题目内容
A、B、C、 D、 E五种溶液分别是NaOH、NH3·H2O、CH3COOH 、HCl、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验:
①将1 L pH=3的A溶液分别与0.001mol·L-1 xL B溶液、0.001mol·L-1 yL D溶液充分反应至中性,x、y大小关系为: y<x;
②浓度均为0.1mol·L-1A和E溶液,pH:A<E;
③浓度均为0.1mol·L-1C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。
回答下列问题:
(1)D是 溶液,判断理由是 。
(2)用水稀释0.1 mol·L-1B时,溶液中随着水量的增加而减小的是 (填写序号)
① ② ③ c(H+)和c(OH-)的乘积 ④ OH-的物质的量
(3)OH-浓度相同的等体积的两份溶液A和E,分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)
①反应所需要的时间E>A
②开始反应时的速率A>E
③参加反应的锌粉物质的量A=E
④反应过程的平均速率 E>A
⑤A溶液里有锌粉剩余
⑥E溶液里有锌粉剩余
(4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液,升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如图中的_________曲线(填写序号) 。室温下,向0.01mol·L-1 C溶液中滴加0.01mol·L-1 D溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的 量浓度由大到小的顺序为 。
(1)NaOH (2分)
中和酸性物质A只有NaOH、NH3·H2O,物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,所以D是NaOH。 (2分)
(2)①② (2分)
(3)③④⑤ (2分)
(4)④ (2分)
(5) c(Na+)> c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+) (2分)
解析试题分析:根据中和酸性物质A只有NaOH、NH3?H2O,物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,所以D是NaOH,B为NH3?H2O;根据浓度均为0.1mol?L-1C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性,则C为NH4HSO4;根据浓度均为0.1mol?L-1A和E溶液,pH:A<E,则A为HCl,E为CH3COOH;然后根据问题回答,
(1)中和酸性物质A只有NaOH、NH3?H2O,物质的量的A与等物质的量浓度B和D混合呈中性,D的用量少,说明D碱性比B的碱性强,所以D是NaOH,故答案为:NaOH;
(2)①、由NH3?H2O?OH-+NH4+可知,加水促进电离,则n(NH3?H2O)减少,n(OH-)增大,则
减小,故①正确;
②、由NH3?H2O?OH-+NH4+可知,加水促进电离,则n(NH3?H2O)减少,n(OH-)增大,c(NH3?H2O)、c(OH-)都减小,c(H+)减小,则减小,故②正确;
③、因加水稀释时,温度不变,则c(H+)和c(OH-)的乘积不变,故③错误;
④、由NH3?H2O?OH-+NH4+可知,加水促进电离,OH-的物质的量增大,故④错误;
故答案为:①②;
(3)①根据酸能与锌反应得到氢气,随着反应的进行,CH3COOH不断电离出H+,反应速率比盐酸中快,产生的氢气一样多,反应所需要的时间HCl>CH3COOH,故①错误;
②根据酸能与锌反应得到氢气,开始溶液中c(H+)相等,反应时的速率HCl=CH3COOH,故②错误;
③根据酸能与锌反应得到氢气,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,说明盐酸中锌剩余,CH3COOH中锌完全反应,参加反应的锌的物质的量相等,故③正确;
④根据酸能与锌反应得到氢气,随着反应的进行,CH3COOH不断电离出H+,反应速率比盐酸中快,故④正确;
⑤根据酸能与锌反应得到氢气,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,说明盐酸中锌剩余,CH3COOH中锌完全反应,参加反应的锌的物质的量相等,故⑤正确;
⑥根据酸能与锌反应得到氢气,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,说明盐酸中锌剩余,CH3COOH中锌完全反应,参加反应的锌的物质的量相等,故⑥错误;
(4)等体积、等物质的量浓度NH3?H2O和与NH4HSO4混合后溶液发生反应:
NH3?H2O+NH4HSO4=(NH4)2SO4+H2O,(NH4)2SO4要发生水解:NH4++H2O?NH3?H2O+H+,溶液呈酸性,加热水解平衡正向移动,c(H+)增大,pH减小,
(5)NH4HSO4中滴入NaOH溶液,NaOH首先与NH4HSO4电离出的H+作用,因为H+结合OH-的能力比NH4+结合OH-的能量强(原因是产物H2O比NH3?H2O更难电离).当加入等摩尔的NaOH时,正好将H+中和,此时c(Na+)=c(SO42-),但此时溶液中还有NH4+,NH4+水解使溶液呈酸性,因此要使溶液呈中性,则还需继续滴入NaOH,当然到中性时c(OH-)=c(H+),c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)
考点:考查电解质溶液之间的反应,涉及到强电解质、弱电解质的电离、盐类的水解及溶液的pH值、离子浓度大小的比较等知识。
