其量为0.001mol,两溶液混合后,溶质变为
和氯化钠的混合液,溶液显酸性,所以c[(CH3)2NH2+]>c[(CH3)2NH·H2O],C错误;由分析可以知道,曲线②为
的变化曲线,b点溶液中溶质为
和
电离出氢氧根离子抑制水的电离,c点溶质为NaCl对水的电离无影响,d点为
水解促进水的电离,溶液e点的溶液中溶质为
和HCl,HCl抑制水的电离,所以b、c、e.三点的溶液中,水的电离程度最大的是c点;D错误;正确选项B。
点睛:
对于水的电离平衡来讲,加入酸或碱,抑制水的电离,平衡左移;加入能够水解的盐,促进水电离,平衡右移。
第II卷(非选择题)
8.莫尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,溶于水而不溶于乙醇,常被用作氧化还原滴定的基准物。
下面是制取莫尔盐的部分装置与实验步骤:
①将铁屑放入小烧杯中,加适量的Na2CO3溶液,小火加热几分钟,倒掉溶液后,用蒸馏水洗净铁屑,晾干。
②在锥形瓶中加入2.24g铁屑和少量碳粉,由分液漏斗滴加20mL3mol/L硫酸溶液。
③待反应结束后,由分液漏斗加入适量的(NH4)2SO4溶液,过滤。
在滤液中加入一定量的乙醇,待晶体析出后,过滤、洗涤、晾干,得莫尔盐晶体。
请回答下列问题:
(1)实验开始前,检查反应器气密性的方法为_____________________。
(2)步骤①中Na2CO3溶液的作用是_____________________________________。
(3)步骤②中滴加硫酸溶液时留取少许溶液于分液漏斗中的原因是__________________,加入少量碳粉的作用是_________________________________________。
(4)步骤③中理论上需加入2mol/L的(NH4)2SO4溶液______________mL。
(5)取10.00g铬青铜样品,将其中的铬氧化为H2CrO4,再加入硫酸酸化,并配成250mL溶液,取出25.00mL用浓度为0.0180mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,终点时用去标准液20.75mL。
已知弱酸H2CrO4被还原为Cr3+,则滴定时反应的离子方程式为_____________________________________。
该样品中铬元素的质量分数为______。
【答案】关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好。
(或:
关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好。
)除去铁屑表面的油污起液封作用,(防止Fe2+被氧化)与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率20H2CrO4+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++4H2O0.65或65%
【解析】
(1)实验开始前,检查反应器气密性的方法为:
关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好;(或:
关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好);正确答案:
关闭止水夹,打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加水,若一段时间后水不能滴下来,则反应器气密性良好。
(或:
关闭分液漏斗活塞,打开止水夹,将导管口置于水槽中液面下,微热锥形瓶,若导管口有气泡产生,停止加热一段时间后,管口倒吸形成一段水柱,则反应器气密性良好)。
(2)Na2CO3溶液水解显碱性,能够与油污发生反应,可以洗涤铁粉中的油污;正确答案:
除去铁屑表面的油污。
(3)步骤②中滴加硫酸溶液时留取少许溶液于分液漏斗中,能够起到液封作用,防止空气把Fe2+氧化;铁、碳和稀硫酸构成原电池,加快反应速率;正确答案:
起液封作用,(防止Fe2+被氧化);与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率。
9.某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、Fe及其它不溶于酸、碱的杂质。
部分金属氢氧化物Ksp近似值如下表所示:
如下:
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Ni(OH)2
Ksp近似值
10-17
10-39
10-34
10-15
现用含镍废催化剂制备NiSO4·7H2O晶体,其流程图如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,________________。
(2)“酸浸”所使用的酸为_____________。
(3)“净化除杂”需加入H2O2溶液,其作用是__________________________。
然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,列式计算此时的pH。
___________________________
(4)“操作A”为_____、过滤、洗涤、干燥,即得产品。
(5)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为__________________。
(6)NiOOH可作为镍氢电池的电极材料,该电池的工作原理如下图所示,其放电时,正极的电极反应式为__________________________________。
【答案】2A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑稀硫酸(或硫酸、H2SO4)将Fe2+氧化为Fe3+c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L,pH=2.7冷却结晶2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2ONiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
【解析】
(1)“碱浸”时除了氧化铝与碱反应外,还会有金属铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑;正确答案:
2A1+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑。
(2)根据流程可知,最后产物为硫酸盐,所以“酸浸”所使用的酸为稀硫酸(或硫酸、H2SO4);正确答案:
稀硫酸(或硫酸、H2SO4)。
(3)从图表信息可知,氢氧化亚铁的Ksp较大,而氢氧化铁Ksp相对较小,因此“净化除杂”需加入H2O2溶液,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,易与形成沉淀而除去;然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L,pH=2.7;正确答案:
将Fe2+氧化为Fe3+;c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L,pH=2.7。
(4)从溶液中得到晶体的操作为:
蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即得产品;正确答案:
冷却结晶。
(5)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O;正确答案:
2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O。
