【题目】本题为《化学反应原理(选修4)》选做题。
化学学科中的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种,且均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)常温下,某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,则该溶液呈_____性,原因是___________;(用离子方程式表示)
(2)在常温下将pH=2的盐酸10mL加水稀释到1L,则稀释后的溶液的pH值等于___________;
(3)已知在H2S溶液中存在下列平衡:H2SHS-+H+
①向H2S溶液中加入NaOH固体时,(不考虑温度变化)电离平衡向______移动,(填“左”或“右”)c(H+)_________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
②向H2S溶液中加入NaHS固体时,电离平衡向______移动,(填“左”或“右”)c(S2-)_________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图1所示.则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是________(填“A”或“B”);
(5)难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。某MgSO4溶液里c(Mg2+)=0.002molL-1,如果生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于________;(该温度下Mg(OH)2的Ksp=2×10-11)
【答案】(1)碱 CO32-+H2OHCO3-+OH-
(2)4
(3) ①右 减小 ②左 增大
(4) B < (5) 10
【解析】
试题分析:(1)酚酞遇碱变红色,该溶液呈红色说明是碱性溶液,原因是CO32-水解,发生水解反应的离子反应式为CO32-+H2OHCO3-+OH-;
(2)在常温下将pH=2的盐酸10mL加水稀释到1L,则稀释后的溶液的c(H+)==0.0001mol/L=1×10-4mol/L,故pH值等于4;
(3)①向H2S溶液中加入NaOH固体时,OH-中和电离平衡中的H+,促进电离平衡向右移动,(填“左”或“右”)c(H+)减小;
②向H2S溶液中加入NaHS固体时,增大HS-浓度,电离平衡向左移动,但溶液中c(S2-)增大;
(4)由于醋酸是弱电解质,与Zn反应同时,电离出H+,所以pH变化较缓慢,所以B曲线是醋酸溶液的pH变化曲线.由图知盐酸和醋酸的pH变化都是由2到4,盐酸中氢离子浓度逐渐减小,但醋酸中存在电离平衡,氢离子和锌反应时促进醋酸电离,补充反应的氢离子,所以醋酸是边反应边电离H+,故消耗的Zn多,所以m1<m2;
(5)0.002molL-1MgSO4溶液中c(Mg2+)=0.0002mol/L,沉淀平衡时c(OH-)==mol/L=10-4 mol/L,则c(H+)=10-10 mol/L,所以溶液的pH=-lgc(H+)=10,故应调整溶液pH大于10。
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【题目】(13分)乙酸正丁酯是一种水果香味的无色透明液体,常用于调制香料和药物。实验室用正丁醇和乙酸制备,反应原理如下:
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
某兴趣小组拟用如图装置制备少量乙酸正丁酯:
步骤1:加料。向干燥的100ml圆底烧瓶中加入37ml正丁醇、22ml冰醋酸及10滴浓硫酸(试剂加入顺序未确定),摇匀后,加入几粒沸石。然后安装分水器(先在分水器上端小心加水至分水器支管口处,然后再放出1~2ml的水)及回流冷凝管。
步骤2:加热回流。通过活塞控制分水器中水层液面的高度。反应完毕,停止加热。
步骤3:冷却(不可以拆卸回流冷凝管)。冷却至室温后,将烧瓶中的混合物与分水器中的酯层合并,转入分液漏斗中。
步骤4:依次用10ml水,10ml 10%碳酸钠溶液洗至中性(pH=7),再水洗一次,向洗涤后的有机相中加入适量的无水硫酸镁固体。放置一段时间后过滤、蒸馏、收集124~126℃馏分,得产品)
步骤5:用一干燥的小烧杯称产品,重量为29.0g。
相关物质的性质如下表:
物质名称 | 沸点/℃ | 熔点/℃ | 密度/g·cm-3 | 水中溶解度 |
正丁醇 | 117.3 | -89.5 | 0.80 | 7.1g/100g |
乙酸 | 118 | 16.6 | 1.0492 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 126.1 | -78 | 0.8826 | 1.4g/100g |
根据题意完成下列填空:
(1)加料时,三种试剂的加入顺序为 。
(2)该实验中,冷凝水从 (填“a”或“b”)口通入,使用分水器的目的是 。
(3)步骤2中判断反应结束的现象是 。
(4)步骤3中从分液漏斗中得到酯的操作 ,用10% Na2CO3溶液洗涤有机相,是为了除去有机相中的 (填结构简式)。
(5)步骤4中加入无水硫酸镁固体的作用是 。
(6)实验中正丁醇的转化率为 。
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【题目】(14分)己二酸是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酯化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位。实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如下:
可能用到的有关数据如下:
实验步骤如下;
I、在三口烧瓶中加入16 mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4 mL环己醇。
II、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间。
III、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止。
IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。V、粗产品经提纯后称重为5.7g。
请回答下列问题:
(1) 仪器b的名称为__________。
(2) 向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则.可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:
