【题目】Na2CO3俗称纯碱、苏打,NaHCO3俗称小苏打,两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。
(1)甲同学测定两者的酸碱性:各取一定量的固体溶于水,配成相同浓度的溶液,测定其pH值,测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b(a、b均大于7),则a b(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)有关①100mL0.1 mol·L-1NaHCO3、②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3,两种溶液的叙述不正确是
A.NaHCO3溶液中:c (H+)+c (Na+)= c (HCO)+2c(CO)+c(OH-)
B.Na2CO3溶液中:2c (Na+)= c (HCO)+c(CO)+ c(H2CO3)
C.①溶液中:c(CO)>c(H2CO3)
D.②溶液中:c(HCO)>c(H2CO3)
(3)乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中,滴加2~3滴酚酞试液,发现溶液变红,继续滴加BaCl2溶液,预计可观察到的现象是 ,请你结合必要的离子方程式,应用平衡的观点解释有关现象的产生: 。
(4)丙同学往10mL0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.10 mol·L-1的HCl,当溶液中的:c(Na+)=c(Cl-)+c(HCO)+2c(CO),此时溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),所用HCl的体积
10mL。(填“大于”“等于”或“小于”)
(5)已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9,不考虑其它因素影响,现将0.40 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.20 mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合,则混合后溶液中Ca2+浓度为 mol·L-1。
【答案】(1)大于 (2)B C(3)红色褪去,产生白色沉淀;由于Ba2+ +CO32-=BaCO3↓,使得溶液中CO32-浓度减少,水解平衡CO32- + H2OHCO3-+OH-向左移动,OH-浓度减少,红色褪去(4)中性; 大于(5)4.96×10-8
【解析】
试题分析: (1)Na2CO3溶液中CO32-的水解大于乙中HCO3-的水解,碳酸钠溶液的pH较大。(2)A.NaHCO3溶液中存在电荷守恒,为c (H+)+c (Na+)=c (HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),故A正确;B.Na2CO3溶液中存在物料守恒,为c (Na+)=2c (HCO3-)+2c(CO32-)+2c(H2CO3),故B错误;C.Na2CO3溶液中CO32-的水解大于碳酸氢钠中HCO3-的水解,所以碳酸根离子减小的浓度大于碳酸的生成浓度,即溶液中:c(CO32-)<c(H2CO3),故C错误;D.Na2CO3溶液中CO32-的水解大于碳酸氢钠中HCO3-的水解,碳酸根离子水解得到碳酸氢根离子,碳酸氢根离子水解得到碳酸,所以溶液中:c(HCO3-)>c(H2CO3),故D正确;故答案为:BC;(3)Na2CO3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,在溶液中存在CO32-+H2OHCO3-+OH-,滴加2~3滴酚酞试液,发现溶液变红,若在该溶液中滴加过量的BaCl2溶液,当加入BaCl2后,Ba2++CO32-═BaCO3↓,由于c(CO32-)减小,水解平衡左移,c(OH-)也随之减小,酚酞的红色慢慢消失。(4)往10mL 0.10molL-1的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.10molL-1的HCl,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),当溶液中的:c(Na+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),即c(H+)=c(OH-),显示中性,等量的碳酸钠和盐酸反应得到碳酸氢钠,碳酸氢钠显示碱性,让溶液为中性,需要盐酸过量,体积大于10mL。(5)碳酸钠和氯化钙反应后生成碳酸钙沉淀,碳酸根离子有剩余,剩余的物质的量浓度是:(0.4V-0.2V)2V==0.1mol/L,碳酸钙存在沉淀溶解平衡,根据此时Ksp=c(Ca2+)c(CO32-),则c(Ca2+)= =4.96×10-8(mol/L),
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【题目】地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。某课题组模拟地下水脱氮过程,利用如下装置探究Fe粉和KNO3溶液反应及相关因素对脱氮速率的影响。
实验过程如下:
Ⅰ.原料预处理:①先用0.1mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将0.01mol/L KNO3溶液的pH调至2.5;③打开弹簧夹,缓慢通入N2,并保持后续反应均在N2氛围中进行;
Ⅱ.加入KNO3酸性溶液100mL,一段时间后铁粉部分溶解,溶液逐渐变为浅绿色;待铁粉不再溶解,静置后发现,剩余固体表面有少量白色物质附着;
Ⅲ.过滤剩余固体时,表面的白色物质变为红褐色;
Ⅳ.检测到滤液中存在NO3-、NH4+、Fe2+。
(1)步骤Ⅰ中用0.1mol L-1H2SO4洗涤Fe粉的目的是 ,通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的目的是 。
(2)白色物质是 ,用化学方程式解释其变为红褐色的原因: 。
(3)用K3[Fe(CN)6]检验滤液中Fe2+ 的实验方案是 。
(4)取少量滤液,向其中加入几滴KSCN溶液,无明显现象;再加入几滴稀硫酸,溶液呈红色。溶液变成红色的原因是 。
(5)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完成假设二和假设三:
①假设一:溶液的pH;假设二:____________________;假设二:____________________;
②设计实验验证上述假设一,请完善实验步骤及结论。(已知:溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定)
实验步骤:
ⅰ.分别取 的KNO3溶液于不同的试管中;
ⅱ.调节溶液呈酸性且pH各不相同,并通入N2;
ⅲ.分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉;
ⅳ.用离子色谱仪测定相同时间内各溶液中NO3-浓度。
实验结论: 。
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【题目】元素①~⑧在元素周期表中的位置如下,回答有关问题:
(1)画出⑥的离子结构示意图__________
(2)在①、②、④、⑤四种元素中,其离子半径按由大到小的排列顺序为 。(示例:用r(A2-)>r(B-)的形式表示)
(3)元素②、③氢化物的稳定性由强到弱的顺序为________(填化学式)。
(4)与③同一主族并且在短周期的元素的某种含氧酸可以消毒杀菌,写出该物质的电子式
(5)表中能形成两性氢氧化物的元素是_______(填元素符号),写出该元素的单质与⑧的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式____________________________
(6)已知1mol④的单质在足量②的单质中燃烧,恢复至室温,放出255.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式: .
