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15.在化工生产和科学研究中各种酸具有重要的用途.
(1)磷酸是一种三元中强酸,在溶液中各种含P粒子的百分数(δ)与溶液的pH关系如图:则磷酸的第二级电离平衡常数约为10-7;Na2HPO4溶液的pH约为10,说明HPO4-水解程度大于电离程度(用其电离与水解程度来解释),Na2HPO4溶液的物料守恒式为c(Na+)=2[c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-)].
(2)乙酸(用HAC来表示)是一种重要的化工原料也可作溶剂.HClO4、HCl、HNO3、H2SO4在无水乙酸中都是弱酸,存在如下电离平衡(电离常数均为常温下的数值):
HClO4+HAC═H2AC++ClO4-K═1.6×10-5
HCl+HAC═H2AC++Cl-K═1.6×10-9
HNO3+HAC═H2AC++NO3-K═4.2×10-10
H2SO4+HAC═H2AC++HSO4-K═6.3×10-9
①H2AC+的名称为乙酸合氢离子;用乙酸作溶剂时,HClO4、HCl、HNO3、H2SO4的酸性由强到弱的排序为HClO4、H2SO4、HCl、HNO3;在0.01mol/L HNO3的乙酸溶液中,c(NO3-)=2×10-6(计算结果保留一位有效数字).
②已知如表酸在水中的电离常数(25℃)
HCNHAcHFH2SO3
Ka4.9×10-101.75×10-53.5×10-4K1=1.5×10-2
则在相同条件下0.1mol/L HClO4的乙酸溶液与0.1 mol/L HAc水溶液导电能力最接近.
(3)混酸(浓硫酸和浓硝酸的混合物)是常用的硝化试剂,其中含有硝化反应的中间体NO2+,其反应是:2H2SO4+HNO3═[NO2]+[HSO4]-+[H3O+][HSO4]-.根据中和反应的原理判断此反应中HNO3作为碱;NO2+与CO2或N2O或N3--OCN(填化学式)的原子数和电子数相同、结构相似;H3O+的空间构型为三角锥形.

分析 (1)图象可以看出,当pH=7时,磷酸氢跟离子和磷酸二氢根离子浓度相等,根据Ka(H2PO4-)=$\frac{c({H}^{+})•c(HP{{O}_{4}}^{2-})}{c({H}_{2}P{{O}_{4}}^{-})}$计算;根据图象分析可知,pH=10时,溶液中只有HPO42-;Na2HPO4溶液中钠离子的物质的量是P元素物质的量的2倍;
(2)①H2AC+的名称为乙酸合氢离子;电离常数越大,酸性越强;根据K=$\frac{c({H}_{2}A{C}^{+})•c(N{{O}_{3}}^{-})}{c(HN{O}_{3})}$计算;
②酸的电离常数相近,溶液中离子浓度相近,溶液的导电性相似;
(3)反应中硝酸转化为阳离子,则硝酸作碱;等电子体的原子数和电子数相同、结构相似;根据价层电子对数判断.

解答 解:(1)由图象可以看出,当pH=7时,磷酸氢根离子和磷酸二氢根离子浓度相等,则Ka(H2PO4-)=$\frac{c({H}^{+})•c(HP{{O}_{4}}^{2-})}{c({H}_{2}P{{O}_{4}}^{-})}$=10-7;根据图象分析可知,pH=10时,溶液中只有HPO42-,则Na2HPO4溶液的pH约为10,Na2HPO4在溶液中既水解又电离,其水解程度大于大于电离程度,所以溶液显碱性;Na2HPO4溶液中钠元素的物质的量是P元素物质的量的2倍,所以溶液中的物料守恒为:c(Na+)=2[c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-)];
故答案为:10-7;10;水解程度大于电离程度;c(Na+)=2[c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-)];
(2)①H2AC+为H+与HAc结合形成的离子,其名称为乙酸合氢离子;电离常数越大,酸性越强,由题中所给出的电离常数可知,酸性由强到弱的排序为HClO4、H2SO4、HCl、HNO3;在0.01mol/L HNO3的乙酸溶液中,设c(NO3-)为xmol/L,则K=$\frac{c({H}_{2}A{C}^{+})•c(N{{O}_{3}}^{-})}{c(HN{O}_{3})}$=$\frac{{x}^{2}}{0.01}$=4.2×10-10,解得x≈2×10-6mol/L;
故答案为:乙酸合氢离子;HClO4、H2SO4、HCl、HNO3;2×10-6
②酸的电离常数相近,溶液中离子浓度相近,溶液的导电性相似,已知在相同条件下0.1mol/L HClO4的乙酸溶液中K═1.6×10-5,水溶液中0.1 mol/L HAc的K=1.75×10-5,二者的电离常数相近,则溶液的导电性相似;
故答案为:0.1 mol/L HAc;
(3)2H2SO4+HNO3═[NO2]+[HSO4]-+[H3O+][HSO4]-反应中硝酸转化为阳离子,所以硫酸作酸,硝酸作碱;等电子体的原子数和电子数相同、结构相似,NO2+与 CO2或N2O或N3--OCN互为等电子体;H3O+的中心原子O的价层电子对数为4,而且含有1个孤电子对,则其空间构型为三角锥形;
故答案为:碱;CO2或N2O或N3--OCN;三角锥形.

点评 本题考查了弱电解质的电离、电离平衡常数、价层电子对互斥理论等,题目涉及的知识点较多,侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力,题目难度中等,注意把握电离常数的计算及应用.

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5.下列离子方程式书写正确的是(  )
A.Ba(OH)2溶液与稀H2SO4反应:Ba2++SO42-+H++OH-═BaSO4↓+H2O
B.往FeCl3溶液中加入Cu粉:Fe3++Cu═Fe2++Cu2+
C.Al(OH)3沉淀中滴加盐酸       Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O
D.FeCl2溶液中通入Cl2:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.如表是周期表中的一部分,根据A-I在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答问题:
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
1A
2DEGI
3BCFH
(1)表中所注A-I元素,(填元素符号或化学式)化学性质最不活泼的元素是Ne,只有负价而无正价的是F,氧化性最强的单质是F2,还原性最强的单质是Na;
(2)表中所注A-I元素,其中H元素的最高化合价是+7;形成化合物种类最多的元素是C;
(3)D可与O元素形成两种化合物分别是CO、CO2
(4)在B、C、D、E、F、G、H中,原子半径最大的是Na
(5)A和E形成化合物的化学式NH3等.

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3.下列物质中属于纯净物的是(  )
①由同种元素组成的物质 
②具有固定熔沸点的物质 
③由相同种类和相同数目的原子组成的分子 
④只有一种元素的阳离子和另一种元素的阴离子组成的物质 
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳的物质 
⑥只含有一种分子的物质.
A.仅②③⑥B.仅④⑤⑥C.仅①④D.仅②⑥

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10.某稀溶液中含4mol KNO3和2.5mol H2SO4,向其中加入1.5mol Fe粉,充分反应后产生的NO气体在标准状况下的体积为(  )
A.36 LB.28 LC.22.4 LD.11.2 L

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20.一些烷烃的燃烧热数值(kJ•mol-1)如表:下列推断正确的是(  )
化合物甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷异戊烷
燃烧热
(kJ•mol-1
891.01560.82221.52878.02869.63531.3
A.正丁烷?异丁烷△H<0
B.乙烷燃烧的热化学方程式为:2C2H6(g)+7O2(g)═CO2(g)+6H2O(g)△H=-1560.8 kJ•mol-1
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下列说法正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

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5.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(  )
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B.PH=13的溶液:Na+、Cu2+、HCO3-、NO3-
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