_________________________________________________________________。
(3) 已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH =2NaNO2+H2O ;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为:
_____________________________、________________________________。
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和 洗涤晶体。
(5)粗产品可用 法提纯(填实验操作名称)。本实验所得到的己二酸产率为 。
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【题目】利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
试回答下列问题:
(1)请写出C装置中生成CH3Cl的化学反应方程式:______________________________。
有人认为E中有氯化氢产生,不能证明甲烷与氯气发生了取代反应,你认为他的看法________(填“正确”或 “不正确”)。
(2)B装置有三种功能;①控制气流速度;②混匀混合气体;③________。
(3)一段时间后发现D装置中的棉花由白色变为蓝色,则棉花上可能预先滴有________溶液。
(4)E装置中除盐酸外,还含有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为________(填字母)。
A.分液法 B.蒸馏法 C.结晶法
(5)将1molCH4与Cl2发生取代反应,充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量依次增大0.1mol,则参加反应的Cl2的物质的量为 ,生成HCl的物质的量共为 。
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【题目】某同学设计实验以探究元素性质的递变规律,实验装置如下图所示:
实验Ⅰ:根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。
已知A装置的烧瓶里有大理石,分液漏斗里装有稀HNO3,B装置中装有饱和碳酸氢钠溶液,装置C中装有Na2SiO3溶液,试回答:
(1)A中反应的离子方程式为__________________________________。
(2)B装置的作用是____________,C中可观察到的现象是__________________________。
(3)根据实验现象推知,碳酸、硝酸、硅酸的酸性强弱顺序是________________,由此得出碳、硅、氮三种元素非金属性的强弱顺序是________。
实验Ⅱ:已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气,利用该装置探究氯和溴元素的非金属性强弱。(B装置中装有NaBr溶液,C装置中装有NaOH溶液)
(4)写出B装置中发生反应的离子方程式:___________________________________。
(5)C装置的作用是 。
(6)实验结论:非金属性:Cl______Br(填“>”或“<”)。
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【题目】A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素,有关位置及信息如下:A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;F的最高价氧化物对应水化物既能和酸反应又能和强碱反应,G单质是日常生活中用量最大的金属,易被腐蚀。请回答下列问题:
(1)A元素在周期表中的位置是 。
(2)A与B可组成质量比为7:16的三原子分子,该分子释放在空气中可能引起的环境问题有:(任写一种) ;
(3)同温同压下,将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中,若a=b,则所得溶液的pH 7(填 “>"或“<”或“=”)。
(4)写出F的单质与NaOH溶液反应的离子方程式:____________________。
(5)已知一定量的E单质能在B2 (g)中燃烧,其可能的产物及能量关系如下左图所示:请写出一定条件下EB2(g) 与E(s)反应生成EB(g)的热化学方程式 。
(6)若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中,加入铜片,溶液会慢慢变为蓝色,依据产生该现象的反应原理,所设计的原电池如上右图所示,其反应中正极反应式为 。某同学假设正极产物是Fe2+,请你设计实验证明该假设 。
(7)A与D形成的化合物分子中,各原子最外层均达8电子结构,则该分子的电子式为 。
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【题目】配置480mL 0.1molL-1CuSO4溶液为例,所需容量瓶的规格__________,需称量胆矾的
质量是__________g,配置成功后从容量瓶中取出10mL于试管中,则试管中溶液的浓度是__________molL-1
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【题目】A、B、C都是金属:B中混有C时,只有C能被盐酸溶解;A与B组成原电池时,A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( )。
A. A>B>C B. A>C>B
C. C>B>A D. B>C>A
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【题目】随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母X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)f在元素周期表的位置是__________。
(2)比较d、e常见离子的半径的小(用化学式表示,下同)_______>__________;比较g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是:_______>__________。
(3)写出x与z形成四原子共价化合物的电子式__________。
(4)物质A是一种比水轻的油状液体,仅由x、y两种元素组成,y元素与x元素的质量比为12:1,A的相对分子质量为78.A与浓硫酸与浓硝酸在50-60℃反应的化学反应方程式______,反应类型______.
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