题目内容

11．Ⅰ合成氨在工业上有重要用途，原料氢气来源于天然气．
完成下列填空：
（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS，若恰好完全反应，则该溶液中存在4个平衡．
（2）一定条件下向NH4HS溶液中通入富氧空气（含氧体积分数50%），得到单质硫并使吸收液再生，写出该反应的化学方程式：2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓，．当消耗标况下22.4升富氧空气时，有2mol电子转移．
（3）H2来自于天然气：CH4（g）+H2O（g）?3H2（g）+CO（g）．如果该反应在恒容密闭容器中进行，能说明其达到化学平衡状态的是ad．（选填编号）
a．υ正（H2）：υ逆（CO）=3：1           b．气体密度不再改变
c．c（H2）：c（CO）=3：1               d．气体的平均相对分子质量保持不变
Ⅱ氨水是实验室常用的弱碱．
（1）在25℃时，将a mol/L氨水与0.01mol/L盐酸等体积混合，平衡时，溶液中c（NH4+）=c（Cl-），则溶液显中（填“酸”、“碱”或“中”）性；amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合（pH＞7），混合溶液中微粒的物质的量浓度由大到小顺序：c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）．
（2）25℃时CH3COOH和NH3•H2O的电离常数相等，现向10mL浓度为0.1mol/L的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中cd．　（选填编号）
a．水的电离程度始终增大
b．正好生成CH3COONH4时，与纯水中H2O的电离程度相同
c．常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的pH之和为14
d．当加入氨水的体积为10mL时，c（NH4+）=c（CH3COO-）
（3）往CaCl2溶液中通入CO2至饱和，无明显现象，再通一定量氨气后有白色沉淀，请用电离平衡理论解释上述现象：饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少，因此没有沉淀，加入氨水后，促进H2CO3的电离，CO32-离子浓度增大，有沉淀产生．

分析 （1）H2S电离产生氢离子和硫氢根离子、硫氢根离子电离产生氢离子和硫离子、氨水电离产生铵根离子和氢氧根离子、水电离产生氢离子的氢氧根离子；
（2）NH4HS溶液中通入富氧空气（含氧体积分数50%），得到单质硫，所以反应方程式为：2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓；当消耗标况下22.4升富氧空气时氧气的体积为11.2L，所以氧气的物质的量为0.5mol；
（3）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
Ⅱ（1）在25℃下，平衡时溶液中c（NH4+）=c（Cl-）=0.005mol/L，根据物料守恒得n（NH3．H2O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L，溶液呈中性；amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合（pH＞7），说明氨水的电离为主，溶液呈碱性，所以离子浓度大小为：c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）；
（2）a．开始时，溶液的酸性逐渐减弱，水的电离程度逐渐增大，当氨水过量后，溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大，水的电离程度逐渐减小；
b．正好生成CH3COONH4时，醋酸根和铵根离子水解对水的电离起促进作用，所以与纯水中H2O的电离程度不相同；
c．常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的，水解程度相同，而氯化铵水解呈酸性，醋酸钠水解呈碱性，所以pH之和为14；
d．CH3COOH和NH3•H2O的电离常数相等，氨水与醋酸的浓度、体积相等时，溶液显示中性，根据电荷守恒可知c（NH4+）=c（CH3COO-）；
（3）通入一定量的NH3后使溶液呈碱性，能够生成NH4Cl，饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少，因此没有沉淀．加入氨水后，促进H2CO3的电离，CO32-离子浓度增大，有沉淀产生．

