高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題專項(xiàng)訓(xùn)練1-8(打包8套)魯教版.zip
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專題專項(xiàng)訓(xùn)練(八)有機(jī)合成與推斷
1.(2016·福州質(zhì)檢)阿斯巴甜(APM)是一種甜度高、味美而熱量低的甜味劑,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。
(1)下列關(guān)于APM的說法中,不正確的是________(填字母)。
A.屬于糖類化合物
B.分子式為C14H18N2O5
C.既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)
D.能發(fā)生酯化反應(yīng),但不能發(fā)生加成反應(yīng)
(2)APM在人體胃腸道酶作用下徹底水解生成的產(chǎn)物中,相對(duì)分子質(zhì)量最小的是________(填結(jié)構(gòu)簡式),其官能團(tuán)名稱為________。
(3)苯丙氨酸( )是合成APM的原料之一。苯丙氨酸的一種合成途徑如下圖所示:
已知醛或酮可以發(fā)生如下反應(yīng):
①D→E的反應(yīng)類型為________________。
②A的結(jié)構(gòu)簡式為________________。
③寫出C→D反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
④某苯的同系物苯環(huán)上的一硝基取代物只有一種,該一硝基取代物W是苯丙氨酸的同分異構(gòu)體。W的結(jié)構(gòu)簡式為_______________________________________________。
解析:(1)由APM的結(jié)構(gòu)簡式可知,其不屬于糖類化合物,能發(fā)生加成反應(yīng),A、D說法錯(cuò)誤。(2)APM在人體胃腸道酶作用下徹底水解,考慮肽鍵和酯基水解,生成的產(chǎn)物中,相對(duì)分子質(zhì)量最小的是甲醇。(3)①由題目信息可知,D與HCN的反應(yīng)是加成反應(yīng)。②由合成途徑逆向推斷,結(jié)合題目信息,可推得A為苯乙烯。③C→D的反應(yīng)是
的催化氧化反應(yīng)。
2.(2016·常德模擬)有機(jī)物G是一種醫(yī)藥中間體,可通過如圖所示路線合成。A是石油化工的重要產(chǎn)品且分子中所有原子在同一平面上,H的分子式是C7H8。
已知:
請(qǐng)回答以下問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式是________。
(2)H→I的化學(xué)反應(yīng)方程式為________,B與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________。
(3)C→D的反應(yīng)類型是________,I→J的反應(yīng)類型是________。
(4)兩個(gè)E分子在一定條件下發(fā)生分子間脫水生成一種環(huán)狀酯的結(jié)構(gòu)簡式是________________________________________________________________________。
(5)滿足以下條件的F的同分異構(gòu)體(含F(xiàn))共有________(填數(shù)字)種。
①能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
②紅外光譜等方法檢測分子中有 結(jié)構(gòu)
③苯環(huán)上有兩個(gè)取代基
其中能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)且核磁共振氫譜測定有5個(gè)吸收峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。
3.(2015·江蘇高考)化合物F是一種抗心肌缺血藥物的中間體,可以通過以下方法合成:
(1)化合物A中的含氧官能團(tuán)為________和________(填官能團(tuán)名稱)。
(2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為______________________________________________;
由C→D的反應(yīng)類型是________。
(3)寫出同時(shí)滿足下列條件的E的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________________________________________________________________________。
Ⅰ.分子中含有2個(gè)苯環(huán)
Ⅱ.分子中含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫
(4)已知:RCH2CNRCH2CH2NH2,請(qǐng)寫出以 為原料制備化合
物X( )的合成路線流程圖(無機(jī)試劑可任選)。合成流程圖示例如下:
CH3CHOCH3COOH
CH3COOCH2CH3
解析:(1)由化合物A的結(jié)構(gòu)簡式知,其含氧官能團(tuán)有醚鍵和醛基。
(2)由結(jié)構(gòu)簡式可推知化合物A的分子式為C14H12O2,結(jié)合B的分子式C14H14O2可知,B是A中醛基還原為羥基的反應(yīng)產(chǎn)物,故B的結(jié)構(gòu)簡式為 。
觀察C、D的結(jié)構(gòu)簡式,可看出D是C中—Cl被—CN取代的產(chǎn)物,故C→D的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。
(3)E的同分異構(gòu)體中含有2個(gè)苯環(huán),這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與E相同;由于E的分子中碳原子數(shù)較多,要求其同分異構(gòu)體中含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫,則結(jié)構(gòu)必須高度對(duì)稱。據(jù)此,滿足條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為
(4)可用逆推法分析。根據(jù)信息“RCH2CN
RCH2CH2NH2”可逆推:
結(jié)合題干信息可進(jìn)一步逆推,
因此,以 為原料制備X的合成路線流程圖如下:
另一合成路線流程圖為
4.已知醛在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):
由枯茗醛合成兔耳草醛的傳統(tǒng)合成路線如圖所示:
(1)寫出試劑X的結(jié)構(gòu)簡式:__________________________________________________。
(2)寫出有機(jī)物B的結(jié)構(gòu)簡式:_______________________________________________。
(3)寫出有機(jī)物C ―→兔耳草醛的化學(xué)方程式:
________________________________________________________________________。
(4)以下是人們最新研究的兔耳草醛的合成路線,該路線原子利用率理論上可達(dá)100%:
試寫出D的結(jié)構(gòu)簡式:____________。
(5)芳香族化合物Y與枯茗醛互為同分異構(gòu)體,Y具有如下特征:
a.不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),可發(fā)生消去反應(yīng);
b.核磁共振氫譜顯示:Y消去反應(yīng)產(chǎn)物的環(huán)上只存在一種化學(xué)環(huán)境的氫原子。寫出Y可能的結(jié)構(gòu)簡式:__________、__________。
解析:(1)~(3)分析題給新信息可知第一步反應(yīng)是加成反應(yīng),其中一個(gè)醛分子打開碳氧雙鍵,另一個(gè)醛分子中的α-H加到它的羰基氧原子上,其余部分加到羰基碳原子上;加熱后發(fā)生消去反應(yīng),羥基與α-H脫水形成烯醛,應(yīng)用這個(gè)反應(yīng),可增長醛類碳鏈。根據(jù)以上機(jī)理,結(jié)合枯茗醛與兔耳草醛的分子結(jié)構(gòu),參考合成路線中的試劑與反應(yīng)條件,可推知:X是
