题目内容

3.下列说法正确的是(  )
化学式电离常数
CH3COOHKa=1.76×10-5
H2SO3${K_{a_1}}$=1.54×10-2
${K_{a_2}}$=1.02×10-7
HFKa=6.03×10-4
A.1mol•L-1NaHA溶液中一定存在:c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-
C.pH均等于3的醋酸与盐酸溶液等体积混合后,溶液的pH变大
D.已知某温度下常见弱酸的电离平衡常数如表:相同物质的量浓度的CH3COONa、NaF、Na2SO3、NaHSO3水溶液,溶液中离子总数由小到大排列的顺序是Na2SO3<CH3COONa<NaF<NaHSO3

分析 A、NaHA可能为强酸的酸式盐,溶液中可能不存在H2A;
B、根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)>c(OH-)+c(CH3COO-),溶液为酸性,故氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,故c(Na+)<c(CH3COO;
C、缓冲体系中溶液pH值保持恒定;
D、相同温度下,酸的强弱酸性是:H2SO3>HF>CH3COOH>HSO3-,酸根离子水解程度大小顺序是:HSO3-<F-<CH3COO-<SO32-

解答 解:A、NaHA可能为强酸的酸式盐,溶液中可能不存在H2A,故A错误;
B、根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)>c(OH-)+c(CH3COO-),溶液为酸性,故氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,故c(Na+)<c(CH3COO-),故B错误;
C、缓冲体系中溶液pH值保持恒定,故C错误;
D、相同温度下,酸的强弱酸性是:H2SO3>HF>CH3COOH>HSO3-,酸根离子水解程度大小顺序是:HSO3-<F-<CH3COO-<SO32-,相同浓度的钠盐溶液中,酸根离子水解程度越大其溶液的离子总数相应变大,所以相同物质的量浓度的CH3COONa、NaF、Na2SO3、NaHSO3水溶液,溶液中离子总数由小到大排列的顺序是Na2SO3<CH3COONa<NaF<NaHSO3,故D正确.
故选D.

点评 本题考查了电解质溶液中离子浓度大小比较方法,溶液中电荷守恒的分析判断,溶液中离子的特征性质和水解、电离,是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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13.汽车尾气中的CO、NOX是大气的主要污染物,人们尝试使用稀土制成的催化剂将CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
试写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂对上述转化反应的作用,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下:
汽车尾气→尾气分析仪→催化反应器→尾气分析仪
时间/S012345
C(NO)(×10-4mol•L-110.04.052.501.501.001.00
C(CO) (×10-3mol•L-13.603.052.852.752.702.70
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①前2s内的平均反应速率v (N2)=1.875×10-4mol/L.s.
②在该温度下,反应的平衡常数K=5000.(只写出计算结果)
(3)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时分别发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)?9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)?9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分别测定各温度下经相同时间时的NOx转化率,绘得图象如图1所示:

①分析图中信息可以得出的结论是
结论一:由NOX转化率数据可判断,相同温度下NO的转化率比NO2低(填“高”或“低”)
结论二:在250°C~450°C时,NOx转化率随温度升高而增大,450°C~600°时NOx转化率随温度升高而减小或两反应为放热反应
②在上述NO2和C3H6的反应中,能提高NO2转化率的措施有BC.(填序号)
A.加入催化剂 B.降低温度     C.分离出H2O(g) D.增大压强
(4)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图2所示.该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.工作时多孔电极a的电极反应方程式为CO+O2--2e-=CO2
18.氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点.
已知:①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol-1
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ•mol-1
③2H2S(g)?2H2(g)+S2(g)△H=+169.8kJ•mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ•mol-1
(2)在密闭容器中充入一定量的H2S,发生反应③.如图所示为H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化
率与温度、压强的关系.
①图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为P1<P2<P3,理由是该可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应,相同温度下,增大压强平衡逆向进行,H2S的转化率减小.
②该反应平衡常数的大小关系为K(T1)<(填“>”、“<”或“=”)K(T2),理由是该可逆反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大.
③图中M点的平衡常数KP=1MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
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(3)氢气燃料电池能大幅度提高能量的转化率.甲烷-空气碱性(KOH为电解质)燃料电池的负极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O.相同条件下,甲烷燃料电池与氢气燃料电池的能量密度之比为1:2(单位质量的输出电能叫能量密度,能量密度之比等于单位质量的可燃物转移电子数之比).
15.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5.草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水.草酸晶体(H2C2O4•2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解.请回答下列问题:

(1)甲组同学按照图1所示装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物.装置C中可观察到的现象是有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊,由此可知草酸晶体分解的产物中有CO2.装置B的主要作用是冷凝(水蒸气和草酸),防止草酸进入装置C反应生成沉淀而干扰CO2的检验.
(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验.

①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、F、D、G、H、D、I.装置H反应管中盛有的物质是CuO.
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊.
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生就说明草酸酸性大于碳酸.
②草酸为二元酸用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍.
(4)草酸和草酸钠(Na2C2O4)可以在酸性条件下被KMnO4溶液、MnO2氧化,锰元素被还原为+2价.KMnO4溶液和草酸钠溶液在稀硫酸中反应的离子方程式为:2MnO4-+16H++5C2O42-═2Mn2++10CO2↑+8H2O.
实验室常用固体草酸钠测定KMnO4溶液的浓度.准确称取0.2000g草酸钠,放入锥形瓶中,加入100mL稀硫酸溶解,用配制好的KMnO4溶液滴定,三次重复实验消耗KMnO4溶液的体积分别是16.02mL、16.00mL、16.01mL,则KMnO4溶液的物质的量浓度的计算式是:c(KMnO4)=$\frac{0.2000g×2mol}{5mol×134g/mol×0.01601L}$.

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