水是重要的自然资源.与人类的发展密切相关．(1)25℃时.水能按下列方式电离:H2O+H2O?H3O++OH- K1=1.0×10-14OH-+H2O?H3O++O2- K2=1.0×10-36水中c(O2-)=1.0×10-36 mol•L-1mol•L-1．(2)水广泛应用于化学反应．将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应.滴加一滴水后升起紫色� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．水是重要的自然资源，与人类的发展密切相关．
（1）25℃时，水能按下列方式电离：
H₂O+H₂O?H₃O⁺+OH^-  K₁=1.0×10^-14
OH^-+H₂O?H₃O⁺+O^2-  K₂=1.0×10^-36
水中c（O^2-）=1.0×10^-36 mol•L^-1mol•L^-1（填数值）．
（2）水广泛应用于化学反应．将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应，滴加一滴水后升起紫色的碘蒸气，最后得到白色固体．有关该实验的解释合理的是C、D．
A．加水使碘和铝粉形成溶液
B．水作氧化剂
C．碘粉与铝粉反应是放热反应
D．水作催化剂
（3）铁酸铜（CuFe₂O₄）是很有前景的热化学循环分解水制氢的材料．
ⅰ．某课外小组制备铁酸铜（CuFe₂O₄）的流程如下：

搅拌Ⅰ所得溶液中Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂的物质的量浓度分别为2.6mol•L^-1、1.3mol•L^-1．
①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe³⁺和Fe（OH）₃（填化学式）．
②搅拌Ⅱ要跟踪操作过程的pH变化．在滴加KOH溶液至pH=4的过程中（假设溶液体积不变），小组同学绘制溶液中c（Fe³⁺）、c（Cu²⁺）随pH变化的曲线如图，其中正确的是B（用“A”、“B”填空）．（已知：K_sp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39、K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

③操作Ⅲ为洗涤、干燥．
ⅱ．在热化学循环分解水制氢的过程中，铁酸铜（CuFe₂O₄）先要煅烧成氧缺位体（CuFe₂O_4-a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氢越容易．
④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为CuFe₂O_4-a+aH₂O=CuFe₂O₄+aH₂↑．
⑤课外小组将铁酸铜样品在N₂的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，则氧缺位值（a）=0.51．

分析（1）水中c（H₃O⁺）=c（OH^-），根据K₂=$\frac{c（{H}_{3}O）c（{O}^{2-}）}{c（O{H}^{-}）}$计算氧负离子的物质的量浓度，再根据水的体积与氧负离子个数之间的关系列比例式，从而得出正确结论．
（2）催化剂的概念是反应前后催化剂的质量、化学性质均不变，据此来回答．
（3）①硝酸铁在水溶液中发生微弱水解生成氢氧化铁；
②依据溶度积常数计算氢氧化铁、氢氧化铜沉淀完全的溶液PH分析判断；
③流程中是过滤得到的滤渣经过洗涤干燥进行灼烧；
④氧缺位体与水反应生成氢和铁酸铜（CuFe₂O₄），依据原子守恒书写配平；
⑤将铁酸铜样品在N₂的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，CuFe₂O_4-a的质量为CuFe₂O₄的96.6%，据此列式计算；