CH3CH2CHO,利用新信息可得A、B的結(jié)構(gòu)簡式分別為、
根據(jù)B―→C的反應(yīng)條件可知B與H2發(fā)生加成反
應(yīng)生成C。
(4)根據(jù)“該路線原子利用率理論上可達(dá)100%”,可知發(fā)生的是加成反應(yīng),結(jié)合框圖中的試劑及主要有機(jī)物反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)的變化,可知D為 。
(5)根據(jù)信息“芳香族化合物”可知Y含有苯環(huán);根據(jù)信息a可知Y不是醛類,且分子中含有醇羥基和碳碳雙鍵;根據(jù)信息b可知Y消去反應(yīng)產(chǎn)物的苯環(huán)上有兩個(gè)相同的取代基且在對(duì)位。
5.(2016·昆明二調(diào))非那西汀是一種常用解熱鎮(zhèn)痛藥,其合成路線如圖所示:
已知:①D分子中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%。其余為氫,分子中的所有原子在同一平面上;
請(qǐng)回答以下問題:
(1)A的化學(xué)名稱是________。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是_____________________________________________________。
(3)E分子的官能團(tuán)名稱是________。F物質(zhì)在質(zhì)譜圖中的最大質(zhì)荷比是________。
(4)反應(yīng)⑨的化學(xué)方程式是_______________________________________________。
其反應(yīng)類型是____________________。
(5)非那西汀的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足如下條件:①苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基,其中一個(gè)是—NH2,②能水解,其中一種水解產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng),但不能與氫氧化鈉反應(yīng),共有________種(不考慮立體異構(gòu)),寫出水解生成的兩種產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量差值最小的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________________________。
解析:反應(yīng)①為苯的氯代反應(yīng),A為氯苯。反應(yīng)②為苯環(huán)上的硝化反應(yīng),由非那西汀的結(jié)構(gòu)可知取代了氯原子對(duì)位上的氫,B的結(jié)構(gòu)簡式為 ,由非那西汀的結(jié)構(gòu)
可推知反應(yīng)④為硝基的還原,C的結(jié)構(gòu)簡式為 。由
及信息②可知G為CH3COONa。D為烴且碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%,可推知D中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶2;分子中所有原子在同一平面上,則D為乙烯。E為乙醇,被酸性高錳酸鉀溶液氧化為乙酸(F)。(5)去除苯環(huán)和—NH2外還有4個(gè)碳原子、2個(gè)氧原子、1個(gè)不飽和度,水解產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng),說明有氨基,不能與NaOH反應(yīng),說明苯環(huán)上不能連有酚羥基或羧基,另一取代基的結(jié)構(gòu)可能為—CH2OOCCH2CH3、—CH2CH2OOCCH3、—CH(CH3)OOCCH3、
—CH2CH2CH2OOCH、—CH(CH3)CH2OOCH、
—CH2CH(CH3)OOCH、—C(CH3)2OOCH、
—CH(C2H5)OOCH,共8種,加上有鄰、間、對(duì)三種位置,共24種。
6.(2016·武漢調(diào)研)G(異戊酸薄荷醇酯)是一種治療心臟病的藥物。其合成路線如下:
已知:①A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
②RCH===CH2+CO+H2RCH2CH2CHO
(1)A的名稱為________。
(2)G中含氧官能團(tuán)名稱為________。
(3)D的分子中含有________種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。
(4)E與新制的氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(5)寫出符合下列條件的A的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:
________________________________________________________________________。
a.分子中有6個(gè)碳原子在一條直線上;
b.分子中含有—OH。
(6)正戊醛可用作香料、橡膠促進(jìn)劑等,寫出以乙醇為原料制備CH3(CH2)3CHO的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任選)。合成路線流程圖示例如下:
H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
解析:A分子式為C7H8O,遇FeCl3溶液顯色,說明含有酚羥基,結(jié)合G的結(jié)構(gòu)可知甲
基與酚羥基處于鄰位,結(jié)構(gòu)為 ;由信息③及G的結(jié)構(gòu)可知C為
由C和G的結(jié)構(gòu)可以反推出F為(CH3)2CHCH2COOH,E為(CH3)2CHCH2CHO,由信息②可知D為CH2===C(CH3)2。(5)由A的分子式可知不飽和度為4,分子中含有—OH,由于6個(gè)碳原子共直線,可知含有2個(gè)碳碳叁鍵。(6)利用信息④可知通過醛醛加成生成4個(gè)碳原子的有機(jī)物,再通過信息②生成5個(gè)碳原子的醛。
答案:(1)3-甲基苯酚(或間甲基苯酚)
(2)酯基
(3)2
(5)CH3—C≡C—C≡C—CH2—CH2OH
CH3—CH2—C≡C—C≡C—CH2OH
(6)CH3CH2OHCH3CHO
CH2CH===CHCHOCH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH===CH2CH3CH2CH2CH2CHO
9
專題專項(xiàng)訓(xùn)練(二)無機(jī)化工流程
1.(2016·南通模擬)ZrO2常用作陶瓷材料,可由鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,也可表示為ZrO2·SiO2,還含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))通過如下方法制取。
已知:①ZrO2能與燒堿反應(yīng)生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3與酸反應(yīng)生成ZrO2+。
②部分金屬離子在實(shí)驗(yàn)條件下開始沉淀和完全沉淀的pH如下表。
金屬離子
Fe3+
Al3+
ZrO2+
開始沉淀時(shí)pH
1.9
3.3
6.2
沉淀完全時(shí)pH
3.2
5.2
8.0
(1)熔融時(shí)ZrSiO4發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________,
濾渣Ⅰ的化學(xué)式為________。
(2)為使濾液Ⅰ的雜質(zhì)離子沉淀完全,需用氨水調(diào)pH=a,則a的范圍是________;繼續(xù)加氨水至pH=b時(shí),所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。
