题目内容

一定温度下,测得某纯水的pH为6.5.试计算:
(1)此时水的离子积常数Kw=
10-13
10-13

(2)若在此纯水中加一定量Ba(OH)2固体,配制成5.0×10-5 mol?L-1的Ba(OH)2溶液,保持原温度,其溶液的pH=
9
9

(3)取上述Ba(OH)2溶液200mL,加入等体积的一定物质的量浓度的Na2SO4溶液,则产生沉淀所需Na2SO4溶液的最小浓度要
8.0×10-6
8.0×10-6
mol.L-1[Ksp(BaSO4)=1.0×10-10].
(4)氯气在295K、100Kpa时,在1L水中可溶解0.09mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应.请估算该反应的平衡常数?(列式计算)
Cl2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)
起始:0.0900 0
转化:0.030.030.030.03
平衡:0.060.030.030.03
平衡常数K=
c(H+).c(Cl-).c(HClO)
C(Cl2)
=
0.03×0.03×0.03
0.06
=4.5×10-4
Cl2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)
起始:0.0900 0
转化:0.030.030.030.03
平衡:0.060.030.030.03
平衡常数K=
c(H+).c(Cl-).c(HClO)
C(Cl2)
=
0.03×0.03×0.03
0.06
=4.5×10-4
分析:(1)纯水中,c(H+)=c(OH-),Kw=c(H+).c(OH-);
(2)向计算氢氧根离子浓度,再根据离子积常数计算氢离子浓度,从而计算溶液的PH;
(3)c(Na2SO4)=
Ksp
c(Ba2+)
,注意溶液混合时,钡离子浓度是原来的一半;
(4)平衡常数K=
c(H+).c(Cl-).c(HClO)
C(Cl2)
解答:解:(1)纯水中,c(H+)=c(OH-),Kw=c(H+).c(OH-)=10-13,故答案为:10-13
(2)该溶液中,c(OH-)=2c(Ba(OH)2)=1.0×10-4 mol?L-1,c(H+)=
10-13
10-4
mol/L=10-9 mol/L,所以溶液的pH=9,故答案为:9;
(3)取上述Ba(OH)2溶液200mL,加入等体积的一定物质的量浓度的Na2SO4溶液,混合溶液中钡离子浓度是用来的一半,为2.5×10-5 mol?L-1,c(Na2SO4)=
Ksp
c(Ba2+)
=
10-10
2.5×10-5
mol/L=4.0×10-6 mol?L-1,硫酸钠溶液混合时浓度变为原来的一半,所以用来硫酸钠的浓度是8.0×10-6 mol?L-1
故答案为:8.0×10-6 mol?L-1
(4)根据方程式计算各物质的浓度
     Cl2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq)
起始:0.09                0      0       0
转化:0.03               0.03    0.03   0.03
平衡:0.06               0.03     0.03    0.03
平衡常数K=
c(H+).c(Cl-).c(HClO)
C(Cl2)
=
0.03×0.03×0.03
0.06
=4.5×10 -4
故答案为:4.5×10 -4
点评:本题考查离子积常数、平衡常数的有关计算,难度中等,注意(3)中溶液混合时,溶质的浓度是混合前的一半,为易错点.
练习册系列答案
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(2013?枣庄二模)某实验小组敷衍工业废弃固体(主要成分为Cu2SFe2SO3)制备有关物质,整个流程如下图所示.请回答:
(1)气体a的化学式为
SO2
SO2

(2)溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C,写出该反应的离子方程式
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O

(3)制备硫酸铜溶液.常温下,O2、铜粉和稀硫酸三者在一起,几乎不反应,当加入溶液D后,随即生成硫酸铜.经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用.
A.第一步反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,则第二步反应的郭子方程式为
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

B.⑦操作中,配制Fe2(SO43溶液时应注意
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中,再加水稀释
向配制溶液中加入少量硫酸防止水解或将硫酸铁溶解在稀硫酸中,再加水稀释

(4)操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液.加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀(离子浓度小于10-5mol.L-1),然后再过滤,浓缩、结晶等,则pH至少调节为
3
3

已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×1022,Ksp[Fe(OH)2]≈1×10-16,Ksp[Fe(OH)3]≈1×10-38
(5)科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水.
A.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O,通入2mol水蒸气,发生如下反应:2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ?mol-1
20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率v(H2)=
8×10-3mol?L-1?min-1
8×10-3mol?L-1?min-1
;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=
[O2][H2]2
[H2O]2
[O2][H2]2
[H2O]2

B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)═4Cu2O(s)△H=-292kJ?mol-1 2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ?mol-1
请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式
2CuO(s)+C(s)═Cu2O(s)+CO(s)△H=+35.5kJ?mol-1
2CuO(s)+C(s)═Cu2O(s)+CO(s)△H=+35.5kJ?mol-1

(10分)研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究,请帮忙完成以下探究。
(1)pC类似于pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10-3 mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题:(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在)

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3、CO32________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1        
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3)可以抵消少量酸或碱,维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将        

A.变大B.变小C.基本不变D.无法判断
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,

该电池反应的离子方程式为                                
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ;
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图
所示,则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH        0(填“>” “<”或“=”)。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器


反应物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为               

某实验小组用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制备有关物质,整个流程如下图所示。请回答:

(1)气体a的化学式为                  

(2)溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C,写出该反应的离子方程式         

(3)制备硫酸铜溶液。常温下,O2、铜粉和稀硫酸三者在一起,几乎不反应,当加入溶液D后,随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。

A.第一步反应的离子方程式为:4Fe2+O2+4H=4Fe3+2H2O,则第二步反应的郭子方程式为     

B.⑦操作中,配制Fe2(SO4)3溶液时应注意                      

(4)操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀(离子浓度小于105mol/L),然后再过滤,浓缩、结晶等,则pH至少调节为_____。

已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×1022,Ksp[Fe(OH)2] ≈1×1016,Ksp[Fe(OH)3] ≈1×1038

(5)科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。

A.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O,通入2mol水蒸气,发生如下反应:

2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)   △H=+484kJ/mol

20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率υ(H2)=_________;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=___________________。

B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)   △H=-292kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)    △H=-221kJ/mol

请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。

 

(10分)研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究,请帮忙完成以下探究。

(1)pC类似于pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×103 mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg(1×103)=3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题:(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在)

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3、CO32________(填“能”或“不能”)大量共存。

②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1        

③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3)可以抵消少量酸或碱,维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将        

A.变大             B.变小             C.基本不变         D.无法判断

(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,

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(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ;

①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图

所示,则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH        0(填“>” “<”或“=”)。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。

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若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为               

 

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