题目内容

19.含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液.向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大.
(1)向该溶液中加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式是A-+H+?HA,向其中加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式是HA+OH-?H2O+A-
(2)现将0.04mol•L-1HA溶液和0.02mol•L-1NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液.
①若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(Na+)>c(CN-)(填“<”、“=”或“>”),你得出该结论的依据是因为c(Na+)+c(H+)=C(CN-)+c(OH-),溶液显碱性,则c(H+)<c(OH-),所以c(Na+)>c(CN-);该混合溶液的质子守恒式是c(OH-)=c(H+)+$\frac{1}{2}$c(HCN)-$\frac{1}{2}$c(CN-).
②若HA为CH3COOH,该溶液显酸性.溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-).该混合溶液的物料守恒式是2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH).

分析 (1)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大,是由于加入酸时生成弱电解质,加入碱时生成正盐,溶液中氢离子或氢氧根离子浓度变化不大而起到缓冲作用;
(2)①从溶液电中性的角度比较离子浓度大小;根据物料守恒和电荷守恒分析;
②若HA为CH3COOH,该溶液显酸性,说明c(H+)>c(OH-),结合溶液电中性原则分析;溶液中溶质为等浓度的醋酸和醋酸钠.

解答 解:(1)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大,是由于加入酸时发生:A-+H+?HA,加入碱时发生:HA+OH-?H2O+A-,溶液中氢离子或氢氧根离子浓度变化不大而起到缓冲作用,
故答案为:A-+H+?HA;HA+OH-?H2O+A-
(2)①该溶液显碱性,则c(H+)<c(OH-),根据溶液电中性原则可知c(Na+)+c(H+)=C(CN-)+c(OH-),溶液中物料守恒为2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),则c(Na+)>c(CN-),则质子守恒为c(OH-)=c(H+)+$\frac{1}{2}$c(HCN)-$\frac{1}{2}$c(CN-);
故答案为:>;因为c(Na+)+c(H+)=C(CN-)+c(OH-),溶液显碱性,则c(H+)<c(OH-),所以c(Na+)>c(CN-);c(OH-)=c(H+)+$\frac{1}{2}$c(HCN)-$\frac{1}{2}$c(CN-);
②若HA为CH3COOH,该溶液显酸性,说明c(H+)>c(OH-),根据溶液电中性原则可知c(CH3COO-)>c(Na+),溶液中溶质为等浓度的醋酸和醋酸钠,则物料守恒为2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),
故答案为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-).

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断、溶液中离子浓度定性比较及溶液中守恒关系的应用等知识,题目难度中等,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力.

练习册系列答案
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10.已知硫-氨热化学循环分解水的示意图如图1:

(1)从反应物和生成物的角度来看反应I属于ab(填序号).
a.离子反应    b.化合反应     c.中和反应      d.氧化还原反应
(2)反应II是将太阳能转化为电能,再进行电解,电解池阳极的反应式是SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+
(3)反应IV是由(a)、(b)两步反应组成:
H2SO4(l)═SO3(g)+H2O(g)△H=+177kJ•mol-1    (a)
2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)△H=+196kJ•mol-1    (b)
H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ•mol-1     (c)
H2SO4(l)分解为SO2(g)、O2(g)及H2O(l)的热化学方程式为:2H2SO4(l)?2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)△H=+462kJ•mol-1
提高H2SO4(l)的分解率的方法是(写两种)升高温度和及时分离SO2或O2
(4)恒温恒容的密闭容器中进行不同温度下的SO3分解实验[原理按反应(b)].SO3起始物质的量均为dmol,图2中L曲线为SO3的平衡转化率与温度的关系,M曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO3的转化率.
①Y点对应温度下的反应速率:v(正)>v(逆)(选填:>,<,=);随温度的升高,M曲线逼近L曲线的原因是:温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或温度升高,反应速率加快,相同时间内更快达到平衡)
②若X点时总压为0.1MPa,列式计算SO3分解反应在图中X点的平衡常数Kp=0.052MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,保留2位有效数字).
14.日常生活、生产中甲烷既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料.
(1)如图1是CH4/H2O体系放氢焓变示意图:则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+123.8kJ•mol-1
(2)合成气(CO、H2)是一种用途相当广泛的化工基础原料,常被用来合成很多有机物,如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等.
①在压强为0.1MPa条件下,物质的量之比为1:3的CO、H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.若容器体积不变,改变下列条件新平衡下甲醇体积分数增大的是D(填字母).
A.升高温度                                   B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入N2使体系总压强增大                    D.再充入1mol CO和3mol H2
②二甲醚被誉为“21世纪的清洁燃料”.一定条件下利用H2、CO合成CH3OCH3.其反应方程式为:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),该反应的平衡常数表达式为$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})•c(C{O}_{2})}{{c}^{3}({H}_{2})•{c}^{3}(CO)}$.最近研究发现一种新型的催化剂(主要成分是Cu、Mn的合金)对CO和H2合成二甲醚具有较好的催化效率.根据如图2判断,催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为2.0时最有利于二甲醚的合成.
③以甲醇为原料是合成二甲醚的又一途径:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g).一定温度下,向2L某容器中充入一定量的CH3OH,10s到达平衡后测得CH3OH 0.04mol,CH3OCH30.08mol,则用甲醇表示反应在10s内的平均反应速率为0.008mol•L-1•s-1,相同条件下起始时向该容器中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH30.15mol、和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行(填“正反应”或“逆反应”).

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