(3)向過濾Ⅲ所得濾液中加入CaCO3粉末并加熱,得到兩種氣體。該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)為得到純凈的ZrO2,Zr(OH)4需要洗滌,檢驗(yàn)Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法是
________________________________________________________________________。
解析:(1)鋯英砂在NaOH熔融下,生成Na2ZrO3、Na2SiO3、Na[Al(OH)4],F(xiàn)e2O3不溶,再加入HCl酸浸時(shí),F(xiàn)e2O3溶解生成Fe3+,Na2ZrO3轉(zhuǎn)化成ZrO2+,Na2SiO3轉(zhuǎn)化成H2SiO3沉淀,Na[Al(OH)4]轉(zhuǎn)化成Al3+,ZrSiO4與NaOH反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),根據(jù)元素守恒可配平反應(yīng)。(2)加入氨水,使Fe3+、Al3+雜質(zhì)除去,但不可使ZrO2+沉淀,所以pH的范圍為5.2~6.2。繼續(xù)加入氨水,使ZrO2+轉(zhuǎn)化為Zr(OH)4沉淀,根據(jù)電荷守恒知,產(chǎn)物有2 mol NH生成,根據(jù)N守恒知,反應(yīng)物有2 mol NH3·H2O參加反應(yīng),根據(jù)H、O元素守恒知,反應(yīng)物需要補(bǔ)充1 mol H2O。(3)NH水解顯酸性,加入CaCO3可生成CO2,同時(shí)促進(jìn)了NH水解,生成NH3。(4)過濾Ⅲ處的濾液為NH4Cl,Zr(OH)4沉淀是否洗滌干凈,只要檢驗(yàn)濾液中是否含有Cl-即可。
答案:(1)ZrSiO4+4NaOH Na2SiO3+Na2ZrO3+2H2O
H2SiO3(或H4SiO4)
(2)5.2~6.2 ZrO2++2NH3·H2O+H2O===Zr(OH)4↓+2NH
(3)2NH+CaCO3Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O
(4)取最后一次洗滌液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸銀溶液,若無沉淀生成,則Zr(OH)4洗滌干凈
2.(2015·安徽高考)硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,某研究小組采用偏硼酸鈉(NaBO2)為主要原料制備NaBH4,其流程如下:
已知:NaBH4常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙胺(沸點(diǎn):33 ℃)。
(1)在第①步反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100 ℃以上并通入氬氣,該操作的目的是______________________,原料中的金屬鈉通常保存在________中,實(shí)驗(yàn)室取用少量金屬鈉需要用到的實(shí)驗(yàn)用品有________、________、玻璃片和小刀等。
(2)請(qǐng)配平第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NaBO2+SiO2+Na+H2——NaBH4+Na2SiO3
(3)第②步分離采用的方法是________;第③步分出NaBH4并回收溶劑,采用的方法是________。
(4)NaBH4(s)與水(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和氫氣(g),在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4 (s)放熱21.6 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)通入氬氣后排凈反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣,防止Na、NaBH4與水和空氣中的O2反應(yīng);金屬鈉通常保存在煤油中;在取用鈉時(shí),應(yīng)用鑷子將鈉從煤油中取出,并用濾紙吸干表面的煤油。
(2)在該反應(yīng)中,金屬Na由0價(jià)升高到+1價(jià),而H2中的H由0價(jià)降低到-1價(jià),其余元素的化合價(jià)都未改變,可設(shè)NaBH4的系數(shù)為1,根據(jù)H守恒可知H2的系數(shù)為2,根據(jù)電子守恒可知,Na的系數(shù)為4,根據(jù)B守恒可知NaBO2的系數(shù)為1,根據(jù)Na守恒可知Na2SiO3的系數(shù)為2,根據(jù)Si守恒可知SiO2的系數(shù)為2。
(3)經(jīng)過第②步后得到溶液和固體,故該操作為過濾;由于異丙胺的沸點(diǎn)較低,故第③步可以采用蒸餾的方法分離出NaBH4并回收溶劑。
(4)NaBH4與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑,3.8 g NaBH4的物質(zhì)的量為0.1 mol,故1 mol NaBH4與水反應(yīng)時(shí)放出216.0 kJ熱量,由此可寫出熱化學(xué)方程式。
答案:(1)除去反應(yīng)器中的水蒸氣和空氣 煤油 鑷子 濾紙 (2)1 2 4 2 1 2 (3)過濾 蒸餾
(4)NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0 kJ·mol-1
3.(2016·文登市二模)MnO2是重要化學(xué)物質(zhì),某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實(shí)驗(yàn),其流程如下:
按要求回答下列問題
(1)第②步操作中,氧化性強(qiáng)弱順序:ClO________MnO2(填“>”或“<”),當(dāng)NaClO3轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí),生成的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為________mol。NaClO3在常溫下能夠與鹽酸反應(yīng)生成氯氣,該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第④步操作中,最終得到的固體除NaClO3外,還一定含有下列物質(zhì)中的________。
a.NaCl B.NaClO c.NaClO4 d.NaOH
(3)MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料,則堿性鋅錳電池放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。
(4)為得到純凈的MnO2,須將過濾后的MnO2合并后進(jìn)行洗滌,判斷是否洗滌干凈可選用的試劑是__________________________(填寫一組即可)。工業(yè)上可以以石墨為電極電解酸化的硫酸錳制取二氧化錳,該反應(yīng)的陽極反應(yīng)式為_______________________________。
解析:粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品中加入過量的稀硫酸,由于MnO2不溶于硫酸,則樣品中的MnO和MnCO3分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,過濾得濾液為硫酸錳溶液,加入NaClO3發(fā)生反應(yīng)為5Mn2++2ClO+4H2O===5MnO2+Cl2↑+8H+,再過濾得到濾液和二氧化錳固體,而氯氣與熱的氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉方程式為3Cl2+6NaOH===NaClO3+5NaCl+3H2O。
(1)已知5Mn2++2ClO+4H2O===5MnO2+Cl2↑+8H+,ClO作氧化劑,MnO2作氧化產(chǎn)物,則氧化性:ClO>MnO2;當(dāng)NaClO3轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí),消耗NaClO3為0.4 mol,則生成MnO2為1 mol;NaClO3在常溫下與鹽酸反應(yīng)生成氯氣,其反應(yīng)的離子方程式為ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O。