解答解：（1）水中c（H₃O⁺）=c（OH^-），K₂=$\frac{c（{H}_{3}O）c（{O}^{2-}）}{c（O{H}^{-}）}$，c（O^2-）=$\frac{{k}_{2}•c（O{H}^{-}）}{c（{H}_{3}{O}^{+}）}$=K₂=1.0×10^-36mol•L^-1；
故答案为：1.0×10^-36 mol•L^-1；
（2）根据题目信息可知，少量铝粉和碘反应后生成物只有碘化铝，说明水没有参加反应，但是没有加入水之前，铝粉和碘没有什么变化；加入水之后，反应放出的热量使碘升华成紫色碘蒸气，说明反应是放热反应，反应后生成物只有碘化铝白色固体，说明水改变了该反应的速率，综合分析，水是一种催化剂；
故选C、D；
（3）①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂，铁离子水解生成氢氧化铁，所以铁元素的存在形式为Fe³⁺和Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃；
②搅拌Ⅰ所得溶液中Fe（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂的物质的量浓度分别为2.6mol•L^-1、1.3mol•L^-1．沉淀完全的离子浓度小于10^-5mol/L
已知：K_sp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{2.6×1{0}^{-39}}{1{0}^{-5}}}$=6.4×10^-12mol/L，c（H⁺）=1.6×10^-3mol/L，PH=3-lg1.6≈2.8，图象中铁离子沉淀完全的PH错误，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，溶液中氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\sqrt{\frac{2.2×1{0}^{-20}}{1{0}^{-5}}}$=4.7×10^-8mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{4.7×1{0}^{-8}}$=2.1×10^-7mol/L，PH≈6.7，图象B符合，
故答案为：B；
③流程中是过滤得到的滤渣经过洗涤干燥进行灼烧，操作Ⅲ为洗涤、干燥，
故答案为：洗涤、干燥；
④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为CuFe₂O_4-a+aH₂O=CuFe₂O₄+aH₂↑；
故答案为：CuFe₂O_4-a+aH₂O=CuFe₂O₄+aH₂↑；
⑤将铁酸铜样品在N₂的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，CuFe₂O_4-a的质量为CuFe₂O₄的96.6%，$\frac{CuF{e}_{2}{O}_{4-a}}{CuF{e}_{2}{O}_{4}}$×100%=96.6%
a=0.51，
故答案为：0.51．

点评本题考查了物质分离提纯的方法分析，溶度积常数的计算分析判断，弱电解质电离分析应用，注意反应过程中原子守恒的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案

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CH₃CH₂OH

HOCH₃

11．下列物质中，与水反应最剧烈的是（　　）

8．A、B、C、D、E、F为六种短周期元素，它们核电荷数依次递增．已知：B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍，电子总数是E原子总数的1/2，F是同周期元素中原子半径最小的元素；D^2-与E²⁺的电子层结构相同．B与D可以形成三原子化合物甲．A是非金属元素，且A、C、F可形成离子化合物乙．请回答：
（1）C单质的电子式

，F元素原子的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，
（2）化合物乙中含有的化学键类型是离子键、极性共价键、配位键
（3）化合物甲中B原子的杂化类型是sp杂化．

15．2003年，IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）推荐原子序数为110的元素的符号为Ds，以纪念该元素的发现地（Darmstadt，德国）．下列关于Ds的说法不正确的是（　　）

	A．	Ds原子在周期表中位于第7周期第ⅦB族
	B．	Ds是过渡元素
	C．	Ds原子的核外电子数为110
	D．	Ds为金属元素

5．

在一定温度下，将两种气体M和N通入容积为VL的密闭容器中进行反应，M和N的物质的量与时间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

	A．	0～t₂内用M表示的平均反应速率是 $\frac{2}{{t}_{2}}$（mol•L^-1•min^-1）
	B．	t₁～t₂内容器内的压强逐渐减小
	C．	该反应的方程式为N?2M
	D．	t₂与t₃时刻的混合气体的平均相对分子质量相等

CH₃CH₂CHBrCH₂Br

（CH₃）₂CBrCH₂Br

CH₃CHBrCHBrCH₃

CH₃CH （CH₂Br）₂

	A．	若完全燃烧，1 mol雌酮（）比雄酮（）多消耗3 mol O₂
	B．	正戊烷、异戊烷和新戊烷互为同分异构体，沸点依次升高
	C．	甲醛、甲酸、甲酸钠，均能发生银镜反应
	D．	乙醇依次通过消去、取代、加成反应可生成乙二醇

10．下列关于F、Cl、Br、I性质的比较，不正确的是（　　）

	A．	它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
	B．	它们的熔沸点随核电荷数的增加而增加
	C．	它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
	D．	单质的颜色随核电荷数的增加而加深

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