题目内容

已知:Cu(OH)2是二元弱碱;亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,与NaOH溶液反应,生成Na2HPO3

(1)在铜盐溶液中Cu2发生水解反应的离子方程式为____,该反应的平衡常数为____;(已知:25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×1020mol3/L3

(2)根据H3PO3的性质可推测Na2HPO3稀溶液的pH______7(填“>”“<”或“=”)。常温下,向10mL0.01mol/L H3PO3溶液中滴加10ml0.02mol/LNaOH溶液后,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_________;

(3)电解Na2HPO3溶液可得到亚磷酸,装置如图(说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)

①阳极的电极反应式为____________________。

②产品室中反应的离子方程式为____________。

 

【答案】

(13分)(1)Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+(2分);5×109(2分)

(2)>(2分);c(Na+)>c(HPO32)>c(OH)>c(H2PO3)>c(H+)(2分)

(3)①4OH―4e=2H2O+O2↑(2分)

②HPO32+2H=H3PO3(2分)或HPO32+H=H2PO3、H2PO3+H=H3PO3(各1分)

【解析】

试题分析:(1)氢氧化铜是弱碱,所以铜离子可以水解,溶液显酸性,其水解反应的离子方程式为Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+。化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以该反应的平衡常数K===5×109

(2)H3PO3是弱酸,Na2HPO3是强碱弱酸盐,所以HPO32水解,其水溶液呈碱性,即pH>7;向10mL0.01mol/LH3PO3溶液中滴加10ml 0.02mol/LNaOH溶液后,二者恰好反应生成Na2HPO3,溶液水解显碱性,所以溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HPO32)>c(OH)>c(H2PO3)>c(H+)。

(3)①电解池阳极失去电子,发生氧化反应,阴极得到电子发生还原反应。所以根据装置图可知,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为4OH―4e=2H2O+O2↑。

②由于阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,所以产品室中HPO32和氢离子结合生成亚磷酸,反应离子方程式为HPO32+2H=H3PO3,或HPO32+H=H2PO3、H2PO3+H=H3PO3

考点:考查水解方程式、平衡常数计算;酸碱中和溶液中离子浓度大小比较;电解原理的应用以及电极反应式的书写等

 

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(11分)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,设计了下图所示装置进行有
关实验:

(1)先关闭活塞a,将6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成,发现烧瓶中还有铜片剩余.再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失.
①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式:
打开活塞a之前                                                        
打开活塞a之后                                                        
②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但集气瓶内的导管未画全,请直接在图上把导管补充完整。
(2)实际上,在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量,甲、乙两学生进行了如下设计:
①甲学生设计方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D,从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中试剂为:                  (填化学式)。
②乙学生设计的方案是:将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释,并按正确操作配制100 mL溶液,再取20 mL于锥形瓶中,用       作指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知:Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5],选择该指示剂的理由为                                                  ,再求出余酸的物质的量,若耗去a mol/L氢氧化钠溶液b mL,则原余酸的物质的量为             mol(用含ab的表达式来表示)。

某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,设计了下图所示装置进行有关实验:

(1)先关闭活塞a,将6.4 g铜片和10 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成,发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失。

写出上述过程中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式:

打开活塞a之前___________________________________________________

打开活塞a之后___________________________________________________

B是用来收集实验中产生的气体的装置,但集气瓶内的导管未画全,请直接在图上把导管补充完整。

(2)实际上,在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量,甲、乙两学生进行了如下设计:

甲学生设计的方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D,从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况下)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中的试剂为______________________(填化学式)

乙学生设计的方案是:将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释,并按正确操作配制100 mL溶液,再取20 mL于锥形瓶中,用________作指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知:Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5],选择该指示剂的理由为__________________________________________________;再求出余酸的物质的量,若耗去a mol/L氢氧化钠溶液b mL,则原余酸的物质的量为________mol(用含ab的表达式来表示)

 

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