(2)第④步操作中NaOH過量,發(fā)生的反應(yīng)為3Cl2+6NaOH===NaClO3+5NaCl+3H2O,則最終得到的固體除NaClO3外,還有NaOH和NaCl。
(3)原電池中負(fù)極失去電子,正極得到電子,因此堿性鋅錳電池放電時(shí),正極是二氧化錳得到電子,則電極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-。
(4)若沉淀沒有洗滌干凈,則濾液中含有硫酸根離子,檢驗(yàn)硫酸根離子選用氯化鋇溶液;電解時(shí),Mn2+在陽極失電子生成MnO2,其電極方程式為Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+。
答案:(1)> 1 ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
(2)ad (3)MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-
(4)氯化鋇溶液 Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+
4.(2015·山東高考)毒重石的主要成分為BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下:
(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是________________________。實(shí)驗(yàn)室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸,除量筒外還需使用下列儀器中的________。
a.燒杯 B.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管
(2)加入NH3·H2O調(diào)pH=8可除去________(填離子符號(hào)),濾渣Ⅱ中含________(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過量,原因是___________________________________________。
Ca2+
Mg2+
Fe3+
開始沉淀時(shí)的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀時(shí)的pH
13.9
11.1
3.2
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
(3)利用間接酸堿滴定法可測定Ba2+的含量,實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行。
已知:2CrO+2H+===Cr2O+H2O
Ba2++CrO===BaCrO4↓
步驟Ⅰ:移取x mL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用b mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測得滴加鹽酸的體積為V0 mL。
步驟Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液于錐形瓶中,加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測得滴加鹽酸的體積為V1 mL。
滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)應(yīng)使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的__________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為________mol·L-1。若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時(shí)有少量待測液濺出,Ba2+濃度測量值將________(填“偏大”或“偏小”)。
解析:(1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是增大與鹽酸的接觸面積,加快反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)室配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液時(shí),需用到的儀器是量筒、燒杯和玻璃棒。(2)由流程圖和表中數(shù)據(jù)可知,pH=8時(shí),可除去Fe3+;調(diào)節(jié)pH=12.5時(shí),Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,故濾渣Ⅱ中含有Mg(OH)2和Ca(OH)2;加入H2C2O4的目的是除去溶液中剩余的Ca2+,使Ca2+(aq)+C2O(aq)===CaC2O4(s),當(dāng)H2C2O4過量時(shí),也可能使c(Ba2+)·c(C2O)>Ksp(BaC2O4),而生成BaC2O4沉淀,導(dǎo)致產(chǎn)品BaCl2·2H2O的量減少。(3)由方程式2CrO+2H+===Cr2O+H2O知,步驟Ⅰ中加入的CrO的總物質(zhì)的量為b mol·L-1× L= mol。
步驟Ⅱ中,加入BaCl2充分反應(yīng)后,剩余的CrO的物質(zhì)的量為b mol·L-1× L= mol,與Ba2+反應(yīng)的CrO的物質(zhì)的量為 mol- mol= mol,由方程式Ba2++CrO===BaCrO4↓得,n(Ba2+)=n(CrO),所以BaCl2的濃度:c(BaCl2)== mol·L-1。若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時(shí),有少量待測液濺出,造成V1的用量減小,所以的測量值將偏大。
答案:(1)增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快 a、c
(2)Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4過量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品產(chǎn)量減少
(3)上方 偏大
5.氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級(jí)氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質(zhì)]的流程如下:
濾液 濾液 濾餅ZnO
提示:在本實(shí)驗(yàn)條件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。
回答下列問題:
(1)反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是________,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________;在加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,對(duì)除雜的影響是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反應(yīng)③的反應(yīng)類型為________,過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有______________。
(3)反應(yīng)④形成的沉淀要用水洗,檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是__________________。
(4)反應(yīng)④中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的濾餅11.2 g,煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g,則x等于______。
