题目内容

【题目】已知某透明澄清的溶液中可能含有NO3- 、Cl- 、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+中的几种,且所含阴离子的物质的量相等。为确定该溶液的成分,某学习小组做了如下实验:①取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热得到0.02mol气体,同时产生红褐色沉淀; ②将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.6 g固体; ③向上述滤液中加入足量BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。下列说法正确的是

A. 不能确定原溶液中是否含有Al3+和K+

B. 原溶液中含有的离子只有:Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+

C. 原溶液中c(NO3-)=0.2 mol·L-1 c(Fe3+)=0.2 mol·L-1

D. 在原溶液中加入足量的铁粉所得溶液中阳离子所带正电荷数减少

【答案】C

【解析】①取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热得到0.02mol气体,说明溶液中含有0.02mol NH4+,同时产生红褐色沉淀为氢氧化铁,说明溶液中含有Fe3+,CO32-与Fe3+会发生双水解而不能大量共存,故溶液中一定不含CO32-;②将沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到1.6 g固体为氧化铁,则n[Fe(OH)3]=2n(Fe2O3)=2×=0.02mol; ③向上述滤液中加入足量BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀,则沉淀为硫酸钡,n(SO42-)=n(BaSO4)= =0.02mol。n(+)=n(NH4+)+3n(Fe3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol,n(-)=2 n(SO42-)=2×0.02mol=0.04mol<0.08mol,故溶液中还有其他阴离子,且所含阴离子的物质的量相等,故n(-)=2 n(SO42-)+n(NO3-)+n(Cl-)=2×0.02mol+0.02mol+0.02mol=0.08mol,因此溶液中一定含有NO3- 、Cl-,一定不含Al3+和K+。故A.原溶液中一定不含Al3+和K+,选项A错误;B. 原溶液中含有的离子只有:NO3- 、Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+,选项B错误;C. 原溶液中c(NO3-)=0.2 mol·L-1,c(Fe3+)=0.2 mol·L-1,选项C正确;D. 在原溶液中加入足量的铁粉,发生反应:2Fe3++ Fe = 3Fe2+所得溶液中阳离子所带正电荷数基本不变,选项D错误。答案选C。

型】单选题
束】
8

【题目】根据要求回答下列问题:

(1)已知恒温、恒容条件下发生反应:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)。

①下列图像说明该反应进行到t1时刻未达平衡状态的是________(填选项字母)。

②1 molNO2和足量C发生反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。

图中A、B、C三点NO2的转化率最高的是_____,该反应的平衡常数Kp=_______Kp是用平衡分压代替平衡浓度的常数,分压=总压×物质的量分数)。

(2)已知:弱电解质的电离平衡常数为

物质

H2CO

H2S

HNO2

电离平衡常数

(25℃)

Ka1=4.2×10-7

Ka2=5.61×10-11

Ka1=1.3×10-7

Ka2=7.1×10-15

Ka=5.1×10-4

①含有1L 2mol·L-1碳酸钠的溶液中加入1L 1mol·L-1的HNO2后,则溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的离子浓度由大到小是_______

②25℃时,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通人HCl气体或加入NaOH固体,溶液pH与c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=____mol·L-1

③向10.00mL0.10 mol·L-1的氢硫酸中滴加10.00mL0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液呈_____性,其定量依据是______________________ .

(3)已知:①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJmol-1

②CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H= -189.2kJmol-1

则:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=_______kJmol-1.

【答案】 b A 2MPa c(HCO3- )>c(NO2- )>c(CO32-) 0.043或4.3×10-2 碱性 此时恰好生成NaHS溶液,Ka(HS-=7.1×10-15<Kh(HS-=KW/ Ka1(H2S)=10-14/(1.3×10-7)=7.7×10-8,即水解程度远大于电离程度,所以呈碱性 -399.7

【解析】(1)①根据“变量不变达平衡”判断,a、反应中碳是固体,恒容条件下的混合物的密度是变量,t1时刻密度不变说明反应已达平衡状态;bt1时刻是n(N2)=n(NO2),是反应物量的特殊比例,且后面量的变化可看到各反应物的量还没恒定,还没达到平衡状态;ct1时刻二氧化氮的质量分数不变,则反应物各物质的质量分数也应不变,反应达到平衡状态;答案选b;②A、B、C三点中达到平衡状态后A点NO2浓度最小,所以NO2的转化率最高;③由焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应在C点时,NO2和CO2的物质的量浓度相等,可知此时反应体系中n(NO2)=0.5mol,n(N2)=0.25mol,n(CO2)=0.5mol,则三种物质的分压分别为:P(NO2)= P(CO2)=10MPa×=4MPa,P(N2)=2MPa,C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= ==2MPa;(2)①由亚硝酸的电离平衡常数Ka=5.1×10-4,H2CO的Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.61×10-11可判断亚硝酸的酸性强于碳酸,因此向含有2mol碳酸钠的溶液中加入1mol的HNO2后生成1mol碳酸氢钠、1mol亚硝酸钠,另外还剩余1mol碳酸钠,水解程度大小顺序为CO32->NO2-,水解生成HCO3-,所以溶液中CO32-、HCO3-和NO2-离子的浓度大小关系为c(HCO3- )>c(NO2- )>c(CO32-);②根据物料守恒有c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,而由图可知pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2 mol·L-1,c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1-c(S2-)=0.10 mol·L-1-5.7×10-2 mol·L-1= 4.3×10-2 mol·L-1;③向10.00mL0.10 mol·L-1的氢硫酸中滴加10.00mL0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液呈碱性,其定量依据是此时恰好生成NaHS溶液,Ka(HS-=7.1×10-15<Kh(HS-=KW/ Ka1(H2S)=10-14/(1.3×10-7)=7.7×10-8,即水解程度远大于电离程度,所以呈碱性;(3)已知:①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H1= +210.5kJmol-1

②CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H2= -189.2kJmol-1

根据盖斯定很,由②-①得反应:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=△H2-△H1= -189.2kJmol-1-210.5kJmol-1=-399.7kJmol-1

练习册系列答案
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【题目】根据要求回答下列问题:

(1)已知恒温、恒容条件下发生反应:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)。

①下列图像说明该反应进行到t1时刻未达平衡状态的是________(填选项字母)。

②1 molNO2和足量C发生反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。

图中A、B、C三点NO2的转化率最高的是_____,该反应的平衡常数Kp=_______Kp是用平衡分压代替平衡浓度的常数,分压=总压×物质的量分数)。

(2)已知:弱电解质的电离平衡常数为

物质

H2CO

H2S

HNO2

电离平衡常数

(25℃)

Ka1=4.2×10-7

Ka2=5.61×10-11

Ka1=1.3×10-7

Ka2=7.1×10-15

Ka=5.1×10-4

①含有1L 2mol·L-1碳酸钠的溶液中加入1L 1mol·L-1的HNO2后,则溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的离子浓度由大到小是_______

②25℃时,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通人HCl气体或加入NaOH固体,溶液pH与c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=____mol·L-1

③向10.00mL0.10 mol·L-1的氢硫酸中滴加10.00mL0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液呈_____性,其定量依据是______________________ .

(3)已知:①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJmol-1

②CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H= -189.2kJmol-1

则:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=_______kJmol-1.

【答案】 b A 2MPa c(HCO3- )>c(NO2- )>c(CO32-) 0.043或4.3×10-2 碱性 此时恰好生成NaHS溶液,Ka(HS-=7.1×10-15<Kh(HS-=KW/ Ka1(H2S)=10-14/(1.3×10-7)=7.7×10-8,即水解程度远大于电离程度,所以呈碱性 -399.7

【解析】(1)①根据“变量不变达平衡”判断,a、反应中碳是固体,恒容条件下的混合物的密度是变量,t1时刻密度不变说明反应已达平衡状态;bt1时刻是n(N2)=n(NO2),是反应物量的特殊比例,且后面量的变化可看到各反应物的量还没恒定,还没达到平衡状态;ct1时刻二氧化氮的质量分数不变,则反应物各物质的质量分数也应不变,反应达到平衡状态;答案选b;②A、B、C三点中达到平衡状态后A点NO2浓度最小,所以NO2的转化率最高;③由焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应在C点时,NO2和CO2的物质的量浓度相等,可知此时反应体系中n(NO2)=0.5mol,n(N2)=0.25mol,n(CO2)=0.5mol,则三种物质的分压分别为:P(NO2)= P(CO2)=10MPa×=4MPa,P(N2)=2MPa,C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= ==2MPa;(2)①由亚硝酸的电离平衡常数Ka=5.1×10-4,H2CO的Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.61×10-11可判断亚硝酸的酸性强于碳酸,因此向含有2mol碳酸钠的溶液中加入1mol的HNO2后生成1mol碳酸氢钠、1mol亚硝酸钠,另外还剩余1mol碳酸钠,水解程度大小顺序为CO32->NO2-,水解生成HCO3-,所以溶液中CO32-、HCO3-和NO2-离子的浓度大小关系为c(HCO3- )>c(NO2- )>c(CO32-);②根据物料守恒有c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,而由图可知pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2 mol·L-1,c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1-c(S2-)=0.10 mol·L-1-5.7×10-2 mol·L-1= 4.3×10-2 mol·L-1;③向10.00mL0.10 mol·L-1的氢硫酸中滴加10.00mL0.1 mol·L-1NaOH溶液,溶液呈碱性,其定量依据是此时恰好生成NaHS溶液,Ka(HS-=7.1×10-15<Kh(HS-=KW/ Ka1(H2S)=10-14/(1.3×10-7)=7.7×10-8,即水解程度远大于电离程度,所以呈碱性;(3)已知:①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H1= +210.5kJmol-1

②CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H2= -189.2kJmol-1

根据盖斯定很,由②-①得反应:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=△H2-△H1= -189.2kJmol-1-210.5kJmol-1=-399.7kJmol-1

点睛:本题主要是考查了弱电解质的电离、弱电解质的水解以及反应热计算等。该题考查的知识点较多,侧重考查学生对知识的迁移应用,注意信息的理解和综合应用。难点是电离平衡常数以及盐类水解的应用。解答时要明确电离平衡常数与化学平衡常数一样,平衡常数越大弱电解质的电离程度越大,从而可以判断相应酸碱的相对强弱,进而可以判断相应的盐的水解程度大小。(2)②中的计算要注意灵活应用物料守恒,同时要注意结合图像进行分析与计算。

型】
束】
9

【题目】三氯化硼是重要的化工原料。可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。

【查阅资料】①BCl3的沸点为12.5℃,熔点为-107.3℃;

②2B+6HClBCl3+3H2 ,硼也能与强碱反应。

某研究性学习小组用如下所示装置制备三氯化硼。回答下列问题:

(1)A装置中反应的离子方程式_______________________

(2)B装置的作用是____________;如果拆去B装置,可能的后果是__________________

(3)D装置中发生反应的化学方程式_____________

(4)G装置的作用是_____;为使实验装置简便,可用一个装置代替F和G装置。该装置所用仪器是___,所装试剂是____

(5)A、D两处加热的先后顺序是_____________,其理由是_______________

(6)检验制得的产品中是含有硼粉的实验操作是________________________

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