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【题目】(1)下列金属防腐的措施中,① 水中的钢闸门连接电源的负极使用的是 法;
② 地下钢管连接镁块使用的是 法。
(2)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见右图,石墨Ⅰ为电池的 极;该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,其电极反应式为 。
(3)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,右图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。回答下列问题:
① A极为电池 极,电极反应式为 。
② 若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L-1的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为 (标准状况下)。
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【题目】合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法①:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)
方法②:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJmol-1
②2C(石墨)+O2(g)═2CO2(g)△H=-222kJmol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJmol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为______kJ。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相关数据如下表所示:
①T1______T2(填“>”、“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______。
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是______。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是______。
A.V逆(CO2)=2V正(H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则t6时刻改变的条件是________________________,从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低______。
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【题目】燃烧法是测定有机化合物化学式的一种重要方法。在一定温度下取0.1 mol某气态烃A在O2中完全燃烧,生成CO2和水蒸汽,放出热量QkJ,将生成物依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重7.2 g,碱石灰增重17.6 g。将烃A加入酸性KMnO4溶液或Br2的CCl4溶液,均能使它们褪色。
(1)写出烃A的分子式 ;
(2) 已知烃A分子结构高度对称且有两个甲基,请写出烃A的结构简式 ;
(3)写出烃A使Br2的CCl4溶液褪色的化学方程式 ;
(4)烃A在一定条件下可以通过加聚反应合成一种塑料,则该反应的化学方程式是 。
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【题目】【化学——选修3:物质结构与性质】
物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题:
(1)第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_________________。
(3)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________,1mol(C2H5O)3P=O分子中含有的σ键的数目为__________________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下:
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似,其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个,与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为apm,则晶胞图中1号硅原子和2号碳原子之间的距离为________pm,碳化硅的密度为__________g/cm3。
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【题目】随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题:
(1)y在元素周期表中的位置是_______。z、d、e、f四种元素的简单离子中,半径最小的是______(填离子符号)。
(2)g和h氢化物的稳定性由大到小的顺序:_______(用化学式表示)。
(3)元素e和g的同族元素中半径最小元素组成的化合物B中离子半径较大的是______(填离子符号)。
(4)下列可作为比较f和Na随金属性强弱的依据是____。(填序号)
a.测两种元素单质的硬度和熔、沸点
b.比较两元素最高价氧化物对应的水化物溶液的碱(或酸)性强弱
c.比较两种元素在氯化物中化合价的高低
d.比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度
(5)有人建议将氢元素排在元素周期表的IVA族,请你从化合价的角度给出一个理由_______。
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【题目】氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题:
I (1)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。
①写出磷酸主要的电离方程式________________________。
②直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,x=_____(用n表示)。
(2)在碱性条件下,次磷酸盐可用于化学镀银,完成其反应的离子方程式。
□H2PO2-+□Ag++□______=□PO43-+□Ag+□______
(3) 工业上生产硝酸铜晶体的流程图如下:
①在步骤a中,需要通入氧气和水,其目的是______.
②进行蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,其目的是(结合离子方程式说明)______.
③下图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[Cu(NO3)2nH2O]的溶解度曲线(温度在30℃前后对应不同的晶体),下列说法正确的是______(填字母).
a.A点时的溶液为不饱和溶液
b.B点时两种晶体可以共存
c.按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO3)23H2O
d.若将C点时的溶液降温至30℃以下,可以析出Cu(NO3)26H2O晶体
II (4)查阅资料可知:银氨溶液中存在平衡:Ag+(aq)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq),该反应平衡常数的表达式K稳[Ag(NH3)2+]= _________,已知某温度下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.10×107,Ksp[AgCl]=1.45×10﹣10。计算得到可逆反应AgCl(s)+2NH3(aq)
Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=_________ (保留2位有效数字),1L 1mol/L氨水中最多可以溶解AgCl_________mol(保留1位有效数字)。
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