解析:(1)經(jīng)反應(yīng)①所得浸出液中含有Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+。經(jīng)反應(yīng)②,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,進(jìn)而形成Fe(OH)3沉淀,Mn2+被氧化為MnO2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為:MnO+3Fe2++7H2O===3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,2MnO+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+。在加高錳酸鉀溶液前,若溶液的pH較低,鐵離子和錳離子不能生成沉淀,從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)。
(2)反應(yīng)③為Zn+Ni2+===Zn2++Ni,過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有被置換出來的鎳。
(3)若該沉淀沒有洗滌干凈,則沉淀上一定附著有SO。具體的檢驗(yàn)方法是取少量最后濾出的水洗液于試管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸鋇溶液,若無白色沉淀生成,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。
(4)ZnCO3·xZn(OH)2
(1+x)ZnO+CO2↑+xH2O Δm
81(1+x) 44 18x 44+18x
8.1 g 11.2 g-8.1 g=3.1 g
則=,解得x=1。
答案:(1)Fe2+和Mn2+ MnO+3Fe2++7H2O===3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+、2MnO+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+
鐵離子和錳離子不能生成沉淀,從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)
(2)置換反應(yīng) 鎳
(3)取少量水洗液于試管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸鋇溶液,若無白色沉淀生成,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈
(4)1
6.草酸鈷用途廣泛,可用于指示劑和催化劑制備。一種利用水鈷礦[主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工藝流程如下:
已知:①浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
(1)浸出過程中加入Na2SO3的目的是將____________還原(填離子符號(hào))。
(2)NaClO3的作用是將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,產(chǎn)物中氯元素處于最低化合價(jià)。該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。
(3)請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀的原因:____________________________________________________________________。
(4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。濾液Ⅱ中加入萃取劑的作用是______;使用萃取劑適宜的pH是______。
A.接近2.0 B.接近3.0 C.接近4.0
(5)“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。當(dāng)加入過量NaF后,所得濾液c(Mg2+)/c(Ca2+)=__________。
解析:(1)亞硫酸鈉溶液具有還原性,在浸出過程中加入Na2SO3的目的是將Fe3+、Co3+還原。(2)NaClO3的作用是將浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,產(chǎn)物中氯元素處于最低化合價(jià)-1價(jià),則根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒,該反應(yīng)的離子方程式為ClO+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O。(3)加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀的原因是:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+、Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,加入碳酸鈉后,H+與CO反應(yīng),使水解平衡右移,從而產(chǎn)生沉淀。(4)根據(jù)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系。濾液Ⅱ中加入萃取劑的作用是除掉錳離子;使用萃取劑適宜的pH是接近3.0。(5)“除鈣、鎂”是將溶液中Ca2+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。當(dāng)加入過量NaF后,得到的是MgF2、CaF2的過飽和溶液,根據(jù)溶液中氟離子的濃度相等,則所得濾液c(Mg2+)/c(Ca2+)=Ksp(MgF2)/Ksp(CaF2)=7.35×10-11/1.05×10-10=0.7。
答案:(1)Fe3+、Co3+
(2)ClO+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O
(3)溶液中存在平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+、Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,加入碳酸鈉后,H+與CO反應(yīng),使水解平衡右移,從而產(chǎn)生沉淀
(4)除去Mn2+ B (5)0.7
6
專題專項(xiàng)訓(xùn)練(六)溶液中粒子濃度大小的比較
1.下列溶液中各微粒的濃度關(guān)系正確的是( )
A.等pH的氨水、KOH溶液、Ba(OH)2溶液中:
[NH]=[K+]=[Ba2+]
B.將10 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol·L-1鹽酸中:[Na+]>[Cl-]>[HCO]>[CO]
C.向NH4HCO3溶液中滴加NaOH溶液至pH=7:
[NH]+[Na+]=[HCO]+[CO]
D.0.2 mol·L-1的某一元弱酸HA溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后的溶液:2[OH-]+[A-]=2[H+]+[HA]
解析:選D 等pH的氨水、KOH溶液、Ba(OH)2溶液中:[NH]=[K+]=2[Ba2+],A錯(cuò)誤;將10 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol·L-1鹽酸中,開始鹽酸過量產(chǎn)生CO2,最終所得溶液是氯化鈉和碳酸鈉的混合溶液,則溶液中[Na+]>[Cl-]>[CO]>[HCO],B錯(cuò)誤;向NH4HCO3溶液中滴加NaOH溶液至pH=7,根據(jù)電荷守恒可知[NH]+[Na+]+[H+]=[OH-]+[HCO]+2[CO],則溶液中[NH]+[Na+]=[HCO]+2[CO],C錯(cuò)誤;0.2 mol·L-1的某一元弱酸HA溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后的溶液是由HA和NaA組成的,且二者的濃度相等,因此根據(jù)電荷守恒[Na+]+[H+]=[OH-]+[A-]和物料守恒2[Na+]=[HA]+[A-]可知溶液中2[OH-]+[A-]=2[H+]+[HA],D正確。
2.(2016·張掖模擬)25 ℃時(shí),某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四種離子。下列說法正確的是( )
A.對(duì)于該溶液一定存在:pH≥7
B.若[OH-]>[H+],則溶液中不可能存在:[Na+]>[OH-]>[A-]>[H+]
