题目内容
7.如图所示,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或ZnO22-物质的量浓度的对数,回答下列问题.(ZnO22-和[Zn(OH)4]2-表示一样 )(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为:Zn2++4OH-═[Zn(OH)4]2-.
(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp=10-17.
(3)往1.00L 1.00mol•L-1ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH1.8mol.
分析 (1)由图象可知溶液的碱性较强时,锌的存在形式为[Zn(OH)4]2-,结合元素守恒书写方程;
(2)根据图中数据,利用Ksp=c(Zn2+).c2(OH-)计算;
(3)pH=6时,根据Ksp求出c(Zn2+),再根据反应的锌离子的物质的量计算需要的氢氧化钠的物质的量.
解答 解:(1)由图象可知溶液的碱性较强时,锌的存在形式为[Zn(OH)4]2-,所以其反应的离子方程式为:Zn2++4OH-═[Zn(OH)4]2-;
故答案为:Zn2++4OH-═[Zn(OH)4]2-;
(2)当溶液的pH=7.0时,c(Zn2+)=10-3mol•L-1,Ksp=c(Zn2+).c2(OH-)=10-3•(10-7)2=10-17,故答案为:10-17;
(3)往1.00L 1.00mol•L-1 ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,所以溶液中c(OH-)=10-8mol•L-1,则溶液中c(Zn2+)=$\frac{Ksp}{{c}^{2}(O{H}^{-})}$=$\frac{1{0}^{-17}}{(1{0}^{-8})^{2}}$=0.1mol/L,所以反应消耗的Zn2+的物质的量为0.9mol,所以消耗的NaOH为1.8mol,故答案为:1.8.
点评 本题考查了难溶电解质的溶解平衡,注意对图象和表格中的数据的分析,题目难度较大.
练习册系列答案
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18.甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景.
工业上可用如下方法合成甲醇:
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1.
(2)方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法.在一定温度下,向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2,发生上述反应,5分钟反应达平衡,此时CO的转化率为80%.请回答下列问题:
①前5分钟内甲醇的平均反应速率为0.08mol/(L•min);已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H为<(填“>”、“<”或“=”)0.
②在该温度下反应的平衡常数K=100.
③在图甲方框的坐标系中画出甲醇的物质的量浓度随时间的变化曲线.

(画在答题纸上)
④关于上述反应,下列叙述不正确的是A(填编号).
A.达到平衡时,移走部分甲醇,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(CO)将变大
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.8molCO和0.6mol CH3OH,则此时v正>v逆
(3)方法二生产甲醇应更具前景,写出方法二生产甲醇的一个优点减少二氧化碳的排放,有效控制温室效应.
(4)根据反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),可利用CH3OH生产CH3OCH3.
有人对甲醇脱水转化为二甲醚过程从温度、液体空速(在单位时间内单位体积的催化剂表面通过的原料的量,空速越小,停留时间越长,反应程度越高,但处理能力越小)、压力对甲醇的转化率影响进行研究,分别获得图乙2幅图.
根据以上两幅图选择不受空速影响的合适反应温度和压强320℃、0.2-0.6Mpa.
(5)根据文献,甲醇生产二甲醚的转化率可以根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对百分含量来计算(忽略挥发到气相的甲醇).若以Cw表示冷凝液中水的质量分数,CM表示冷凝液中甲醇的质量分数,则甲醇的转化率xM=$\frac{32C{\;}_{W}}{32C{\;}_{W}+9C{\;}_{M}}$.
工业上可用如下方法合成甲醇:
| 方法一 | CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) |
| 方法二 | CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g) |
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1.
(2)方法一生产甲醇是目前工业上常用的方法.在一定温度下,向2L密闭容器中充入1molCO和2molH2,发生上述反应,5分钟反应达平衡,此时CO的转化率为80%.请回答下列问题:
①前5分钟内甲醇的平均反应速率为0.08mol/(L•min);已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H为<(填“>”、“<”或“=”)0.
②在该温度下反应的平衡常数K=100.
③在图甲方框的坐标系中画出甲醇的物质的量浓度随时间的变化曲线.
(画在答题纸上)
④关于上述反应,下列叙述不正确的是A(填编号).
A.达到平衡时,移走部分甲醇,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(CO)将变大
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.8molCO和0.6mol CH3OH,则此时v正>v逆
(3)方法二生产甲醇应更具前景,写出方法二生产甲醇的一个优点减少二氧化碳的排放,有效控制温室效应.
(4)根据反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),可利用CH3OH生产CH3OCH3.
有人对甲醇脱水转化为二甲醚过程从温度、液体空速(在单位时间内单位体积的催化剂表面通过的原料的量,空速越小,停留时间越长,反应程度越高,但处理能力越小)、压力对甲醇的转化率影响进行研究,分别获得图乙2幅图.
根据以上两幅图选择不受空速影响的合适反应温度和压强320℃、0.2-0.6Mpa.
(5)根据文献,甲醇生产二甲醚的转化率可以根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对百分含量来计算(忽略挥发到气相的甲醇).若以Cw表示冷凝液中水的质量分数,CM表示冷凝液中甲醇的质量分数,则甲醇的转化率xM=$\frac{32C{\;}_{W}}{32C{\;}_{W}+9C{\;}_{M}}$.
15.向BaCl2溶液中通入物质的量之比为1:2的某混合气体,无沉淀产生,则该混合气体是( )
| A. | Cl2和SO2 | B. | CO2和NH3 | C. | NO和SO2 | D. | NO2和SO2 |
2.
一定条件下,固定容积的密闭容器中,CO和H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.下列判断正确的是( )
| A. | T1>T2,该反应的△H>0 | |
| B. | 加入催化剂可以提高CO的转化率 | |
| C. | T1时的平衡常数K1>T2时的平衡常数K2 | |
| D. | CO(g)+2H2(g)?CH3OH(1)的△H值将变大 |
12.设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
| A. | 1molCl2与足量的Fe充分反应,转移电子的数目为3NA | |
| B. | 常温下,1LpH=1的H2SO4溶液中,由水电离出的H+数目为0.1NA | |
| C. | 常温下,21g乙烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA | |
| D. | 1mol${\;}_{6}^{14}$C原子中所含中子数目为6NA |
19.下列说法正确的是( )
| A. | 粗锌与稀硫酸反应比纯锌快,说明粗锌中含有更活泼的金属 | |
| B. | 新制氯水显酸性,滴加少量紫色石蕊溶液,溶液始终呈红色 | |
| C. | 常温下,弱酸酸式盐NaHA的pH=6,说明HA-的电离程度大于其水解程度 | |
| D. | 一定温度下,反应2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g)的△H<0,△S>0 |
16.
有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时,通过传感器显示出来.该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动.下列有关叙述正确的是( )
| A. | 电极a是正极,电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O | |
| B. | 电极b是正极,O2-由电极b流向电极a | |
| C. | 瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极a流向电极b | |
| D. | 当电路中有0.4mol电子转移时,a极有2.24L(标况)甲烷放电 |