工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
(1)若采用无隔膜法电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH充分接触,导致产物仅是NaClO和H2。无隔膜法电解冷的食盐水相应的离子方程式为 。
(2)氯碱工业耗能高,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①经精制的饱和NaCl溶液应从图中电解池的 (填写“左” 或“右”)池注入。
②图中X是____ __(填化学式);乙中右室的电极反应式为: _ ,图示中氢氧化钠溶液质量分数a%与b%的关系是 (填字母)。
A. a%=b% B. a%﹥b% C. a%﹤b%
③甲中的离子交换膜为 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(3)氯碱工业的产物NaOH与不同物质反应可以生成不同的盐。已知常温下,浓度均为0.1 mol/L的4种钠盐溶液pH如下表:
溶质 | Na2CO3 | NaHCO3 | NaClO | NaHSO3 |
pH | 11.6 | 9.7 | 10.3 | 5.2 |
下列说法中,不正确的是 (填字母)
a.向氯水中加入NaHCO3,可以增大氯水中次氯酸的浓度
b.四种溶液中,水的电离程度最大的是NaClO
c.常温下,相同物质的量浓度的H2SO3、H2CO3、HClO,pH最大的是H2SO3
d.NaHSO3溶液中离子浓度大小顺序为c(Na+)> c(H+)>c(HSO3-) >c(SO32-)>c(OH-)
硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为:H2SO4=H++HSO4-,HSO4-H++SO42-.
请据此回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈 (填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”),原因是: (用离子方程式表示)
(2)写出H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式: ;
(3)在0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 。(填编号)
A.c(SO42-)+c(HSO4-)=0.1 mol·L-1 | B.c(SO42-)+c(HSO4-)=2 c(Na+) |
C.c(OH-)=c(H+)+c(HSO4-) | D.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-) |
水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:
(1)Pb(NO3)2溶液中,________2(填“>”“=”或“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,增加,可能的原因是________________________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有__________,pH=9时主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
离子 | Pb2+ | Ca2+ | Fe3+ | Mn2+ | Cl- |
处理前浓度/(mg·L-1) | 0.100 | 29.8 | 0.120 | 0.087 | 51.9 |
处理后浓度/(mg·L-1) | 0.004 | 22.6 | 0.040 | 0.053 | 49.8 |
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过要发生的反应程中主为:2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+则脱铅的最合适pH范围为( )
A.4~5 B.6~7 C.9~10 D.11~12
(15分)
制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ. 向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ. 向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ. 滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ除去的离子是______。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如下表:
CaSO4 | Mg2(OH)2CO3 | CaCO3 | BaSO4 | BaCO3 |
2.6×10-2 | 2.5×10-4 | 7.8×10-4 | 2.4×10-4 | 1.7×10-3 |
② 过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2,运用表中数据解释原因______。
③ 除去Mg2+的离子方程式是______。
④ 检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是_____。
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
① 过程Ⅳ除去的离子是______。
② 盐水b中含有SO42-。Na2S2O3将IO3- 还原为I2的离子方程式是______。
③ 过程VI中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释:_______。