题目内容

【题目】室温下,某一元弱酸HA的电离常数K=1.6×10-6。 向20.00 mL 浓度约为0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1000 mol·L-1 的标准NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题:(已知lg4=0.6)

(1)a点溶液中pH约为________,此时溶液中H2O电离出的c(H)为________

(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________点,滴定过程中宜选用__________作指示剂,滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。

(3)滴定过程中部分操作如下,下列各操作使测量结果偏高的是_________________(填字母序号)。

A.滴定前碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗

B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入HA溶液后进行滴定

C.滴定过程中,溶液出现变色后,立即停止滴定

D.滴定结束后,仰视液面,读取NaOH溶液体积

(4)若重复三次滴定实验的数据如下表所示,计算滴定所测HA溶液的物质的量浓度为_____mol/L。

实验序号

NaOH溶液体积/mL

待测HA溶液体积/mL

1

21.01

20.00

2

20.99

20.00

3

21.60

20.00

【答案】3.4 2.5×10-11mol/L c 酚酞 c点以上 A D 0.1050

【解析】

(1) K=c(H+) ×c(A-)/c(HA)= c2(H+)/0.1= 1.6×10-6,c2(H+)=1.6×10-7=16×10-8,c(H+)=4×10-4,pH=-lgc,(H+)=-lg(4×10-4)=4-0.6=3.4;酸抑制水电离,酸溶液中水电离产生的c(H)为溶液中的氢氧根离子浓度c,(OH-)=KW/c,(H+)=10-14/4×10-4=2.5×10-11mol/L;综上所述本题答案是:3.4 ,2.5×10-11mol/L。

(2)a点是HA溶液,b点是醋酸和少量KA的混合溶液,c点是KA和少量醋酸的混合溶液,d点是KA和KOH的混合溶液,酸、碱均能抑制水的电离,KA水解促进水的电离;所以c点溶液中水的电离程度最大;由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性,故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞;滴定终点应在c点以上;综上所述,本题答案是:c ,酚酞,c点以上。

(3)A.碱式滴定管未用标准碱溶液润洗就直接注入标准碱溶液,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测),可以知道,测定c(HA)偏大,正确;
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入HA溶液后进行滴定,被滴定的HA溶质的量不变,对结果没有影响,错误;

C.滴定过程中,溶液出现变色后,立即停止滴定相当于标准液的体积偏小根据c(待测)可以知道,测定c(HA)偏小,错误
D.滴定结束后,仰视液面,读取NaOH溶液体积造成V(标准)偏大根据c(待测)可以知道,测定c(HA)偏大正确
综上所述本题选A D。

(4)根据数据的有效性,舍去第3组数据,则1、2组平均消耗V(NaOH)=(21.01+20.99)/2=21.00mL,根据反应方程式HA+NaOH=NaA+H2O;0.021×0.1000=0.02×c(HA),则c( HA)=0.1050mol·L-1;综上所述,本题答案是:0.1050。

练习册系列答案
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【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol

C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol

试写出25、101kPa条件下,CO2H2反应生成汽油(C8H18表示)的热化学方程式_________________________________

(2)利用CO2H2为原料,在合适的催化剂(Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:

甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1

乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(大于小于”)。

②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。

③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。

温度(K)

催化剂

CO2转化率(%)

甲醇选择性(%)

综合选项

543

Cu/ZnO纳米棒材料

12.3

42.3

A

543

Cu/ZnO纳米片材料

11.9

72.7

B

553

Cu/ZnO纳米棒材料

15.3

39.1

C

553

Cu/ZnO纳米片材料

12.0

70.6

D

由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。

(3)CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器ⅠⅢ中,分别都充入1molCO2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5minH2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。

0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________

②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。

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