.1 | pH>7 |
(共13分)(Ⅰ)(1)防止鐵鹽、銅鹽發(fā)生水解反應(yīng)(2分)
(2)取少量溶液B,滴加幾滴KSCN溶液(1分),若無明顯現(xiàn)象則溶液中無Fe3+,若溶液變紅色,則存在Fe3+(1分); (3) 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+ (2分)
(Ⅱ)(1) 1×10—5 mol·L-1 (2分);> (1分) ;>(2分) (2) B>D>A>C (2分)
解析試題分析:(Ⅰ)(1)固體A是氯化銅和氯化鐵,溶于水金屬陽離子水解,所以固體A用稀鹽酸溶解的原因是防止鐵鹽、銅鹽發(fā)生水解反應(yīng)。
(2)鐵離子檢驗(yàn)一般用KSCN溶液,所以檢驗(yàn)溶液B中是否存在Fe3+的方法是取少量溶液B,滴加幾滴KSCN溶液,若無明顯現(xiàn)象則溶液中無Fe3+,若溶液變紅色,則存在Fe3+。
(3)反應(yīng)中生成CuCl沉淀,這說明硫酸銅得到電子做氧化劑,亞硫酸鈉是還原劑被氧化生成硫酸鈉,所以該反應(yīng)的離子方程式是2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+。
(Ⅱ)(1)實(shí)驗(yàn)①中氨水和鹽酸恰好反應(yīng)生成氯化銨,NH4+水解溶液顯酸性。所以該組所得混合溶液中由水電離出的c(H+)=1×10—5mol/L。實(shí)驗(yàn)②中溶液顯中性,由于氨水和鹽酸恰好反應(yīng)生成氯化銨,NH4+水解溶液顯酸性,所以要使溶液顯中性,氨水一定是過量的,即c>0.2mol/L。實(shí)驗(yàn)③中氨水過量,混合液是氨水和氯化銨的混合液,且二者的濃度相等。由于溶液顯堿性,這說明氨水的電離程度大于NH4+的水解程度,因此混合溶液中c(NH4+)>c(NH3·H2O)。
(2)氨水是弱堿,因此C中NH4+離子濃度最小。NH4+水解溶液顯酸性,D中鹽酸抑制NH4+水解,所以溶液中NH4+離子濃度是D大于A。B中氨水還電離出NH4+,溶液中NH4+離子濃度最大,因此四組溶液NH4+離子濃度由大到小的順序B>D>A>C。
考點(diǎn):考查外界條件對水解平衡的影響;酸堿中和滴定的、溶液酸堿性的判斷以及離子濃度大小比較;鐵離子檢驗(yàn)以及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);ΔH
(1)已知,該反應(yīng)在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進(jìn)行,則ΔH 0,△S 0(填“<,>或=”)。
(2)在300℃,5MPa條件下,將0.20mol的 CO與0.58mol H2的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示。
①在0~2min內(nèi),以H2表示的平均反應(yīng)速率為 mol·L-1·s-1 ,CO的轉(zhuǎn)化率為 。
②列式計算300℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
③300℃時,將0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時反應(yīng)將 。
A.向正方向移動 B.向逆方向移動 C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷
④下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是 。
A.壓縮容器體積 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(3)若其它條件不變,使反應(yīng)在500℃下進(jìn)行,在圖中作出甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化的示意圖。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
(1)最新“人工固氮”的研究報道:常溫常壓.光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng):2N2 (g)+6H2O(l)4NH3 (g)+3O2 (g)+ Q
已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如右圖,則此反應(yīng)的 Q 0 (填“>”“<”或“=”)。
(2)常溫下,如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時, (選填編號)。
A.容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化 B.v(N2)/ v(O2)=2:3
C.容器中氣體的密度不隨時間而變化 D.通入稀有氣體能提高反應(yīng)的速率
(3)將反應(yīng)生成的混合氣體通入水中即可得氨水。用水稀釋0.1mol·L-1氨水,溶液中隨著水量的增加而增大的是 (填字母標(biāo)號)。
A.c(H+)×c(NH3·H2O)/c(OH-) B.c(NH4+)×c(OH-)/c(NH3·H2O)
C.c(H+)·c(OH-) D.