C.若溶液中[A-]=[Na+],則溶液一定呈中性
D.若溶質(zhì)為NaA,則溶液中一定存在:[Na+]>[A-]>[OH-]>[H+]
解析:選C 若是較多的酸溶液和少量的鹽溶液混合,則混合溶液顯酸性,pH<7,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若是氫氧化鈉溶液和少量的鹽溶液混合,則混合溶液顯堿性,且混合溶液中,[Na+]>[OH-]>[A-]>[H+],B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電荷守恒,[Na+]+[H+]=[OH-]+[A-],若溶液中[A-]=[Na+],則一定有[H+]=[OH-],即溶液一定呈中性,C項(xiàng)正確;若NaA是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,則[A-]=[Na+],D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2016·肇慶模擬)室溫下,將0.2 mol·L-1的一元酸HA和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等體積混合后,溶液顯堿性,下列說法不正確的是( )
A.0.1 mol·L-1HA溶液與0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,水電離出來的[H+]相等
B.混合后溶液中:[HA]>[Na+]>[A-]>[OH-]
C.混合后溶液中:[A-]+[HA]=0.1 mol·L-1
D.混合后溶液中:[Na+]+[H+]=[A-]+[OH-]
解析:選A 0.2 mol·L-1的一元酸HA和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等體積混合后,生成物為NaA、HA,溶液顯堿性,說明A-水解能力大于HA的電離,HA是弱酸,NaOH是強(qiáng)堿,對(duì)水的抑制不相同,A錯(cuò)誤;經(jīng)上述分析,混合后溶液離子濃度大?。篬HA]>[Na+]>[A-]>[OH-],B正確;根據(jù)元素守恒[A-]+[HA]= mol·L-1=0.1 mol·L-1,C正確;根據(jù)溶液呈現(xiàn)電中性,[Na+]+[H+]=[A-]+[OH-],D正確。
4.(2016·洛陽檢測)已知,常溫下某濃度的NaHSO3稀溶液的pH<7。則該稀溶液中下列粒子關(guān)系正確的是( )
A.[Na+]>[HSO]>[H2SO3]>[SO]
B.[Na+]>[HSO]+[SO]
C.[Na+]+[H+]=2[SO]
D.[Na+]+[H+]=[HSO]+[OH-]
解析:選B NaHSO3溶液中存在:HSOH++SO,HSO+H2OH2SO3+OH-,由于溶液的pH<7,說明HSO的電離程度大于HSO的水解程度,故[SO]>[H2SO3],A項(xiàng)錯(cuò)誤;由物料守恒可知,[Na+]=[HSO]+[SO]+[H2SO3],故[Na+]>[HSO]+[SO],B項(xiàng)正確;由電荷守恒可知,[Na+]+[H+]=[HSO]+2[SO]+[OH-],C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。
5.(2014·廣東高考)常溫下,0.2 mol·L-1的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示。下列說法正確的是( )
A.HA為強(qiáng)酸
B.該混合溶液pH=7.0
C.該混合溶液中:[A-]+[Y]=[Na+]
D.圖中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
解析:選C 若HA為強(qiáng)酸,按題意兩溶液混合后,所得溶液中[A-]=0.1 mol·L-1。由圖知A-濃度小于0.1 mol·L-1,表明A-發(fā)生水解。根據(jù)水解原理,溶液中主要微粒的濃度大小關(guān)系應(yīng)為[Na+]>[A-]>[OH-]>[HA]>[H+],可以判斷X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+。則A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)滿足物料守恒,正確。
6.(2016·宜昌檢測)0.02 mol·L-1HCN溶液與0.02 mol·L-1NaCN溶液等體積混合,已知混合溶液中[CN-]<[Na+],則下列關(guān)系正確的是( )
A.[Na+]>[CN-]>[OH-]>[H+]
B.[HCN]+[CN-]=0.04 mol·L-1
C.[OH-]=[H+]+[HCN]
D.[CN-]>[HCN]
解析:選A 根據(jù)電荷守恒:[Na+]+[H+]=[OH-]+[CN-],由[CN-]<[Na+],得[H+]<[OH-],A項(xiàng)正確;兩溶液等體積混合后,[HCN]+[CN-]=0.02 mol·L-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電荷守恒:[Na+]+[H+]=[OH-]+[CN-],根據(jù)物料守恒:2[Na+]=[HCN]+[CN-]=0.02 mol·L-1,可得,[OH-]=[HCN]-[CN-]+[H+],C項(xiàng)錯(cuò)誤;混合溶液中存在:HCNH++CN-,CN-+H2OHCN+OH-,由于[H+]<[OH-],說明HCN的電離程度小于CN-的水解程度,即[CN-]<[HCN],D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.(2016·安徽師大附中模擬)常溫下,用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1鹽酸和20.00 mL 0.100 0 mol·L-1醋酸溶液,得到2條滴定曲線,如圖所示。
若以HA表示酸,下列說法正確的是( )
A.滴定鹽酸的曲線是圖乙
B.達(dá)到B、D點(diǎn)所處狀態(tài)時(shí),兩溶液中離子濃度均為[Na+]=[A-]
C.達(dá)到B、E狀態(tài)時(shí),反應(yīng)消耗的n(CH3COOH)>n(HCl)
D.當(dāng)0 mL[Na+]>[H+]>[OH-]
解析:選B 0.100 0 mol·L-1的醋酸的pH>1,故圖乙是滴定醋酸的曲線,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在B、D狀態(tài)時(shí),pH=7,[H+]=[OH-],根據(jù)電荷守恒,[Na+]=[A-],B項(xiàng)正確;B、E狀態(tài)時(shí),反應(yīng)消耗的NaOH的物質(zhì)的量相同,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,反應(yīng)消耗的HCl、CH3COOH的物質(zhì)的量相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)V(NaOH)接近20.00 mL時(shí),CH3COOH幾乎完全反應(yīng),溶液可能顯堿性,[OH-]>[H+],故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.將0.1 mol·L-1 KHSO4與0.1 mol·L-1 Na2S溶液等體積混合后,溶液能使酚酞顯粉紅色,則離子濃度關(guān)系不正確的是( )
A.[SO]>[HS-]>[OH-]>[H+]
B.[Na+]>[K+]>[H+]>[OH-]
C.[Na+]=[S2-]+[HS-]+[H2S]+[SO]
D.[K+]+[Na+]+[H+]=2[SO]+2[S2-]+[HS-]+[OH-]
解析:選B 混合后,KHSO4+Na2S===Na2SO4+KHS,溶液中含有等物質(zhì)的量的Na2SO4、KHS,且溶液呈堿性。HS-在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng),故[SO]>[HS-],由于溶液呈堿性,故[OH-]>[H+],因此,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于KHSO4與Na2S物質(zhì)的量相等,根據(jù)物料守恒,則[Na+]=[S2-]+[HS-]+[H2S]+[SO],C項(xiàng)正確;根據(jù)電荷守恒,有[K+]+[Na+]+[H+]=2[SO]+2[S2-]+[HS-]+[OH-],D項(xiàng)正確。
