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(1)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数: 弱酸化学式 HSCN CH3COO...

(1)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数:

弱酸化学式

HSCN

CH3COOH

HCN

H2CO3

电离平衡常数

1.3×10-1

1.8×10-5

4.9×10-10

K1=4.3×10-7

K2=5.6×10-11

 

 

① 同温度下,等pH值的a. NaHCO3、b. NaCN、c.Na2CO3溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为__________(填序号)。

② 25 ℃时,将20mL 0.1mol/LCH3COOH溶液和20mL0.1mol/LHSCN溶液分别与20ml0.1mol/L NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:

反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是:________反应结束后所得两溶液中,c(SCN-)________c(CH3COO-)(填“> ”、“< ”或“= ”)

③ 若保持温度不变,在醋酸溶液中加入一定量氨气,下列量会变小的是______(填序号)。

a.c(CH3COO-)       b.c(H+)     c.Kw          d.醋酸电离平衡常数

(2)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。己知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     △H=-867.0kJ mol-1

2NO2(g)N2O4(g)      △H=-56.9kJ mol-1

H2O(g)=H2O(l)       △H=-44.0kJ mol-1

写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_________

(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:请回答下列问题:

①甲烷燃料电池的负极反应式是____________

② 当A中消耗0.15mol氧气时.B 中____极增重_______g。

 

a b c相同温度下HSCN比CH3COOH的电离平衡常数大,同浓度时电离出的氢离子浓度大,与NaHCO3溶液反应快>bCH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H═ —898.1kJ/molCH4-8e- + 10OH-=CO32- + 7H2Ob6.4 【解析】(1)①据弱酸的电离平衡常数可知,酸性HSCN>CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-,酸性越弱,其酸根离子的水解程度越大,溶液pH越大,所以等物质的量浓度的.a.NaHCO3、b.NaCN、c.Na2CO3、溶液的pH由大到小的顺序为a b c,故答案为: a b c; ②由Ka(CH3COOH)=1.8×10-5和Ka(HSCN)=0.13可知,CH3COOH的酸性弱于HSCN的,即在相同浓度的情况下HSCN溶液中H+的浓度大于CH3COOH溶液中H+的浓度,浓度越大反应速率越快;又酸越弱,反应生成的相应的钠盐越易水解,即c(SCN-)>c(CH3COO-),故答案为:相同温度下HSCN比CH3COOH的电离平衡常数大,HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率快;>; ③因加入盐酸,醋酸的电离平衡逆向移动,则c(CH3COO-)减小,醋酸的电离程度减小,但温度不变,则醋酸电离平衡常数和水的离子积常数不变,加盐酸时c(H+)增大,故答案为:b; (2)已知:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol①,2NO2(g) N2O4(g) △H2=-56.9kJ/mol②,H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol③,根据盖斯定律,①-②+④×2可得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),故△H=-867kJ/mol-(-56.9kJ/mol)+2(-44.0)kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol,故答案为:CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol; (3)①甲烷燃料碱性电池中,负极上甲烷失电子和氢氧根生成水和碳酸根,电极反应为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O; ②A中消耗0.05mol氧气时,转移0.2mol电子,b电极为阴极,阴极上铜离子放电生成Cu,根据Cu和转移电子之间的关系式得析出Cu的质量=×64g/mol=6.4g,故答案为:b;6.4。 点睛:本题考查了盐类水解、弱酸的电离平衡常数与酸性强弱的关系、弱酸的电离平衡的移动。本题的难点是(1),弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强;能够水解的盐,酸性越弱越水解。易错点是燃料电池中负极反应式的书写,在碱性电池中,负极上甲烷失电子和氢氧根生成水和碳酸根。  
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考点分析:
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铜是一种重要的战略物资,以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为主要原料生产铜、铁红、单质硫时,原料的综合利用率较高,其主要流程如图所示(己知Na[CuCl2]的电离方程式为:Na[CuCl2]=Na++[CuCl2]-):

(1)流程中粉碎的目的是_____________,操作①、②、③、④的目的相同,在实验中这种操作的名称是____________

(2)铁红的重要用途:__________________,固体B中含有两种产物,一种是单质C、另一种是原子个数比为1:l 的一种金属的低价态盐,写出堆浸时反应的化学方程式:________

(3)反应V的离子方程式:___________________

(4)此方法中得到的铜纯度不能满足某些生产的需要,需要利用电解法进行提纯。若用如图所示的装置进行电解精炼,则乙中溶液的溶质是_________,e电极上的电极反应式为_____

若当电路中有2mol电子通过时,乙中某个电极质量减轻了63.92g,则粗铜的纯度为(假设杂质只有铁且精炼时铜与铁的放电比例与混合物比例相同,计算时用%表示保留一位小数)____________(已知相对原子质量:Fe 56 Cu 64 )。

 

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芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。

反应原理:

反应试剂、产物的物理常数:

名称
 

相对分 子质量
 

性状
 

熔点
 

沸点
 

密度
 

溶解度
 


 

乙醇
 

乙醚
 

甲苯
 

92
 

无色液体易燃易挥发
 

-95
 

110.6
 

0.8669
 

不溶
 

易溶
 

易溶
 

苯甲酸
 

122
 

白色片状或针状晶体
 

122.4
 

248
 

1.2659
 

微溶
 

易溶
 

易溶
 

 

主要实验装置和流程如下:

实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃时, 反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

1)无色液体A的结构简式为          。操作        

2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是           

3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是        

A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀

B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触

C.图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法

D.冷凝管中水的流向是下进上出

4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入         ,分液,水层再加入         ,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。

5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为            

 

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己知某温度下,Ksp(AgCl)=1.56×10-10mol2/L2,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12mol3/L3,下列叙述正确的是(  )

A. 饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比,前者的c(Ag+)大

B. 向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液,氯化银的Ksp减小

C. 向0.001mol/L的K2CrO4溶液中加入等体积的0.002mol/L AgNO3溶液,则CrO42-时完全沉淀

D. 将0.00lmol/L的AgNO3溶液滴入0.001mol/L的KCl和0.001mol/L K2CrO4溶液,则先产生AgCl沉淀

 

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下图装置中X和Y均为石墨电极,电解液为500mL某蓝色溶液,电解一段时间,观察到X 电极表面有红色的固态物质生成,Y 电极有无色气体生成;溶液中原有溶质完全电解后,停止电解,取出X电极, 洗涤、干燥、称量,电极增重1.6g。下列有关说法中错误的是(  )

A. X电极是阴极

B. Y电极产生气体的体积为0.224L

C. 电解后溶液的pH=1

D. 要使电解后溶液恢复到电解前的状态,需加入一定最的CuO 或CuCO3

 

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早在40年前,科学大师Heilbronner经过理论研究预测,应当有可能合成莫比乌斯形状的芳香族(大环)轮烯分子,这一预测被德国化学家合成证实。[18]-轮烯是一种大环轮烯,其结构简式如图所示。 有关它的说法正确的是

A. [18]- 轮烯分子中所有原子不可能处于同一平面

B. [18]- 轮烯的分子式为:C18H12

C. 1 mol[18]- 轮烯最多可与9 mol氢气发生加成反应生成环烷烃

D. [18]- 轮烯与乙烯互为同系物.

 

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