于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 浓度/mol·L1 -K 4× 6× 2× 4× 3× 2× +Na +NH4 +SO24 -NO3 -Cl - 106 ------106 105 105 105 105 根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为________,试样的pH=________。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有: ①将煤转化为清洁气体燃料。 1
已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g)
2ΔH=-241.8 kJ·mol1
-
1-C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol1
2
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 ②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是________________________________________________________________________。
a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化 ①已知汽缸中生成NO的反应为 N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0
若1 mol空气含0.8 mol N2和0.2 mol O2,1300 ℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得
-
NO为8×104 mol。计算该温度下的平衡常数K=________。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 ②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO: 2CO(g)===2C(s)+O2(g)
己知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 ③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 10.[答案] (1)酸性 4
(2)①C(s)+ H2O(g)===CO(g)+ H2(g)
-
ΔH= +131.3 kJ·mol1 ②a、b
-
(3)①4×106 温度升高,反应速率加快,平衡右移
②该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行 ③2CO+2NO催化剂,F2CO2+N2
++++
[解析] (1)PM2.5中含NH4,因NH4的水解而显酸性;根据电荷守恒得c(H)+c(K)+c(Na++---+-4-1)+c(NH4)=2c(SO24)+c(NO3)+c(Cl),将表格中的数据代入求得c(H)=10 mol〃L,pH=4。
(2)①第2个方程式减第1个方程式得目标反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)===CO(g)
-
+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol1。
②SO2是酸性氧化物,可用碱性物质吸收,故正确答案为a、b。
c2(NO)(8×104)2-
(3)①K===4×106;该反应为吸热反应,升高温度,
c(N2)×c(O2)0.8×0.2
-
平衡向正反应方向移动,且升高温度,反应速率加快。
②该反应ΔH>0、且ΔS<0,故反应在任何温度下都不能自发。 ③NO具有氧化性,能将CO氧化成CO2,自身被还原为N2。
3.H2 N3 N4 [2013·重庆卷] 下列排序正确的是( ) A.酸性:H2CO3<C6H5OH<CH3COOH B.碱性:Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOH C.熔点:MgBr2<SiCl4<BN D.沸点:PH3<NH3<H2O
3.D [解析] 酸性C6H5OH<H2CO3<CH3COOH,A项错误;同主族元素,周期序数越大,元素的金属性越强,Ca<Ba,同周期元素,主族序数越大,其金属性越弱,Ca<K,故碱性Ca(OH)2<Ba(OH)2,Ca(OH)2<KOH,B项错误;MgBr2晶体属于离子晶体,SiCl4晶体属于分子晶体,BN晶体属于原子晶体,熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,则SiCl4<MgBr2<BN,C项错误;同主族元素的氢化物,相对分子质量越大,其熔、沸点一般越高,但由于H2O、NH3分子间存在氢键,D项正确。
2.H2 H3 H5 [2013·重庆卷] 下列说法正确的是( )
A.KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质
B.25 ℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V醋酸<VNaOH C.向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,有沉淀和气体生成
+-
D.AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且Ksp(AgX)=c(Ag)·c(X),故Ksp(AgI)<Ksp(AgCl) 2.D [解析] SO3的水溶液能导电是因为SO3与水反应生成的H2SO4属于电解质,SO3
本身是非电解质,A项错误;醋酸溶液与等浓度NaOH溶液恰好完全反应,生成的醋酸钠溶液是强碱弱酸盐,应呈碱性,若pH=7,加入醋酸的体积应增大,B项错误;向NaAlO2溶
---
液中滴加NaHCO3溶液,发生反应AlO2+HCO3+H2O===Al(OH)3↓+CO23,无气体生成,C项错误;由于AgI比AgCl更难溶于水,AgCl沉淀易转化为AgI沉淀,Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),
D项正确。
5.H2 H3 H6 [2013·四川卷] 室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验 编号 起始浓度/(mol·L1) - c(KOH) 0.1 x 反应后溶液的pH 0.1 0.2 9 7 c(HA) ① ② 下列判断不正确的是( )
+--+
A.实验①反应后的溶液中:c(K)>c(A)>c(OH)>c(H)
KW-+-
B.实验①反应后的溶液中:c(OH)=c(K)-c(A)= mol/L
1×10-9
C.实验②反应后的溶液中:c(A)+c(HA)>0.1 mol/L
+--+
D.实验②反应后的溶液中:c(K)=c(A)>c(OH)=c(H)
-
5.B [解析] 实验①反应后溶液中溶质为KA,该溶液pH=9是因A水解导致,因此
+--+
溶液中离子浓度为c(K)>c(A)>c(OH)>c(H),A项正确;据电荷守恒,实验①反应后溶
-++-
液中,c(OH)=c(K)+c(H)-c(A),B项错误;结合A项分析可知HA为弱酸,由此可知实验②中所取c(HA)>0.2 mol/L,因反应后溶液体积变为原来的2倍,结合原子守恒知反应后的溶液中:c(A)+c(HA)>
-
+
-
-
-
0.2 mol/L
=0.1 mol/L,C项正确;室温下溶液呈中性,即溶液2
+
-
中c(OH)=c(H)=107 mol/L,再利用电荷守恒和原子守恒可知c(K)=c(A)=0.1 mol/L,D项正确。
9.H2 H3 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是( )
-+++
A.W2、X B.X、Y3
+-+-
C.Y3、Z2 D.X、Z2
-