9.(2013·四川高考)室溫下,將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合(忽略體積變化),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)
編號(hào)
起始濃度/(mol·L-1)
反應(yīng)后溶
液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判斷不正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后的溶液中:[K+]>[A-]>[OH-]>[H+]
B.實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后的溶液中:[OH-]=[K+]-[A-]= mol·L-1
C.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的溶液中:[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1
D.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的溶液中:[K+]=[A-]>[OH-] =[H+]
解析:選B 實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后溶液的pH為9,即溶液顯堿性,說明HA為弱酸,二者等濃度等體積恰好反應(yīng)生成KA,A-水解,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后的溶液中,由電荷守恒式[H+]+[K+]=[A-]+[OH-]知,[K+]-[A-]=[OH-]-[H+],B項(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)镠A為弱酸,如果與等體積等濃度的KOH溶液混合,溶液顯堿性,若溶液顯中性,則在兩溶液體積相等的條件下,加入的HA溶液的濃度應(yīng)大于0.2 mol·L-1,所以實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后的溶液中,[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1,C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液顯中性,根據(jù)電荷守恒式[H+]+[K+]=[A-]+[OH-],且[H+]=[OH-],則[K+]=[A-],即[K+]=[A-]>[H+]=[OH-],D項(xiàng)正確。
10.40 ℃,在氨-水體系中不斷通入CO2,各種離子的變化趨勢(shì)如下圖所示。下列說法不正確的是( )
A.在pH=9.0時(shí),[NH]>[HCO]>[NH2COO-]>[CO]
B.不同pH的溶液中存在關(guān)系:
[NH]+[H+]=2[CO]+[HCO]+[NH2COO-]+[OH-]
C.隨著CO2的通入,不斷增大
D.在溶液pH不斷降低的過程中,有含NH2COO-的中間產(chǎn)物生成
解析:選C A項(xiàng),在橫坐標(biāo)pH=9.0的點(diǎn),向上做一條垂直于橫坐標(biāo)的直線,根據(jù)與不同曲線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)可以判斷,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),根據(jù)溶液中的電荷守恒可得B項(xiàng)正確;C項(xiàng),[OH-]/[NH3·H2O]=Kb/[NH],隨著CO2的通入,NH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不斷增大,故[NH]不斷增大,Kb/[NH]不斷減小,也就是[OH-]/[NH3·H2O]不斷減小,C項(xiàng)錯(cuò);D項(xiàng),根據(jù)圖像,pH在不斷降低的過程中NH2COO-先出現(xiàn),后消失,由此判斷D項(xiàng)正確。
11.(2016·淄博七中二模)已知NaHSO3溶液呈酸性、NaHCO3溶液呈堿性。現(xiàn)有濃度均為0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液,溶液中各粒子的物質(zhì)的量濃度存在下列關(guān)系(R表示S或C)。其中正確的是( )
A.[Na+]>[HRO]>[H+]>[RO]>[OH-]
B.[Na+]+[H+]=[HRO]+[RO]+[OH-]
C.[H+]+[H2RO3]=[RO]+[OH-]
D.兩溶液中[Na+]、[HRO]、[RO]分別相等
解析:選C 由于NaHCO3溶液呈堿性,即[OH-]>[H+],故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電荷守恒,[Na+]+[H+]=[HRO]+2[RO]+[OH-],B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)物料守恒,[Na+]=[HRO]+[RO]+[H2RO3],結(jié)合電荷守恒可知,[OH-]=[H+]+[H2RO3]-[RO],即C項(xiàng)正確;根據(jù)物料守恒,[HCO]+[CO]+[H2CO3]=[HSO]+[SO]+[H2SO3],由于NaHCO3溶液呈堿性,說明HCO的水解程度大于HCO的電離程度,而NaHSO3溶液呈酸性,說明HSO的電離程度大于HSO的水解程度,故溶液中[HSO]≠[HCO],[SO]≠[CO],D項(xiàng)錯(cuò)誤。
12.(2016·廣州測試)室溫下,將一元酸HA溶液和NaOH溶液等體積混合,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
起始濃度c(HA)
起始濃度c(NaOH)
反應(yīng)后溶液的pH
①
0.1 mol·L-1
0.1 mol·L-1
9
②
x
0.2 mol·L-1
7
下列說法正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)前HA溶液中:[H+]=[OH-]+[A-]
B.實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后溶液中:[A-]>[Na+]
C.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)前HA溶液濃度:x=0.2 mol·L-1
D.實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后溶液中:[A-]+[HA]=[Na+]
解析:選A 根據(jù)電荷守恒可知,HA溶液中[H+]=[OH-]+[A-],A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后,根據(jù)電荷守恒,[Na+]+[H+]=[OH-]+[A-],由于溶液的pH=9,則[OH-]>[H+],故[Na+]>[A-],B項(xiàng)錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)①可知,HA為弱酸,實(shí)驗(yàn)②中,若x=0.2 mol·L-1,反應(yīng)后溶液的pH>7,現(xiàn)在溶液的pH=7,說明x>0.2 mol·L-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由電荷守恒,[Na+]+[H+]=[OH-]+[A-],由于溶液的pH=7,即[H+]=[OH-],故[A-]=[Na+],D項(xiàng)錯(cuò)誤。
13.(2016·山東師大附中模擬)
常溫下,向20 mL某鹽酸溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的氨水,溶液pH的變化與加入氨水的體積關(guān)系如圖所示,下列敘述正確的是( )
A.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1
B.在①、②之間的任意一點(diǎn):[Cl-]>[NH],[H+]>[OH-]
C.在點(diǎn)②所示溶液中:[NH]=[Cl-]>[OH-]=[H+],且V<20
D.在點(diǎn)③所示溶液中:由水電離出的[OH-]>10-7 mol·L-1
