8.CO2 和CO與我們的社會生活聯(lián)系相當(dāng)密切,某化學(xué)課題組對此進(jìn)行了探究.
(1)CO2可用NaOH溶液吸收得到碳酸鹽.若將0.1mol•L-1Na2CO3溶液與0.1mol•L-1NaHCO3溶液等體積混合,則混合后的溶液中c(CO32-)小于c(HCO3-)(填“大于”“小于”或“等于”);0.1mol•L-1Na2CO3 溶液中c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)[用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的關(guān)系式表示].
(2)常溫常壓下,飽和CO2 水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol•L-1.若忽略水的電離及 H2CO3 的第二級電離,則H2CO3?HCO3-+H+的平衡常數(shù)K=4.2×10-7mol•L-1.(已知:10-5.6=2.5×10-6
(3)常溫下,0.1mol•L-1NaHCO3 溶液的pH大于8,則溶液中c(H2CO3)>c(CO32-)(填“>”“=”或“<”),原因是因為NaHCO3溶液中既存在電離平衡:HCO3-?CO32-+H+,又存在水解平衡:HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-水解程度大于電離程度 (用離子方程式和必要的文字說明).
(4)小李同學(xué)擬用沉淀法測定空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù),他查得CaCO3、BaCO3的溶度積Ksp分別為4.96×10-9、2.58×10-9.小李應(yīng)該選用的試劑是Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液).
(5)一定條件下,將2molH2O(g)和2molCO充入容積固定的1L密閉容器中,加熱至高溫,發(fā)生下列可逆反應(yīng):2H2O?2H2+O2…①,2CO+O2?2CO2…②.請回答下列問題:
①當(dāng)容器內(nèi)的壓強不再發(fā)生改變時,測知下列各項中提供的物理量即可求出該條件下混合氣體平衡組成的是B (填序號,K1指反應(yīng)①的平衡常數(shù),K2指反應(yīng)②的平衡常數(shù)).
A.K1、K2  B.K1、c(CO2)  C.K2、c(O2
②請在圖中,畫出反應(yīng)過程中c(O2)的變化曲線.

分析 (1)若將0.1mol•L-1Na2CO3溶液與0.1mol•L-1NaHCO3溶液等體積混合,碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子,離子濃度碳酸氫根離子濃度大于碳酸根離子濃度;根據(jù)原子守恒和電荷守恒計算c(OH-)-c(H+)的值;
(2)電離平衡常數(shù)指弱電解質(zhì)在一定條件下電離達(dá)到平衡時,溶液中電離所生成的各種離子濃度系數(shù)次冪的乘積,跟溶液中未電離分子的濃度系數(shù)次冪的乘積的比值,則H2CO3?HCO3-+H+的平衡常數(shù)K=$\frac{c({H}^{+})•c(HC{{O}_{3}}^{-})}{c({H}_{2}C{O}_{3})}$;
(3)依據(jù)溶液呈堿性,判斷碳酸氫根離子水解程度大于電離程度分析判斷離子濃度大;
(4)根據(jù)CaCO3、BaCO3的溶度積大小可知BaCO3更難溶,因此令CO2生成BaCO3反應(yīng)更完全;
(5)①兩個反應(yīng)靠O2聯(lián)系起來,只要知道O2和另外任意一種氣體的平衡濃度,均可求出混合氣體的平衡組成;
②依據(jù)化學(xué)平衡計算平衡后得到氧氣物質(zhì)的量,結(jié)合反應(yīng)過程畫出變化曲線.

解答 解:(1)若將0.1mol•L-1Na2CO3溶液與0.1mol•L-1NaHCO3溶液等體積混合,碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子,離子濃度c(CO32-)<c(HCO3-),根據(jù)原子守恒和電荷守恒計算c(OH-)-c(H+)的值,根據(jù)碳原子守恒得,c(CO32-)+c(HCO3- )+c(H2CO3)=0.1mol/L,根據(jù)溶液中電荷守恒得:2×c(CO32-)+c(HCO3- )+c(OH-)=c(Na+ )+c(H+ ),c(Na+ )=0.2mol/L,所以c(OH-)-c(H+)=c(HCO3- )+2c(H2CO3),
故答案為:小于;c(HCO3- )+2c(H2CO3);
(2)飽和CO2水溶液的pH=5.6,所以c(H+)=10-5.6=2.5×10-6mol/L,c(H2CO3)=1.5×10-5mol•L-1
則H2CO3?HCO3-+H+的平衡常數(shù),K=飽和CO2水溶液的pH=5.6,所以c(H+)=10-5.6=2.5×10-6mol/L,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol•L-1,
則H2CO3?HCO3-+H+的平衡常數(shù),K=$\frac{c({H}^{+})•c(HC{{O}_{3}}^{-})}{c({H}_{2}C{O}_{3})}$=$\frac{2.5×1{0}^{-6}×2.5×1{0}^{-6}}{1.5×1{0}^{-5}}$=4.2×10-7 mol•L-1,
故答案為:4.2×10-7 mol•L-1;
(3)因NaHCO3溶液顯堿性,HCO3-的水解程度大于自身的電離程度,即NaHCO3溶液中既存在電離平衡為HCO3-?CO32-+H+,水解平衡為HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-水解程度大于電離程度,
故答案為:>;因為NaHCO3溶液中既存在電離平衡:HCO3-?CO32-+H+,又存在水解平衡:HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-水解程度大于電離程度;
(4)根據(jù)CaCO3、BaCO3的溶度積大小可知BaCO3更難溶,因此令CO2生成BaCO3反應(yīng)更完全,故可選擇Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)作為CO2的沉淀劑,
故答案為:Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液);
(5)①由兩個方程式可知,兩個反應(yīng)靠O2聯(lián)系起來,只要知道O2和另外任意一種氣體的平衡濃度,均可求出混合氣體的平衡組成,當(dāng)知道H2O和H2或CO和CO2的平衡濃度時,由于兩個方程式無法通過O2建立反應(yīng)量的關(guān)系,所以無法求其混合氣體的平衡組成,選項中B符合,
故答案為:B;
②圖象分析可知,水反應(yīng)物質(zhì)的量2mol-0.75mol=1.25mol,
            2H2O=2H2+O2
起始量(mol) 2      0     0
變化量(mol) 1.25  1.25 0.625
反應(yīng)后量(mol)0.75  1.25  0.625
結(jié)合反應(yīng)消耗氧氣得到,
             2CO+O2?2CO2
起始量(mol) 2    0.625    0
變化量(mol) 0.25  0.125   0.25
平衡量(mol) 1.75   0.5     0.25
最后平衡狀態(tài)壓強為0.5mol,圖象為:
故答案為:

點評 本題考查化學(xué)平衡的影響因素分析和計算應(yīng)用、弱電解質(zhì)溶液中平衡影響因素分析和PH計算、平衡常數(shù)的計算、鹽類水解、圖象理解應(yīng)用等知識,題目難度較大,試題知識點較多、綜合性較強,充分考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力,要求學(xué)生能根據(jù)題目所給信息解題,善于發(fā)掘題目信息.

練習(xí)冊系列答案
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18.氧化還原反應(yīng)中水的作用可以是氧化劑、還原劑、既是氧化劑又是還原劑、既非氧化劑又非還原劑等.下列反應(yīng)與Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr相比較,水的作用不相同的是(  )
A.2Cu+O2+CO2+H2O═Cu2(OH)2CO3B.4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
C.2F2+2H2O═4HF+O2D.Cl2+H2O?HCl+HClO

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19.下列說法一定正確的是( 。
A.0.5 mol Cl2所占體積約為11.2 L
B.16 g O2中含有的分子數(shù)約為6.02×1023
C.0.1 mol/L NaCl溶液中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.1 mol
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L N2和CO的混合氣體所含原子數(shù)約為6.02×1023

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16.相同溫度、相同物質(zhì)的量濃度的四種溶液:①HCl②CH3COOH ③NaOH④CH3COONa,按pH從大到小的順序是( 。
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3.下列敘述正確的是(  )
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B.將2.3g Na投入到97.7g中充分反應(yīng),所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%
C.在t℃時,將a g NH3完全溶于水,得到V mL溶液.該溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1000a}{17V}$mol•L-1
D.1mol•L-1的硫酸溶液中c(H+)=1mol•L-1

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13.下列實驗方法能達(dá)到實驗?zāi)康氖牵ā 。?table class="qanwser">A.用丁達(dá)爾效應(yīng)可以鑒別溶液和膠體B.用分液漏斗分離碘與CCl4的混合液C.某溶液中滴加AgNO3溶液有白色沉淀,說明原溶液中有Cl-D.某溶液中滴加NaOH溶液有藍(lán)色沉淀,說明原溶液中有Cu2+

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20.同溫同壓下,下列四種物質(zhì):①CH4  ②CO  ③O3  ④N2,等質(zhì)量的這四種氣體所占有的體積最大和所含分子數(shù)最少的分別是( 。
A.B.C.D.

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17.下列說法中,不正確的是( 。
A.草酸能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
B.MnO2、FeCl3和CuSO4都可加快H2O2的分解速率
C.要判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向,必須綜合考慮體系的焓變和熵變
D.用稀硫酸和Zn反應(yīng)制H2時,加少量CuSO4溶液對反應(yīng)速率無影響

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.為驗證氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物并以純凈干燥的氯氣為原料制取FeCl3,某同學(xué)設(shè)計了如圖實驗裝置,A中所用試劑MnO2固體和濃鹽酸.

(1)為達(dá)到實驗?zāi)康,反?yīng)裝置中空白部分所連接的試劑瓶從左到右順序為CBDE或CDBE.
(2)裝置B中的現(xiàn)象是白色沉淀;結(jié)論是氯氣與水反應(yīng)生成氯離子或鹽酸.
裝置D中的現(xiàn)象是先變紅后褪色;結(jié)論是氯氣與水反應(yīng)有次氯酸生成.
(3)該裝置存在安全隱患和環(huán)境污染,請在答卷的裝置圖上加以改進(jìn)并注明所用試劑.
(4)實驗室中還可以采用反應(yīng)KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O快速制取氯氣,請分析:
若反應(yīng)中有6mol還原劑被氧化,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol.

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同步練習(xí)冊答案