6.(1)三种弱酸HA、H2B、HC电离常数的数值为:1.8×10-5、5.6×10-11、4.9×10-10、4.3×10-7(数据顺序已打乱),已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应:
①HA+HB-(少量)===A-+H2B
②H2B(少量)+C-===HB-+HC
③HA(少量)+C-===A-+HC
则三种酸对应的电离常数分别为(请填空):
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HA |
H2B |
HC |
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Ka |
Ka1 |
Ka2 |
Ka |
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1.8×10-5 |
4.3×10-7 |
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(2)25 ℃时,0.1 mol·L-1的H2D水溶液中,用氢氧化钠来调节溶液的pH,得到含有H2D、HD-、D2-三种微粒的溶液。
①当溶液的pH=7时,c(Na+)=________(填微粒间量的关系)。
②当c(Na+)=c(D2-)+c(H2D)+c(HD-)时溶液为________溶液(填物质的化学式)。
[解析] (1)由反应式①知,酸性HA>H2B;由反应式②知,酸性H2B>HC>HB-;由反应式③知,酸性HA>HC。则有Ka(HA)>Ka(H2B)>Ka(HC)>Ka(HB-)。
(2)①根据溶液中电荷守恒,得c(Na+)+c(H+)=c(HD-)+2c(D2-)+c(OH-),当pH=7时,即c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(HD-)+2c(D2-)。
②根据物料守恒,只有当溶质为NaHD时,才能使溶液中c(Na+)=c(D2-)+c(HD-)+c(H2D)。
[答案] (1)
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HA |
H2B |
HC |
|
|
Ka |
Ka1 |
Ka2 |
Ka |
|
1.8×10-5 |
4.3×10-7 |
5.6×10-11 |
4.9×10-10 |
(2)①c(HD-)+2c(D2-) ②NaHD
5.化学学科中的化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
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(1)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100 mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是______,(填“A”或“B”)。设盐酸中参加反应的Zn粒质量为m1,醋酸溶液中参加反应的Zn粒质量为m2,则m1________m2(填“<”、“=”或“>”)。
(2)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于________;要使0.2 mol·L-1的CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH为________。
(3)10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
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温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50 ℃ |
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pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
在分析该溶液pH增大的原因时,甲同学认为是升高温度HCO的水解程度增大所致;乙同学认为是溶液中升高温度NaHCO3受热分解生成Na2CO3,CO水解程度大于HCO所致。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)_____________________________________。
[解析] (1)醋酸溶液中存在CH3COOH
CH3COO-+H+平衡,随着反应的进行,平衡右移,所以醋酸溶液中c(H+)变化速率慢,所以B表示醋酸;pH由2升高到4时,醋酸提供的H+的物质的量多,消耗的Zn多;(2)依Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)可知c2(OH-)=,c(OH-)=10-9 mol·L-1;c(OH-)=(mol2·L-2),c0(OH-)=10-8 mol·L-1;(3)甲与乙的区别就是是否有CO生成,本题就转化为检验溶液中是否有CO。
[答案] (1)B < (2)5 6
(3)向溶液中加入足量BaCl2(或CaCl2)溶液,如果无白色沉淀生成说明甲正确,有白色沉淀产生说明乙正确
1.有一兴趣小组为探究外界条件对可逆反应A(g)+B(g)
C(g)+D(s)的影响,进行了如下实验。恒温条件下,向一个容积为10 L的密闭容器中充入1
mol A和1 mol B,反应达平衡时测得容器中各物质的浓度如Ⅰ中所示,然后改变条件做了另外三组实验,重新达到平衡时容器中各成分的浓度分别如Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中所示。
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|
A |
B |
C |
|
Ⅰ |
0.050
mol·L-1 |
0.050
mol·L-1 |
0.050
mol·L-1 |
|
Ⅱ |
0.070
mol·L-1 |
0.070
mol·L-1 |
0.098
mol·L-1 |
|
Ⅲ |
0.060
mol·L-1 |
0.060
mol·L-1 |
0.040
mol·L-1 |
|
Ⅳ |
0.080
mol·L-1 |
0.080
mol·L-1 |
0.12
mol·L-1 |
针对上述系列实验,下列结论中错误的是( )
A.由Ⅰ中数据可计算出该温度下反应的化学平衡常数K=20
B.Ⅱ中的数据可能是通过增大C的浓度来实现的
C.若Ⅲ中只是升高温度,则与Ⅰ比较,可以判断出正反应一定是放热反应
D.由Ⅳ中的数据得出,通过压缩容器的体积就可以实现
[解析] 选项A结论正确,由Ⅰ中数据可计算出该反应的化学平衡常数。选项B结论正确,增大C物质的浓度,平衡左移,A、B的浓度也会增大,但是达到新的平衡时C的浓度一定比开始时的大。选项C结论正确,分析Ⅲ和Ⅰ中的数据可知:升高温度,平衡左移,说明逆反应是吸热反应,则正反应为放热反应。选项D结论错误,将Ⅳ中A、B、C的浓度代入平衡常数表达式,计算出K≠20,单纯地通过压缩容器的体积无法实现。
[答案] D
4.利用平衡常数判断化学反应的正误
(2013·上海高考)部分弱酸的电离平衡常数如下表:
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弱酸 |
HCOOH |
HCN |
H2CO3 |
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电离平衡常数(25 ℃) |
K1=1.77×10-4 |
K1=4.9×10-10 |
Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11 |
下列选项错误的是( )
A.2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO
B.2HCOOH+CO===2HCOO-+H2O+CO2↑
C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
D.等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者
[解析] 根据电离平衡常数可知:酸性HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,因此,A错误,B正确;等体积、等pH的HCOOH和HCN所含溶质HCN多,则中和时消耗的NaOH的量多,C正确;根据电荷守恒,n(HCOO-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+),n(CN-)+n(OH-)=n(Na+)+n(H+),即离子总数是n(Na+)+n(H+)的2倍,而NaCN的水解程度大,即NaCN溶液中的n(OH-)大,n(H+)小,D错误。
[答案] AD
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