Question

（1）目前，消除氮氧化物污染有多种方法．用甲烷催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．已知：
①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574KJ/mol
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160KJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0KJ/mol
写出CH₄（g）与NO₂（g）反应生成N₂（g）、CO₂（g）、H₂O（l）的热化学方程式：

 

（2）TiCl₄遇到高温水蒸气就会水解生成TiO₂?x H₂O，过滤、水洗除去其中的Cl^-，再烘干、焙烧除去水分得到胶体TiO₂，为什么水解时需要加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：

 

；检验TiO₂?x H₂O中Cl^-是否被洗干净的方法是：

 

．
（3）25℃时，电离平衡常数：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO
电离平衡常数	1.8×10-5	K1 4.3×10-7 K2 5.6×10-11	3.0×10-8

回答下列问题：
①物质的量浓度为0.1mol/L的下列四种物质：a．Na₂CO₃、b．NaClO、c．CH₃COONa、d．NaHCO₃；pH由大到小的顺序是

 

；（填编号）
②常温下0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀释过程，下列表达式的数据一定变小的是

 

；
A．c（H⁺）   B．c（H⁺）/c（CH₃COOH）   C．c（H⁺）?c（OH^-）   D．c（OH^-）/c（H⁺）
③25℃时，CH₃COOH与CH₃COONa的混合溶液，若测得混合液pH=6，则溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=

 

．（填准确数值）

Answer 1

考点：热化学方程式,弱电解质在水溶液中的电离平衡,盐类水解的应用

专题：

分析：（1）根据盖斯定律计算得到所需热化学方程式，标注物质聚集状态和对应反应焓变；
（2）发生TiCl₄+（2+x） H₂O=TiO₂?xH₂O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，促使水解正向进行；溶液中生成TiO₂?xH₂O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl^-离子，可通过检验Cl^-离子的方法检验沉淀是否被洗净；
（3）①由电离平衡常数判断酸性的强弱，酸性越强，其对应盐的水解程度越大，溶液的pH就越大；
②CH₃COOH溶液加水稀释过程，促进电离，c（H⁺）减小，c（OH^-）增大，Kw不变；
③25℃时，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，则由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由电荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-l
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂ O（g）△H=-1160kJ?mol^-l
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ?mol^-l
依据盖斯定律计算[①+②+③×4]×

1

2

得到CH₄（g）与NO₂（g）反应生成N₂（g）、CO₂（g）和H₂O（l）的热化学方程式：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-955 kJ?mol^-1；
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-955 kJ?mol^-1；
（2）发生TiCl₄+（2+x） H₂O=TiO₂?xH₂O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，促使水解正向进行；溶液中生成TiO₂?xH₂O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl^-离子，可通过检验Cl^-离子的方法检验沉淀是否被洗净，检验沉淀是否洗净的方法是，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在；
故答案为：发生TiCl₄+（2+x） H₂O=TiO₂?xH₂O+4HCl，加入大量水并加热，HCl挥发，促使水解正向进行；取少量最后一次水洗液，滴加AgNO₃溶液，不产生白色沉淀，说明Cl^-已除净；
（3）①由电离平衡常数判断酸性的强弱，酸性越强，其对应盐的水解程度越大，溶液的pH就越大，
由表格中的数据可知，酸性CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，则水解程度为a＞b＞d＞c，pH由大到小的顺序是a＞b＞d＞c，故答案为：a＞b＞d＞c；      
②A．CH₃COOH溶液加水稀释过程，促进电离，c（H⁺）减小，故A选；
B．CH₃COOH溶液加水稀释过程，促进电离，但c（CH₃COO^-）减小，根据K不变，所以c（H⁺）/c（CH₃COOH）比值变大，故B不选；
C．稀释过程，促进电离，c（H⁺）减小，c（OH^-）增大，c（H⁺）?c（OH^-）=Kw，Kw不变，故C不选；
D．稀释过程，促进电离，c（H⁺）减小，c（OH^-）增大，则c（OH^-）/c（H⁺）变大，故D不选；
故答案为：A；
③25℃时，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，则由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由电荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=9.9×10^-7mol/L，故答案为：9.9×10^-7mol/L．

点评：本题考查盖斯定律、盐类水解及酸性的比较、pH与酸的稀释等，注意水解规律中越弱越水解和稀释中强的变化大来分析解答，综合性较大，题目难度中等．