科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池负极反应为
A.H2+2OH-=2H2O+2e- B.O2+4H++4e-=2H2O
C.H2=2H++2e- D.O2+2H2O+4e-=4OH-
下列有关化学方应方向的说法中正确的是
A.凡是焓变小于零的反应都能自发进行
B.凡是熵变小于零的化学反应都能自发进行
C.凡是焓变小于零,熵变大于零的化学变化都能自发进行
D.CaCO3在高温下的分解反应不属于自发过程
(10分)在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)常温下,将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7,若混合液体积等于两溶液体积之和,则混合液中下列关系正确的是____
A.c(HA)<c(A-) B.c(HA)一定大于0.1mol/L
C.c(Na+)=c(HA)+c(A-) D.2c(OH-)=2c(H+)+[c(HA)-c(A-)]
(2)常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2逸出未画)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-(填:“能”或“不能”) 大量共存。
②当pH=7时,溶液中各种离子其物质的量浓度的大小关系是:
。
③已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数即水解常数Kh= =2×10-4,当溶液中c(HCO3-)︰c(CO32-)=2︰1时,溶液的pH= 。
(8分)I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜,含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质(与酸不反应)。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜,为此以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯。
表:几种物质形成沉淀时的pH
物质 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Zn(OH)2 |
Cu(OH)2 |
开始沉淀时的pH |
7.6 |
2.7 |
5.7 |
4.7 |
完全沉淀时的pH |
9.7 |
3.7 |
8.5 |
7.3 |
(1)在精炼铜时,阴极电极反应方程式为 ;金、银以单质的形式沉积在电解槽 (填“阳极”或“阴极”)的槽底。
(2)在精炼铜的过程中,Cu2+浓度逐渐降低,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大,所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了如下除杂流程:
①试剂a最好选用 (填写序号),加入试剂a的目的是 。
a、氯水 b、高锰酸钾溶液 c、硝酸 d、双氧水
②操作①是 ,根据上表数据分析,除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是 (填化学式)。
II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水(pH=2.0,密度为1g·mL-1)中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度约为0.01mol·L-1,排放前拟用沉淀法回收这两种金属,查找有关数据如下:
难溶电解质 |
AgI |
AgOH |
Ag2S |
PbI2 |
Pb(OH)2 |
PbS |
Ksp |
8.3×10-17 |
5.6×10-8 |
6.3×10-50 |
7.1×10-9 |
1.2×10-15 |
3.4×10-28 |
(1)你认为往废水中投入 (填字母序号)沉淀的效果最好
a、NaOH b、Na2S c、KI d、Ca(OH)2
(2)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中c(Pb2+)=
(8分)在25℃时,有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液,取VaL该盐酸溶液用该NaOH溶液中和,需VbL NaOH溶液,(题中 a < b, b ≥ 8)。问:
(1)若a+b=14,则Va/Vb= .
(2)若a+b=13,则Va/Vb=
(3)若a+b>14,则Va/Vb= ,且Va Vb(填“>”“<”“=”)
(4分)已知25 ℃时,0.1 mol/L醋酸溶液的pH约为3,向其中加入少量醋酸钠晶体,待晶体溶解后发现溶液的pH增大,对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,增大了c(OH-),因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,因此溶液的pH增大。
(1)为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验:向0.1 mol/L的醋酸溶液中加入少量下列物质中的____________(填写编号),然后测定溶液的pH。
A.固体CH3COOK B.固体CH3COONH4 C.气体NH3 D.固体NaHCO3
(2)若乙的解释正确,溶液的pH应__________(填“增大”“减小”或“不变”)。(已知25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,CH3COOH的Ka=1.8×10-5)