9.C [解析] 由离子电荷数判断出:W为O,X为Na,Y为Al,Z为S。S2水解生成-++
OH,使水的电离平衡向右移动,Al3水解生成H,使水的电离平衡向右移动,C项正确;
-+
而O2、Na在水溶液中不水解,不影响水的电离平衡,故A、B、D项错误。
+-
13.H2 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 室温时,M(OH)2(s)M2(aq)+2OH(aq) Ksp=a。+-
c(M2)=b mol·L1时,溶液的pH等于( )
1b?1?a?A.lg? B.lg 2?a?2?b?1a?1?b?C.14+lg? D.14+lg
2?b?2?a?13.C [解析] Ksp=c(M2)×c2 (OH)=b×c2(OH)=a,则c(OH)=
+
-
-
-
a+
,有c(H)=b
1014Kw1?a?+=,pH=-lg c(H)=14+lg ,C项正确。 -2?b?c(OH)ab
-
H3 盐类的水解
11.G2 F4 H1 H3 [2013·江苏卷] 下列有关说法正确的是( )
A.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0 B.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极
c(CH3COOH)
C.CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中的值减小
c(CH3COO-)
D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO23水解程度减小,溶液的pH减小
11.AC [解析] 根据该反应中各物质的聚集状态可知,该反应的ΔS<0,因反应能自发进行,则该反应一定为放热反应,A项正确;在电解精炼铜中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,
+
B项错误;醋酸加水稀释过程中,c(H)减小,但电离常数不变,故C项中式子的比值将减小,
--
C项正确;向Na2CO3溶液中加入Ca(OH)2后生成CaCO3沉淀,溶液中c(CO2c(OH)3)减小,增大,pH增大,D项错误。
-
12.C5 H3 [2013·安徽卷] 我省盛产矿盐(主要成分是NaCl,还含有SO24等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是( )
-
A.由矿盐生产食盐,除去SO24最合适的试剂是Ba(NO3)2 B.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
C.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 D.用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液
--
12.D [解析] 用Ba(NO3)2除去实验中混有的SO24,会引入新的杂质离子NO3,A项
-
错误;工业上制取金属钠是通过电解熔融NaCl,B项错误;在食盐水中因存在Cl,降低AgCl的溶解度,即室温下,AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度,C项错误;饱和纯碱
-
中因CO2可使酚酞试液变红,食盐水溶液为中性溶液,不能使酚酞试液变3水解溶液呈碱性,色,D项正确。
8.B2 H1 H2 H3
-
[2013·福建卷] 室温下,对于0.10 mol·L1的氨水,下列判断正确的是( )
+-
A.与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3+3OH===Al(OH)3↓
+-
B.加水稀释后,溶液中c(NH4)·c(OH)变大 C.用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性 D.其溶液的pH=13
+
8.C [解析] NH3〃H2O是弱碱,在离子方程式中化学式不能拆分,Al3+
+
3NH3〃H2O===Al(OH)3↓+3 NH4,A项错误;加水稀释,促进NH3〃H2O电离,使NH3〃H2O
+-+-
NH4+OH的电离平衡右移,但是NH3〃H2O、NH4、OH的浓度均减小,则溶液中
+-
c(NH4)·c(OH)变小,B项错误;用HNO3完全中和氨水时得到硝酸铵溶液,即NH3〃H2O+
-
HNO3===NH4NO3+H2O,硝酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子水解导致中和后的溶液显弱酸性,
--
C项正确;NH3〃H2O的电离是可逆反应,不可能完全电离出OH,则c(OH)小于0.10 mol·L
-1
,室温下KW=1.0×10
+
-14
1.0×10
,则氨水中c(H)>0.10
+
-14
mol〃L1=10
-
-13
mol〃L1,pH=
-
-lgc(H)<13,D项错误。
12.H1 H3 H2 H6 [2013·广东卷] 50 ℃时,下列各溶液中,离子的物质的量浓度关系正确的是( )
+-
A.pH=4的醋酸中:c(H)=4.0 mol·L1
+-
B.饱和小苏打溶液中:c(Na)=c(HCO3)
++--
C.饱和食盐水中:c(Na)+c(H)=c(Cl)+c(OH)
---
D.pH=12的纯碱溶液中:c(OH)=1.0×102 mol·L1
+--
12.C [解析] pH=4的醋酸中,c(H)=104 mol〃L1,A项错误;饱和小苏打溶液中,
+--+---
NaHCO3===Na+HCO3,HCO3H+CO23、HCO3+H2OH2CO3+OH,根据物
+--+-
料守恒可知c(Na)=c(HCO3)+c(CO23)+c(H2CO3),则饱和小苏打溶液中c(Na)>c(HCO3),
++--
B项错误;根据电荷守恒原理可知饱和食盐水中:c(Na)+c(H)=c(Cl)+c(OH),C项正
+---
确;25 ℃时KW=c(H)·c(OH)= 1014,升高温度,KW>1.0×1014,则pH=12的纯碱溶液中c(H)=10
+
-12
KW---
mol/L,c(OH)=>102 mol〃L1,D项错误。 +
c(H)
29.G2 H3 [2013·山东卷] 化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 (1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应: TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0 (Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=________,若K=1,向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为________。
(2)如图0所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2
粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1________T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。
图0
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为______________,滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
-+--
(4)25 ℃时,H2SO3HSO3+H的电离常数Ka=1×102 mol·L1,则该温度下NaHSO3
-
水解反应的平衡常数Kh=________mol·L1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H2SO3)
将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 -)c(HSO3