(一)(1)甲烷也是一种清洁燃料,但不完全燃烧时热效率降低并会产生有毒气体造成污染。
已知: CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH1=―890.3 kJ/mol
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2=―566.0 kJ/mol
则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率只是完全燃烧时的________倍(计算结果保留1位小数)。
(2)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:![]()
请回答:
①甲烷燃料电池的负极反应式是________。
②当线路中有0.1 mol电子通过时,________(填“a”或“b”)极增重________g。
(二)下表是几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的
溶度积Ksp (25℃)。
| 电解质 | 平衡方程式 | 平衡常数K | Ksp |
| CH3COOH | CH3COOH | 1.76×10-5 | |
| H2CO3 | H2CO3 HCO3- | K1=4.31×10-7 K2=5.61×10-11 | |
| C6H5OH | C6H5OH | 1.1×10-10 | |
| H3PO4 | H3PO4 H2PO4- HPO42- | K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13 | |
| NH3·H2O | NH3·H2O | 1.76×10-5 | |
| BaSO4 | BaSO4 | | 1.07×10-10 |
| BaCO3 | BaCO3 | | 2.58×10-9 |
回答下列问题:
(1)由上表分析,若①CH3COOH ②HCO3-③C6H5OH ④H2PO4- 均可看作酸,则它们酸性由强到弱的顺序为__________________________(填编号);
(2)25℃时,将等体积等浓度的醋酸和氨水混合,混合液中:c(CH3COO-)______c(NH4+);(填“>”、“=”或“<”)
(3)25℃时,向10ml 0.01mol/L苯酚溶液中滴加Vml 0.01mol/L氨水,混合溶液中粒子浓度关系正确的是( );
A.若混合液pH>7,则V≥10
B.若混合液pH<7,则c((NH4+) >c (C6H5O-) >c (H+)>c (OH-)
C.V=10时,混合液中水的电离程度小于10ml 0.01mol/L苯酚溶液中水的电离程度
D.V=5时,2c(NH3·H2O)+ 2 c (NH4+)=" c" (C6H5O-)+ c (C6H5OH)
(4)如下图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,回答下列问题:
讨论T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法不正确的是( )
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点
B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时, 均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、 b之间的某一点(不含a、b)
D.升温可使溶液由b点变为d点
水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示: ![]()
(1)Pb(NO3)2溶液中,
________2(填“>”“=”或“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
增加,可能的原因是________________________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有__________,pH=9时主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
| 离子 | Pb2+ | Ca2+ | Fe3+ | Mn2+ | Cl- |
| 处理前浓度/(mg·L-1) | 0.100 | 29.8 | 0.120 | 0.087 | 51.9 |
| 处理后浓度/(mg·L-1) | 0.004 | 22.6 | 0.040 | 0.053 | 49.8 |
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过要发生的反应程中主为:2EH(s)+Pb2+
A.4~5 B.6~7 C.9~10 D.11~12
从海水中提取镁是世界各国获得镁的主要来源,以下是制取镁的过程中涉及的几种物质的溶度积,根据你所学的知识回答下列几个问题:
| 物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 |
| 溶度积 | 2.8×10–9 | 6.8×10–6 | 5.5×10–6 | 1.8×10–11 |
(1)在从海水中提取镁时,往往用到贝壳(主要成份是碳酸钙),你认为 (填“能”或“不能”)将贝壳研磨成粉末直接投入海水中,理由是 ;如果不能直接投入,应将贝壳作何处理,试写出化学方程式 。
(2)某同学在实验室条件下模拟该生产过程,但实验室无石灰,他打算用烧碱代替,你认为 (填“可以”或“不可以”)得到Mg(OH)2。在加试剂时,误将纯碱溶液加入海水中,他思考了一下,又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液,你觉得他 (填“能”或“不能”)将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,理由是 (用离子方程式表示)。
(3)已知海水中镁离子浓度为1.8×10–3mol·L–1,则要使镁离子产生沉淀,溶液的PH最低应为 。
常温下,将a mL 三种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:
| 组别 | c(一元酸) | c(NaOH) /mol/L | 混合溶液的pH |
| 甲 | c(HX)=0.1 mol/L | 0.1 | pH = x |
| 乙 | c(HY)=0.1mol/L | 0.1 | pH = 7 |
| 丙 | c(HZ)=0.1 mol/L | 0.1 | pH = 9 |
(1)上述三种酸中一定属于强酸的是___________;
(2)丙组实验发生反应的离子方程式为 ,所得溶液中由水电离出的c(OH-) = mol/L;
(3)甲组中x的值_____7(填>、<、=);
(4)部分实验反应过程中的pH变化曲线如下图:
①表示乙组实验的pH变化曲线是________________
②上图中表示溶液呈中性的点为_________,表示溶液恰好完全反应的点是_______
③E点对应离子浓度由大到小的顺序为 。
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:![]()
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图Ⅰ 图Ⅱ
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是 。
(2)工艺流程中“副产品”的化学式为 。
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
| 氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
| 沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价: (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为 ______mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11)
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为 。
结合下表回答下列问题(均为常温下的数据):
| 酸 | 电离常数(Ka) | 酸 | 电离常数(Ka) |
| CH3COOH | 1.8×10-5 | H2CO3 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 |
| HClO | 3×10-8 |
(1)上述三种酸中,酸性最强的是 。
(2)在常温下,相同物质的量浓度的①CH3COONa、 ②Na2CO3、③NaClO三种溶液的pH由小到大的顺序为 。(用序号回答)
(3)设计一个现象明显、操作简便的实验方案证明CH3COOH酸性强于碳酸(不用叙述仪器和具体操作) 。
(4)向Na2CO3溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的钠盐,同时还有另两种钠盐生成,该反应的化学方程式为 。
(5)实验证明:向0.01 mol/L NaAlO2溶液中加入等体积0.01 mol/L NaHCO3溶液,会产生白色胶状沉淀。据此推断CO32-和AlO2-两种离子中,结合质子(H+)能力较强的是 。
(1)25℃时,某NaCl溶液中c(Cl–)=1×10-4 mol·L–1,则该溶液中c(Na+)∶c(OH-)=
(2)25℃时,将0.1 mol·L–1NaOH溶液与0.06 mol·L–1的H2SO4溶液等体积混合(忽略混合后体积的变化),求所得溶液的pH= 。25℃时,pH值为8的NaOH溶液与pH值为10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中氢离子浓度最接近 。
(3)25℃时,下列四种溶液中,①pH=0的盐酸 ②0.1 mol·L–1的盐酸 ③0.01 mol·L–1的NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液,由水电离生成氢离子浓度之比①︰②︰③︰④是: (填字母)
| A.1︰10︰100︰1000 | B.0︰1︰12︰11 |
| C.14︰13︰12︰11 | D.14︰13︰2︰3 |
①则该温度下水的Kw= 。
②在该温度下测得某溶液pH=3,则该溶液中c(H+)∶c(OH-)=________。
③该温度下将pH=2的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,pH=______________
(5) 纯水中c(H+)=5.0×10–7 mol·L–1,则此时纯水中的c(OH–) = ;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10–3 mol·L–1,则c(OH–) = ;在该温度时,往水中滴入NaOH溶液,溶液中的c(OH–)=5.0×10–2 mol·L–1,则溶液中c(H+)= 。