题目内容
【题目】弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡.根据要求回答问题
(1)铝盐的水解原理在生活中应用广泛,如明矾常作净水剂,其净水的原理是_________(用离子方程式表示);如硫酸铝常作泡沫灭火器原料之一,其原理是________________(用离子方程式表示)。
(2)室温下,0.1 mol/L的某二元酸H2B溶液中,溶液中存在的含B粒子只有HB一、B2-,回答下列问题:
①写出H2B在水中的电离方程式是_________________________________________;
②在0.1 mol/L 的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是_______;
A.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol/L B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-) D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)
③已知0.1 mol/L NaHB溶液的pH=2, 0.1 mol/L NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________。
(3)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:HCN:4.9×10-10,H2CO3:K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11,向NaCN溶液中通入少量二氧化碳气体,写出发生反应的化学方程式 ________。
(4)含Cr2O72﹣的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10﹣3 mol·L﹣1的Cr2O72﹣.为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①绿矾为FeSO4·7H2O,反应(I)中FeSO4与Cr2O72﹣的物质的量之比为_________.
②常温下若处理后的废水中c(Cr3+)=6.0×10﹣7 mol·L﹣1,则处理后的废水的pH=______.(Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10﹣31)
【答案】 Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ Al3++3HCO3-===Al(OH)3+3CO2↑ H2B===H++HB-;HB-
H++B2- CD c(Na+ )> c(HB-)> c(H+)> c(B2-)> c(OH-) H2O+CO2+NaCN=HCN+NaHCO3 6:1 6
【解析】(1)明矾溶于水电离出铝离子,铝离子易水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物而净水,所以明矾能净水,离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;硫酸铝常作泡沫灭火器原料之一,与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝同时生成二氧化碳和硫酸钠,反应的离子方程式为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3+3CO2↑;(2)①二元酸H2B溶液中存在的含B粒子只有HB一、B2-,说明不存在酸分子第一步电离完全,存在HB一说明第二步电离不完全,故H2B在水中的电离方程式是:H2B=H++HB-、HB-
H++B2-;②在Na2B溶液中存在:Na2B=2Na++B2-,B2-+H2O
HB-+OH-,H2O
H++OH-。由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=2c(B2-)+c(OH-)+c(HB-),选项C正确;由物料守恒知c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)=0.2 mol·L-1,选项D正确;在Na2B溶液中不存在H2B,选项A错误;由物料守恒和电荷守恒知选项B错误。答案选CD;③0.1 mol/L NaHB溶液的pH=2,则HB-的电离大于水解,c(HB-)> c(B2-),c(Na+ )最大, H+来自于HB-的电离和水的电离,故c(HB-)> c(H+)> c(B2-),因此在NaHB溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na+ )> c(HB-)> c(H+)> c(B2-)> c(OH-);(3)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:HCN:4.9×10-10,H2CO3:K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11,则酸性强弱H2CO3>HCN>HCO3-,所以HCN和碳酸根离子反应生成CN-、HCO3-,则Na2CO3溶液中加入过量HCN,反应方程式为:Na2CO3+HCN=NaHCO3+NaCN;(4)①Cr2O72﹣有较强氧化性,FeSO4·7H2O中Fe2+有一定的还原性,在酸性介质中发生氧化还原反应,由实验流程可知,第(I)步反应中Cr2O72﹣在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Cr3+,根据守恒元素守恒及所处环境可知,还应有水生成,反应离子方程式为Cr2O72﹣+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O,故反应(I)中FeSO4与Cr2O72﹣的物质的量之比为6:1;②Ksp[Cr(OH)3]= c(Cr3+)c3(OH-)=6.0×10﹣7×c3(OH-)=6.0×10﹣31,则c(OH-)=1.0×10﹣8,故pH=6。
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【题目】汽车尾气中的主要污染物是NO和CO2 . 为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气.
(1)2NO(g)+2CO(g)═2CO2(g)+N2(g)△H1=﹣746.5kJmol﹣1
已知:2C(s)+O2(g)═2CO(G)△H2=﹣221kJmol﹣1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJmol﹣1
则N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=kJmol﹣1
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
时间/s | 0 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/10﹣4molL﹣1 | 10.0 | c1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)10﹣3molL﹣1 | 3.60 | c2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
①c1合理的数值为(填字母) A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
②前2s内的平均反应速率 v(CO2 )=
③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是 . (填字母标号)
a.2v正(CO)=v逆(N2)
b.容器中混合气体的密度保持不变
c.容器中气体的压强不变
d.CO2的体积分数不变
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示:
实验 | T/℃ | NO初始浓 | CO初始浓 | 催化剂的比表面积/㎡g﹣1 |
① | 350 | 1.20 | 5.80 | 124 |
② | 280 | 1.20 | 5.80 | 124 |
③ | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
则曲线I、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为
(4)已知:CO通入新制的银氨溶液可生成银镜,同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体.某温度下,向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO,反应达到平衡后,将平衡混合气通入足量新制的银氨溶液中.生成43.2g Ag,则该温度下,反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)的化学平衡常数K=
(5)CO可作燃料电池的烯气.用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得650℃下工作的燃料电池.该电池总反应为2CO+O2═2CO2 , 则负极反应式为 .