(6)放电时为原电池,正极发生还原反应,NiOOH被还原为Ni(OH)2,正极的电极反应式为:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-;正确答案:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-。
10.治理SO2、CO、NOx污染是化学工作者研究的重要课题。
Ⅰ.硫酸厂大量排放含SO2的尾气会对环境造成严重危害。
(1)工业上可利用废碱液(主要成分为Na2CO3)处理硫酸厂尾气中的SO2,得到Na2SO3溶液,该反应的离子方程式为__________________________________。
Ⅱ.沥青混凝土可作为反应;2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)的催化剂。
图甲表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。
(2)a、b、c、d四点中,达到平衡状态的是__________________________________。
(3)已知c点时容器中O2浓度为0.02mol/L,则50℃时,在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=____________(用含x的代数式表示)。
(4)下列关于图甲的说法正确的是_____________。
A.CO转化反应的平衡常数K(a)
B.在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大
C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
Ⅲ.某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。
不同温度下,将模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图乙所示。
模拟尾气
气体(10mol)
碳烟
NO
O2
He
物质的量(mol)
0.025
0.5
9.475
n
(5)375℃时,测得排出的气体中含0.45molO2和0.0525molCO2,则Y的化学式为______________。
(6)实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是____________________________。
【答案】CO32-+SO2=SO32-+CO2bcd50x2/(1-x)2BDN2O由于存在反应2NO2
N2O4会导致一定的分析误差
【解析】
(1)利用强酸制备弱酸规律,亚硫酸的酸性强于碳酸,因此碳酸钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和二氧化碳,离子方程式为CO32-+SO2=SO32-+CO2;正确答案:
CO32-+SO2=SO32-+CO2。
(2)可逆反应达到平衡状态时,转化率为最大转化率,因此使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,b、c对应的转化率最大,反应达到平衡状态,达到平衡状态后,再升高温度,平衡左移,一氧化碳的转化率减小,所以d点也为对应温度下的平衡状态;正确答案:
bcd。
(3)假设一氧化碳的起始浓度为a,其转化率为x;
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)
起始浓度a0
变化浓度axax
平衡浓度a-ax0.02ax
平衡常数K=c2(CO2)/c2(CO)c(O2)=(ax)2/[(a-ax)2×0.02]=50x2/(1-x)2;正确答案:
50x2/(1-x)2。
11.Fe、CO、Ni均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。
(1)基态CO原子的价电子排布式为____________,Co3+核外3d能级上有_________对成对电子。
(2)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co+的配位数是______________,1mol配离子中所含σ键的数目为_____________,配位体N3-中心原子杂化类型为____________________。
(3)Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。
向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+,其原因是___________________。
(4)某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。
据此可知该晶体的化学式为____________,立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是_____________________。
(5)NiO的晶体结构如图甲所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_______________。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图乙),已知O2-的半径为apm,每平方米面积上分散的该晶体的质量为__________g(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】3d74s21623NAspN元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强KFe2(CN)6正四面体形(1,1/2,1/2)
(或
)
【解析】
(1)CO原子的核电荷数为27,基态CO的价电子排布式为3d74s2;Co3+核外电子排布为3d6,3d能级上有1对成对电子;正确答案:
3d74s2;1。
(2)氨气分子和N3-中氮原子中有孤电子对,能够与Co+形成配位键,共有5个氨分子和1个N3-离子,与Co+形成的的配位数为6;所以5mol氨气分子提供σ键为15mol,1molN3-中含有σ键2mol,形成配位键有6mol,所以1mol配离子中所含σ键的数目为23NA;杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键的数目,所以N3-中心氮原子孤电子对数为0,σ键的数目为2,所以杂化轨道数为2,属于sp杂化;正确答案:
6;23NA;sp。
(3)Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。
向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+,其原因是N元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强;正确答案:
N元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成的配位键更强。
(4)Fe2+、Fe3+占据立方体的互不相邻的顶点,则每个立方体上有4个Fe2+、4个Fe3+,根据晶体的空间结构特点,每个顶点上的粒子有1/8属于该立方体,则该立方体中有1/2个Fe2+、1/2个Fe3+,CN-位于立方体的棱上,棱上的微粒有1/4属于该立方体,该立方体中有3个CN-,所以该晶体的化学式为[FeFe(CN)6]-,由于物质呈电中性,所以需要一个钾离子与之结合,所以该晶体的化学式为KFe2(CN)6;立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是正四面体形;正确答案:
KFe2(CN)6;正四面体形。
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则由图可看出C离子坐标离x为1,离y为
,离z为
,则坐标参数为(1,
,
);正确答案:
(1,1/2,1/2)。
12.石