(4)常溫下,在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,在其他條件不變時,通入2mol N2,請在右圖中畫出正(v正).逆(v逆)反應(yīng)速率隨時間t變化的示意圖。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
科學(xué)家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技術(shù)原理為:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反應(yīng)中n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如右圖所示。
(1)下列敘述正確的是
A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B.點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C.點(diǎn)d和點(diǎn)e處的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反應(yīng)至t2時刻達(dá)到平衡,則n(NH3)比圖中e點(diǎn)的值大
(2)在容積為2.0 L恒容得密閉容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下達(dá)到平衡時,NH3的體積分?jǐn)?shù)為20%。該條件下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數(shù)值為:___。
(3)K值越大,表明反應(yīng)達(dá)到平衡時( )。
A. H2的轉(zhuǎn)化率一定越高 B.NH3的產(chǎn)量一定越大
C.正反應(yīng)進(jìn)行得越完全 D.化學(xué)反應(yīng)速率越大
(4)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+),實(shí)現(xiàn)了高溫、常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如圖。陽極的電極反應(yīng)為:H2-2e→2H+,則陰極的電極反應(yīng)為:_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化:
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是 (填字母)。
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如上圖2所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH) = ;H2的轉(zhuǎn)化率w(H2) = 。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。
③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是 (填字母)。
A.升高溫度
B.將CH3OH(g)及時液化抽出
C.選擇高效催化劑
D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa時,16g液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時,放出363.3kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此電池的負(fù)極應(yīng)加入和通入的物質(zhì)有 ;其正極的電極反應(yīng)式是: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1:還原沉淀法。該法的工藝流程為CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:2CrO42- (黃色)+2H+Cr2O72- (橙色)+H2O
(1)若平衡體系的pH=2,該溶液顯________色。
(2)能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是__________。
a.Cr2O72-和CrO42-的濃度相同
b.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c.溶液的顏色不變
(3)第②步中,還原1 mol Cr2O72-離子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的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),常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH應(yīng)調(diào)至_______。
方法2:電解法。該法用Fe做電極電解含Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做電極的原因?yàn)開_________________。
(6)在陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)_________________________________。溶液中同時生成的沉淀還有__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知可逆反應(yīng)CO+H2O(g) CO2+H2,達(dá)到平衡時,K=,K是常數(shù),只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān)。
(1)830K時,若起始時:c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為 ;K值為 。
(2)830K,若只將起始時c(H2O)改為6mol/L,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為 。
(3)若830K時,起始濃度c(CO)=a mol/L,c(H2O)=b mol/L,H2的平衡濃度c(H2)=c mol/L,a、b、c之間的關(guān)系式是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(本題共12分)
氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦校ㄟ^以下反應(yīng)制得:
29.配平反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。
30.該反應(yīng)的氧化劑是 ,其還原產(chǎn)物是 。
31.上述反應(yīng)進(jìn)程中能量變化示意圖如下,試在圖像中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后能量的變化情況。
32.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。升高溫度,其平衡常數(shù) (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
33.該化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如上圖所示,t2時引起v正突變、v逆 漸變的原因是
,t3引起變化的因素為 ,t5時引起v逆大變化、v正小變化的原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
碳和碳的化合物廣泛的存在于我們的生活中。
(1)根據(jù)下列反應(yīng)的能量變化示意圖,2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H= 。
(2)在體積為2L的密閉容器中,充人1 mol CO2和3mol H2,一定
條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H
測得CO2(g)和CH3OH(g)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如右圖所示:
①從反應(yīng)開始到平衡,H2O的平均反應(yīng)速率v(H2O)= 。
②下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是 (填編號)。
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)及時液化移出
C.選擇高效催化劑 D.再充入l mol CO2和4 mol H2
(3) CO2溶于水生成碳酸。已知下列數(shù)據(jù):
弱電解質(zhì) | H2CO3 | NH3.H2O |
電離平衡常數(shù)( 25℃) | Ka1=" " 4.30 × 10一7 Ka2=" " 5.61× 10一11 | Kb = 1.77× 10一5 |
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