解析:選B 鹽酸的初始pH=1,則[HCl]=[H+]=0.1 mol·L-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在①、②之間的任意一點(diǎn),溶液的pH<7,[H+]>[OH-],根據(jù)電荷守恒:[NH]+[H+]=[Cl-]+[OH-],[Cl-]>[NH],B項(xiàng)正確;鹽酸與氨水恰好反應(yīng)時(shí),氨水體積為20 mL,由于NH的水解,溶液呈酸性,故溶液呈中性時(shí),需增加氨水的用量,即pH=7時(shí),V>20 mL,C項(xiàng)錯(cuò)誤;③點(diǎn)時(shí),溶液中含有過量的NH3·H2O,NH3·H2O電離出來的OH-抑制了水的電離,故由水電離出的[OH-]<10-7 mol·L-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
14.(2015·山東高考)室溫下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)點(diǎn)所示溶液中[Na+]>[A-]>[H+]>[HA]
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度相同
C.pH=7時(shí),[Na+]=[A-]+[HA]
D.b點(diǎn)所示溶液中[A-]>[HA]
解析:選D A.a(chǎn)點(diǎn)所示溶液中NaOH和HA恰好反應(yīng)生成NaA,溶液的pH=8.7,呈堿性,則HA為弱酸,A-水解,則溶液中的粒子濃度:[Na+]>[A-]>[HA]>[H+]。B.b點(diǎn)時(shí)為NaA和HA的溶液,a點(diǎn)NaA發(fā)生水解反應(yīng),促進(jìn)了水的電離,b點(diǎn)HA抑制了水的電離,所以a點(diǎn)所示溶液中水的電離程度大于b點(diǎn)。C.pH=7時(shí),根據(jù)電荷守恒:[Na+]+[H+]=[A-]+[OH-],[H+]=[OH-],所以[Na+]=[A-]。D.b點(diǎn)酸過量,溶液呈酸性,HA的電離程度大于NaA的水解程度,故[A-]>[HA]。
15.(2016·揚(yáng)州模擬)(1)室溫下,如果將0.1 mol CH3COONa和0.05 mol HCl全部溶于水,形成混合溶液(假設(shè)無損失),________和________兩種粒子的物質(zhì)的量之和等于0.1 mol。
(2)已知某溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四種離子。某同學(xué)推測該溶液中離子濃度可能有如下四種關(guān)系:
A.[Na+]>[CH3COO-]>[OH-]>[H+]
B.[Na+]>[CH3COO-]>[H+]>[OH-]
C.[Na+]>[OH-]>[CH3COO-]>[H+]
D.[CH3COO-]>[Na+]>[H+]>[OH-]
①若溶液中只溶解了一種溶質(zhì),該溶質(zhì)的名稱是______,上述離子濃度大小關(guān)系中正確的是(填字母)________;
②若上述關(guān)系中D是正確的,則溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是________________;
③若該溶液由體積相等的醋酸與NaOH溶液混合而成,且溶液恰好呈中性,則混合前[CH3COOH](填“>”“<”“=”,下同)________[NaOH],混合后[CH3COO-]與[Na+]的關(guān)系是[CH3COO-]________[Na+]。
(3)25 ℃時(shí),向0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量的醋酸鈉固體,當(dāng)固體溶解后,測得溶液的pH增大,主要原因是________(填字母)。
A.醋酸與醋酸鈉發(fā)生反應(yīng)
B.醋酸鈉溶液水解顯堿性,增加了[OH-]
C.醋酸鈉溶于水電離出醋酸根離子,抑制了醋酸的電離,使[H+]減小
解析:(1)溶液中含有CH3COO-和CH3COOH共0.1 mol;(2)當(dāng)溶質(zhì)為醋酸鈉時(shí),CH3COO-水解使溶液呈堿性,離子濃度大小關(guān)系為A;D項(xiàng)溶液呈酸性,且[CH3COO-]>[Na+]所以溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa;當(dāng)?shù)润w積的醋酸與NaOH混合且溶液呈中性,則應(yīng)該醋酸過量,所以濃度大于NaOH,由電荷守恒確定:[CH3COO-]=[Na+]。
答案:(1)CH3COO- CH3COOH (2)①醋酸鈉 A?、贑H3COOH、CH3COONa ③>?。健?3)C
16.硫酸是強(qiáng)酸,中學(xué)階段將硫酸在水溶液中看作完全電離。但事實(shí)是,硫酸在水中的第一步電離是完全的,第二步電離并不完全,其電離情況為H2SO4===H++HSO,HSOH++SO。
請(qǐng)回答下列有關(guān)問題:
(1)Na2SO4溶液呈________(填“弱酸性”“中性”或“弱堿性”),其理由是________________________________________________________________________
(用離子方程式表示)。
(2)H2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)的離子方程式為_________________
________________________________________________________________________。
(3)在0.10 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列離子濃度關(guān)系正確的是________(填字母)。
A.[Na+]=[SO]+[HSO]+[H2SO4]
B.[OH-]=[HSO]+[H+]
C.[Na+]+[H+]=[OH-]+[HSO]+2[SO]
D.[Na+]=2[SO]+2[HSO]
(4)若25 ℃時(shí),0.10 mol·L-1的NaHSO4溶液中c(SO)=0.029 mol·L-1,則0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO)________(填“<”“>”或“=”)0.029 mol·L-1,其理由是______
________________________________________________________________________。
(5)若25 ℃時(shí),0.10 mol·L-1H2SO4溶液的pH=-lg 0.11,則0.10 mol·L-1H2SO4溶液中[SO]=________ mol·L-1。
解析:(1)由題中信息可得,硫酸鈉是弱酸強(qiáng)堿鹽,易水解生成硫酸氫鈉:Na2SO4+H2ONaHSO4+NaOH,所以硫酸鈉溶液呈弱堿性。(2)硫酸氫根離子部分電離,是弱酸根離子,硫酸與氯化鋇反應(yīng)的離子方程式為Ba2++HSO===BaSO4↓+H+。(3)A項(xiàng),由題意知,硫酸鈉溶液中存在的陽離子:Na+、H+,陰離子:SO、OH-、HSO,溶液中不存在H2SO4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題意知,在硫酸鈉溶液中,物料守恒式為[Na+]=2[SO]+2[HSO],電荷守恒式為[Na+]+[H+]=[OH-]+[HSO]+2[SO],兩式相減,得質(zhì)子守恒式:[OH-]=[H+]+[HSO],B、C、D項(xiàng)正確。(4)硫酸氫鈉溶液中存在:HSOH++SO,硫酸溶液中存在:H2SO4===H++HSO,HSOH++SO,硫酸第一步電離出來的H+對(duì)第二步電離有抑制作用,使平衡向左移動(dòng),故同濃度的硫酸溶液中c(SO)小于硫酸氫鈉溶液中的c(SO)。(5)0.10 mol·L-1 H2SO4溶液中[H+]=0.11 mol·L-1,由于硫酸在水中第一步完全電離,第二步部分電離,所以c(SO)=0.01 mol·L-1。
答案:(1)弱堿性 SO+H2OHSO+OH-
(2)Ba2++HSO===BaSO4↓+H+
(3)BCD
(4)< H2SO4溶液中存在:H2SO4===HSO+H+,電離出的H+抑制HSO的電離
(5)0.01
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