解答 解：（1）H2S电离产生氢离子和硫氢根离子、硫氢根离子电离产生氢离子和硫离子、氨水电离产生铵根离子和氢氧根离子、水电离产生氢离子的氢氧根离子，所以存在4个平衡，故答案为：4； 
（2）NH4HS溶液中通入富氧空气（含氧体积分数50%），得到单质硫，所以反应方程式为：2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓，当消耗标况下22.4升富氧空气时氧气的体积为11.2L，所以氧气的物质的量为0.5mol，所以转移电子数为：0.5mol×4=2mol，故答案为：2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓；2；
（3）a．υ正（H2）：υ逆（CO）=3：1，正反应和逆反应速率相等，达平衡状态，故正确；           
b．气体密度一直不变，故错误；
c．c（H2）：c（CO）=3：1，而不是不变，故错误；               
d．气体的平均相对分子质量保持不变，说明气体的物质的量不变，达平衡状态，故正确；
故选：ad；
Ⅱ（1）在25℃下，平衡时溶液中c（NH4+）=c（Cl-）=0.005mol/L，根据物料守恒得c（NH3．H2O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L，溶液呈中性，amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合（pH＞7），说明氨水的电离为主，溶液呈碱性，所以离子浓度大小为：c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+），故答案为：中； c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）；
（2）a．酸溶液、碱溶液抑制了水的电离，溶液显示中性前，随着氨水的加入，溶液中氢离子浓度逐渐减小，水的电离程度逐渐增大；当氨水过量后，随着溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大，水的电离程度逐渐减小，所以滴加过程中，水的电离程度先增大后减小，故错误；
b．正好生成CH3COONH4时，醋酸根和铵根离子水解对水的电离起促进作用，所以与纯水中H2O的电离程度不相同，故错误；
c．常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的，水解程度相同，而氯化铵水解呈酸性，醋酸钠水解呈碱性，所以pH之和为14，故正确；
d．当加入氨水的体积为10mL时，醋酸和一水合氨的物质的量相等，由于二者的电离常数相等，所以溶液显示中性，c（H+）=c（OH-），根据电荷守恒可知：c（NH4+）=c（CH3COO-），故正确，故选：cd；
（3）通入一定量的NH3后使溶液呈碱性，能够生成NH4Cl，饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少，因此没有沉淀．加入氨水后，促进H2CO3的电离，CO32-离子浓度增大，有沉淀产生，故答案为：饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少，因此没有沉淀，加入氨水后，促进H2CO3的电离，CO32-离子浓度增大，有沉淀产生．

点评 本题考查了酸碱混合时溶液定性判断及溶液酸碱性与溶液pH的关系，题目难度中等，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系，明确根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解比较溶液中离子浓度大小的方法．

练习册系列答案
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1．某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性，设计了如图的实验装置．

