题目内容

6.(1)已知常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,在FeCl3溶液中加入NaHCO3溶液产生沉淀和气体,反应的离子方程式为:Fe 3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑;若将所得悬浊液的pH调整为4,则溶液中Fe3+浓度为4.0×10-8mol•L-1
(2)常温下,浓度均为0.1mol•L-1的下列五种钠盐溶液的pH如表
溶质CH3COONaNaHCO3Na2CO3NaClONaCN
pH8.89.711.610.311.1
上述盐溶液中的阴离子,结合H+能力最强的是CO32-.根据表中数据,浓度均为0.01mol•L-1
的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是C(填编号).
A.HCN         B.HClO      C.CH3COOH    D.H2CO3
(3)下列说法不正确的是AD(填序号)
A.某温度下纯水中的c(H+)=10-6,故显酸性
B.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小
C.相同温度下,0.1mol/LNH4Cl溶液中NH4+的浓度比0.1mol/L氨水中NH4+的浓度大
D.相同温度下,pH均为8的Na2CO3和NaHCO3溶液,前者物质的量浓度大
E.向饱和石灰水中加入CaO固体,溶液中Ca2+、OH-的物质的量均减小.

分析 (1)在FeCl3溶液中加入NaHCO3溶液产生沉淀和气体,生成的沉淀是氢氧化铁、生成的气体是二氧化碳;若将所得悬浊液的pH调整为4,溶液中c(OH-)=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10-10 mol/L,溶液中c(Fe3+)=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{3}(O{H}^{-})}$;
(2)相同浓度的钠盐溶液中,溶液的pH越大说明该酸根离子水解程度越大,酸根离子水解程度越大其结合氢离子能力越强;酸根离子水解程度越大,其对应的酸的电离程度越小,相同浓度的酸的酸性越弱,相同浓度的不同弱酸,酸的电离程度越小,稀释相同的倍数pH变化越小;
(3)A.任何温度下纯水都呈中性;
B.稀盐酸抑制AgCl溶解;
C.氯化铵是强电解质,完全电离,但铵根离子水解程度较小;一水合氨是弱电解质,部分电离;
D.相同温度下,pH均为8的Na2CO3和NaHCO3溶液,酸根离子水解程度越大,其浓度越小;
E.向饱和石灰水中加入CaO固体,CaO和水反应生成氢氧化钙且溶液温度升高,升高温度氢氧化钙溶解度降低,导致溶液为过饱和溶液,析出氢氧化钙固体.

解答 解:(l) 在FeCl3溶液中加入NaHCO3溶液产生沉淀和气体,生成的沉淀是氢氧化铁、生成的气体是二氧化碳,反应方程式为Fe 3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑;若将所得悬浊液的pH调整为4,溶液中c(OH-)=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-4}}$mol/L=10-10 mol/L,溶液中c(Fe3+)=$\frac{{K}_{sp}}{{c}^{3}(O{H}^{-})}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{(1{0}^{-10})^{3}}$mol/L=4.0×10-8mol/L;
故答案为:Fe 3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑;4.0×10-8;
(2)相同浓度的钠盐溶液中,溶液的pH越大说明该酸根离子水解程度越大,酸根离子水解程度越大其结合氢离子能力越强,根据表中数据知,水解程度最大的是CO32-,则结合氢离子能力最大的是CO32-;
酸根离子水解程度越大,其对应的酸的电离程度越小,相同浓度的酸的酸性越弱,相同浓度的不同弱酸,酸的电离程度越小,稀释相同的倍数pH变化越小,这几种酸酸性强弱顺序是C>D>B>A,则浓度均为0.01mol•L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的酸性最强,为碳酸,
故答案为:CO32-;C;
(3)A.任何温度下纯水都呈中性,所以某温度下纯水中的c(H+)=10-6,但仍然等于c(OH-),溶液呈中性,故A错误;
B.稀盐酸抑制AgCl溶解,降低AgCl的溶解,所以用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小
,故B正确;
C.氯化铵是强电解质,完全电离,但铵根离子水解程度较小;一水合氨是弱电解质,部分电离,所以相同温度下,0.1mol/LNH4Cl溶液中NH4+的浓度比0.1mol/L氨水中NH4+的浓度大,故C正确;
D.相同温度下,pH均为8的Na2CO3和NaHCO3溶液,酸根离子水解程度越大,其浓度越小,碳酸钠水解程度大于碳酸氢钠,所以浓度:前者小于后者,故D错误;
E.向饱和石灰水中加入CaO固体,CaO和水反应生成氢氧化钙且溶液温度升高,升高温度氢氧化钙溶解度降低,导致溶液为过饱和溶液,析出氢氧化钙固体,所以溶液中Ca2+、OH-的物质的量均减小,故E正确;
故选AD.

点评 本题考查难溶物的溶解平衡、弱电解质的电离、盐类水解等知识点,为高频考点,侧重考查学生分析推断及计算能力,明确弱酸电离平衡常数与其对应酸根离子水解程度关系是解本题关键,注意(3)中E中氢氧化钙溶解度与温度的关系,为易错点.

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4.“甲醇制取低碳烯烃技术(DMTO)”项目曾摘取了2014年度国家技术发明奖一等奖.DMTO主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段.回答下列有关问题:
(1)煤的气化.用化学方程式表示出煤的气化的主要反应:C+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2.
(2)煤的液化.下表中有些反应是煤液化过程中的反应:
热化学方程式平衡常数
500℃700℃
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1=akJ•mol-12.50.2
Ⅱ.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)△H2=bkJ•mol-11.02.3
Ⅲ.3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3=ckJ•mol-1K34.6
①反应Ⅰ的平衡常数表达式为K1=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{{c}^{2}({H}_{2})×c(CO)}$.
②b>0(填“>”“<”或“=”),c与a、b之间的定量关系为c=a+b.
③K3=2.5(填具体的数值),若反应Ⅲ是在500℃、容积为2L的密闭容器中进行的,测得某一时刻体系内H2、CO2、CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2mol、10mol、10mol,则此时CH3OH的生成速率>(填“>”“<”或“=”)CH3OH的消耗速率.
④对于反应Ⅲ在容器容积不变的情况下,下列措施可增加甲醇产率的是A、B.
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
(3)烯烃化阶段.如图1是某工厂烯烃化阶段产物中乙烯、丙烯的选择性与温度、压强之间的关系(选择性:指生成某物质的百分比.图中Ⅰ、Ⅱ表示乙烯,Ⅲ表示丙烯).

①为尽可能多地获得乙烯,控制的生产条件为530℃,0.1Mpa.
②一定温度下某密闭容器中存在反应:2CH3OH(g)?CH2=CH2(g)+2H2O(g)△H>0.在压强为p1时,产物水的物质的量与时间的关系如图2所示,若t0时刻,测得甲醇的体积分数为10%,此时甲醇乙烯化的转化率为85.7%(保留三位有效数字);若在t1时刻将容器容积快速扩大到原来的2倍,请在图2中绘制出此变化发生后至反应达到新平衡时水的物质的量与时间的关系图.

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