题目内容

18.常温常压下,将NH3缓慢通入饱和食盐水中至饱和,然后向所得溶液中缓慢通入CO2,整个实验进程中溶液的pH随通入气体体积的变化曲线如图所示(实验中不考虑氨水的挥发).下列叙述不正确的是(  )
A.由a点到b点的过程中,溶液中$\frac{{c(N{H_3}•{H_2}O)}}{c(NH_4^+)}$增大
B.由图可知(NH42CO3溶液显碱性、NH4Cl溶液显酸性
C.c点所示溶液中,c(NH4+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
D.d点所示溶液中,c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3

分析 A.a点到b点是向饱和氯化钠溶液中通入氨气达到饱和,溶液中$\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$=$\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$×$\frac{c(O{H}^{-})}{c(O{H}^{-})}$=$\frac{c(O{H}^{-})}{Kb}$;
B.b到c点是一水合氨和通入的二氧化碳反应得到碳酸铵溶液,c到d点是碳酸铵和二氧化碳反应生成碳酸氢铵,在溶液中依据溶解度大小最后反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液;
C.c点所示溶液是碳酸铵溶液,图象分析可知溶液显碱性;
D.d点是氯化铵溶液和碳酸氢钠饱和溶液,溶液中存在氮物料守恒,碳元素守恒,析出碳酸氢钠,则溶液中氯离子大于溶液中钠离子;

解答 解:A.a点到b点是向饱和氯化钠溶液中通入氨气达到饱和,溶液中$\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$=$\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$×$\frac{c(O{H}^{-})}{c(O{H}^{-})}$=$\frac{c(O{H}^{-})}{Kb}$生成一水合氨的过程中,溶液中氢氧根离子浓度增大,所以$\frac{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$比值增大,故A正确;
B.b到c点是一水合氨和通入的二氧化碳反应得到碳酸铵溶液,c到d点是碳酸铵和二氧化碳反应生成碳酸氢铵,在溶液中依据溶解度大小最后反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液,由图可知(NH42CO3溶液显碱性、NH4Cl溶液显酸性,故B正确;
C.c点所示溶液是碳酸铵溶液,图象分析可知溶液显碱性,离子浓度大小为:c(NH4+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故C正确;
D.d点是氯化铵溶液和碳酸氢钠饱和溶液,溶液中存在氮物料守恒,碳元素守恒,析出碳酸氢钠,则溶液中氯离子大于溶液中钠离子,c(NH4+)+c(NH3•H2O)>c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3),故D错误;
故选D.

点评 本题考查了侯氏制碱法的原理过程分析,盐类水解原理、图象变化和溶液酸碱性的判断等知识,注意产物的理解应用,题目难度中等.

练习册系列答案
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13.SO2是常见的大气污染物,燃煤是产生S02的主要原因.工业上有多种方法 可以减少SO2的排放.

(1)往煤中添加一些石灰石,可使燃煤过程中产生的S02转化成硫酸钙.该反应的化学方程式是2CaCO3+2SO2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2
(2)可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液.
①分别用等物质的量浓度的Na2S03溶液和NaOH溶液做吸收液,当生成等物质的量NaHSO3时,两种吸收液体积比V (Na2S03):V (NaOH)=1:2
②NaOH溶液吸收了足量的S02后会失效,可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤,使NaOH溶液再生,再生过程的离子方程式是Ca2++OH-+HSO3-=CaSO3↓+H2O
(3)甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液.为此甲同学设计如下实验(夹持装置如图1和加热装置略,气密性己检验):
己知:Na2S03(固体)+H2S04(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S04+S02↑+H20
反应开始后,A中Na2S03固体表面有气泡产生同时有白雾生成;B中有白色沉淀.甲认为B中白色沉淀是S02与BaCl2溶液反应生成的BaS03,所以BaCl2溶液可做SO2吸收液.
乙同学认为B中的白色沉淀是BaS04,产生BaSO4的原因是:
①A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾,进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀.
②A中产生的SO2与装置内空气中的O2进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀
为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaS03沉淀,乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动 并实验(夹持装置如图2和加热装置略,气密性己检验):
反应开始后,A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成:B、C试管中除了有气泡外,未见其它现象;D中红色褪去.
③试管B中试剂是饱和NaHSO3溶液,滴加浓硫酸之前的操作是打开弹簧夹,通入N2,一段时间后关闭弹簧夹
④通过甲乙两位同学的实验,得出的结论是:SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀.不能用BaCl2溶液做吸收SO2的吸收液.
3.汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源.德国大众汽车尾气检测造假事件引起全世界震惊.根据下列示意图(如图1)回答有关问题:

(1)汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1,其能量变化示意图如下:

则NO中氮氧键的键能为632kJ•mol-1
(2)空燃比过小易产生CO.有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)来消除CO的污染.判断该设想是否可行,并说出理由不合理,该反应焓增、熵减,任何条件下都不能自发进行或该反应△H>0,△S<0则△G>0.
(3)利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为:xC(s)+2NOx(g)?N2(g)+xCO2 (g)△H=-b kJ•mol-1.若使NOx更加有效的转化为无毒尾气排放,以下措施理论上可行的是AD.
A.增加排气管长度      B.增大尾气排放口
C.升高排气管温度      D.添加合适的催化剂
(4)催化装置中涉及的反应之一为:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g).

①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系,得到图2所示的曲线.催化装置比较适合的温度和压强是400K,1MPa.
②测试某型号汽车在冷启动(冷启动指发动机水温低的情况下启动)时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图3所示.则前10s 内,CO和NO百分含量没明显变化的原因是尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度).
③研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了以下三组实验:
实验编号T(K)NO初始浓度
(mol•L-1
CO初始浓度
(mol•L-1
催化剂的比表面积(m2/g)
4001.00×10-33.60×10-382
4001.00×10-33.60×10-3124
4501.00×10-33.60×10-3124
根据坐标图4,计算400K时该反应的平衡常数为5000L•mol-1;并在图中画出上表中的实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图(标明各条曲线的实验编号).

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