（1）实验室用装置A制备SO2．某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后，漏斗液体未流下，你认为原因可能是分液漏斗的玻璃塞没有取下来；
（2）实验室用装置E制备Cl2，写出其化学方程式并用双线桥法标出电子转移的方向和数目；请指出该反应中的液体反应物在反应中所表现出的化学性质：还原性和酸性；若液体中的溶质反应了6mol，则转移的电子的物质的量3mol；
（3）停止通气后，再给B、D两个试管分别加热，两个试管中的现象分别为B：褪色的品红又恢复成红色，D：无明显现象．
（4）另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强．他们将制得的SO2和Cl2按1：1同时通入到品红溶液中，结果发现褪色效果并不像想象的那样．请你分析该现象的原因（用化学方程式表示）Cl2+SO2+2H2O═2HCl+H2SO4．
2．H2S分子中H-S键的键角为92°，说明H2S分子是极性（选填“极性”“非极性”）分子．可用FeS与稀硫酸制取 H2S气体，而CuS不溶于稀硫酸，请据此比较FeS、H2S、CuS这三种物质电离或溶解出S2-的能力FeS＞H2S＞CuS．实验室制取并收集H2S气体，除FeS和稀硫酸外，还必需的试剂是NaOH溶液．
（1）在NaOH和NaClO混合溶液中，多硫化钠（Na2SX）会被氧化为Na2SO4，此时1molNa2SX失去的电子数为6x+2mol；若Na2SX与NaClO反应的物质的量之比为1：10，则 x=3．
（2）往Na2S和Na2S2O3混合溶液中加入稀硫酸，指出反应现象有淡黄色沉淀生成；可能产生臭鸡蛋气味的气体，也可能产生刺激性气味的气体．
（3）已知25℃：H2S Ki1=9.1×10-8  Ki2=1.1×10-12；H2SO3  Ki1=1.5×10-2  Ki2=1.0×10-7将amolSO2通入含bmolNa2S的溶液中完全反应，若没有硫化氢气体产生，则a：b的值为≥1.5．
19．氯雷他定是缓解过敏症状的药物，其分子结构简式如图，说法正确的是（　　）
A．该分子中存在肽键
B．最多可以有12个碳原子共平面
C．1 mol氯雷他定最多可与8 mol氢气发生加成反应
D．能与NaOH溶液反应，但不能与NaHCO3溶液反应
6．下列离子方程式正确的是（　　）
A．苯酚与碳酸氢钠溶液混合：C6H5OH+HCO3-→C6H5O-+CO2↑+H2O
B．向FeBr2溶液中通入等量Cl2：2Fe2++2Br-+2Cl2→2Fe3++Br2+4Cl-
C．将Al投入NaOH的重水溶液：2Al+2OH-+2D2O→2AlO2-+3D2↑
D．Ca（HCO3）2溶液中加入足量的Ba（OH）2溶液：Ca2++2HCO3-+2OH-→CaCO3↓+CO32-+2H2O
16．硝酸铜是重要的化工原料，以下三种方法均可得到硝酸铜．
已知：2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
（以下涉及到的气体体积均为标准状况下数据）：
（1）甲组用a克Cu粉，在加热的条件下，与空气充分反应，然后将生成的CuO全部溶于VmL稀硝酸中，制得硝酸铜溶液，则所需稀硝酸的浓度至少为$\frac{125a}{4V}$mol/L，需要质量分数为w%，密度为ρg/cm3的浓硝酸$\frac{1575a}{8ρw}$mL（均用最简分式表示）．
（2）乙组用b克Cu粉，全部溶于过量的稀硝酸中，溶液质量增重$\frac{11b}{16}$克，将生成的气体通入足量NaOH溶液中并同时通入氧气的体积至少$\frac{7b}{120}$L才能使生成的气体吸收完全（均用最简分式表示）．
（3）丙组取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份．向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g．向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）．列式计算原混合酸中硝酸的物质的量是多少？硫酸的物质的量浓度多少？
3．如图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系．下列说法错误的是（　　）
A．X、R的最高化合价相同
B．电解熔融的X与Z构成的化合物可以得到单质Z
C．X、Y形成的化合物中阳离子与阴离子的个数比一定是2：1
D．Y、Z、R对应的最高价氧化物的水化物相互之间可以发生反应
20．硝酸是重要的化工原料，工业上用氨催化氧化法生产硝酸，反应如下：
①氧化炉：4NH3+5O2→4NO+6H2O
②吸收塔：4NO+3O2+2H2O→4HNO3
设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80．
完成下列计算：
（1）1mol NH3完全转化为NO至少需要空气6.25mol．工业上先将氨气和空气混合好，在氧化炉反应后直接通入吸收塔中用冷水吸收，为了确保吸收效果，第②步反应要求氧气至少过量20%，计算起始时空气与氨气的体积比至少为10.75
（2）硝酸工业产生的氮氧化物尾气（NO和NO2），可用烧碱吸收，反应如下：
①NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
②2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O
现有含0.5mol氮氧化物的尾气，用8mol/L的NaOH溶液完全吸收，吸收后的溶液中c（OH-）：c（NO2-）：c（NO3-）=5：4：1．所用NaOH溶液的体积为125mL．若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，则x=1.7．
（3）工业上用硝酸与氨气反应制取硝酸铵：HNO3+NH3→NH4NO3，反应时NH3的吸收率为97%，硝酸的利用率为98%．在用氨气制取硝酸时，氨气的利用率为90%．计算生产80吨的硝酸铵共需氨气多少吨？（保留1位小数）
1．下列装置所示的分离提纯方法和物质的溶解性无关的是（　　）
A．B．
C．D．

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