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(1)请结合必要的方程式,尝试从微粒的电荷情况和电离平衡的移动两方面解释为什么碳...

(1)请结合必要的方程式,尝试从微粒的电荷情况和电离平衡的移动两方面解释为什么碳酸的分步电离一步比一步困难?(请用方程式并结合必要的文字来回答该小题)

(2)某温度(t℃)时,测得0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH=13,请回答下列问题:

①该温度下水的Kw=                  

②此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液VbL混合(忽略体积变化),若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va︰Vb      

(3)常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10-2,Ka2=6.3×10-8

H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于      _____                             _____。

设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论),要求仪器自选。

供选择的试剂:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。______                               

 

(1)H2CO3HCO3- +H+;HCO3- CO32- +H+; 第一步电离产生的H+ 对第二步电离有抑制作用,第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子; (2①1×10-15 ②10:1; (3) 错误,SO2、CO2的溶解度不相等,所以饱和溶液的浓度不相等,不能通过比较溶液的pH判断二者的酸性强弱。 方案一.配制相同物质的量浓度的NaHSO3、NaHCO3溶液,用pH或酸度计测量离子溶液的pH,若pH: NaHSO3H2CO3; 方案二.将SO2气体依次通入NaHCO3溶液(或Na2CO3溶液)、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水中,如品红溶液不褪色,并且澄清石灰水变浑浊,就证明酸性:H2SO3>H2CO3; 方案三.将CO2气体依次通入NaHSO3溶液(或Na2SO3溶液)、品红溶液中,若品红溶液不褪色,就证明酸性:H2SO3>H2CO3。 【解析】 试题分析:(1)碳酸是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡:H2CO3HCO3- +H+,电离产生的HCO3-在溶液中会进一步发生电离作用:HCO3- CO32- +H+。由于第一步电离产生的H+ ,使溶液中c(H+)增大,对第二步电离相当于增大了生成物的浓度,根据平衡移动原理,增大生成物的浓度,平衡逆向移动,因此对滴二步电离有抑制作用;而且第一步电离后生成的是负离子HCO3-,从负离子中失去氢离子比从中性分子H2CO3失去氢离子难,所以碳酸的分步电离一步比一步困难;(2)①某温度(t℃)时,测得0.01 mol·L-1 NaOH溶液的c(OH-)=0.01mol/L,pH=13,c(H+)=10-13mol/L,则c(H+)·c(OH-)=10-13mol/L×0.01mol/L=1×10-15mol2/L2;所以该温度下水的Kw=1×10-15;②此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液VbL混合(忽略体积变化),若所得混合液为中性,NaOH溶液pH=a=12,则c(OH-)=10-3mol/L;H2SO4溶液pH=b=2,c(H+)=10-2mol/L则Va×10-3=Vb×10-2,所以Va:Vb=10-2:10-3=10:1;(3)常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10-2,Ka2=6.3×10-8;H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于SO2、CO2的溶解度在相同的外界条件下不相等,所以得到的饱和溶液的浓度不相等,因此不能通过比较溶液的pH判断二者的酸性强弱。可以验证H2SO3酸性强于H2CO3的实验方案是方案一.利用盐的水解规律:谁弱水水解,谁强显谁性,越弱越水解的规律,配制相同物质的量浓度的NaHSO3、NaHCO3溶液,然后用pH或酸度计测量离子溶液的pH,若酸性H2SO3>H2CO3,则等浓度的NaHSO3、NaHCO3溶液中HSO3-的水解程度小于HCO3-的水解程度,溶液的碱性NaHSO3H2CO3;方案二.利用复分解反应的规律:强酸与弱酸的盐发生复分解反应,制取弱酸。将将SO2气体依次通入NaHCO3溶液(或Na2CO3溶液),然后通入酸性KMnO4溶液除去未反应的SO2,再通过品红溶液检验SO2已经除干净,最后通入到澄清石灰水中,如观察到酸性KMnO4溶液紫色变浅,品红溶液不褪色,并且澄清石灰水变浑浊,就证明酸性:H2SO3>H2CO3。 【考点定位】考查化学实验方案的设计、评价、弱电解质电离分步进行的证明方法的知识。 【名师点睛】化学是一门实验性学科,许多知识可以通过实验得到学习、验证及巩固。要证明某种性质,就要充分掌握与该物质的性质有关的相应的物质的有关性质。如要证明H2SO3的酸性强于H2CO3的酸性,可以通过比较相同浓度的两种酸溶液的pH大小;也可以利用盐的水解规律,酸越弱,其与碱发生反应形成的盐水解程度越大,等浓度的盐水解得到的溶液的碱性越强;也可以根据复分解反应的规律,强酸制取弱酸,利用CO2可以使澄清石灰水进行检验,但要注意SO2也可以使澄清石灰水变浑浊,要排除SO2的干扰。总之只有思维严密,方能得到正确的合理的实验方案。  
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化学在可持续发展和能源的综合利用作出了巨大贡献。煤、石油、天然气这些化石能源如何更好的综合利用,相关技术日益成熟,请回答下列问题:

(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g) 满分5 manfen5.com CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应

①此反应的化学平衡常数表达式为                       

②下列能增大碳的转化率的措施是                  ;(填写相应字母)

A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强

满分5 manfen5.com(2)合成气合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)      CH3OH(g)  △H=-90.8kJ· mol-1

T℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在2L密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10min后测得各组分的物质的量如下:

物质

H2

CO

CH3OH

物质的量(mol

0.4

0.2

0.8

①该时间段内反应速率v(H2)=            mol·L-1·min-1

②比较此时正、逆反应速率的大小:v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)

 

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下列各表述与示意图一致的是(    )

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A.图②中曲线表示反应2SO2(g) + O2(g) 满分5 manfen5.com2SO3(g);ΔH < 0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化

B.图①表示25℃时,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化

C.图③表示10 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+) 随时间的变化

D.图④中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2 (g) + H2(g)满分5 manfen5.comCH3CH3(g);ΔH< 0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化

 

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在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:3H2(g)+N2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下: 满分5 manfen5.com

下列说法不正确的是(  

A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=0.3mol·L-1·min-1

B.2c1<1.5

C.在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=满分5 manfen5.com

D.2ρ12

 

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下列说法正确的是     

A.pH = 3的盐酸和pH = 11的氨水等体积混合  pH=7

B.pH = 3的醋酸和pH = 11的氢氧化钡溶液等体积混合 pH < 7

C.pH = 3的盐酸和pH = 11的氢氧化钡溶液等体积混合 pH >7

D.取浓度相同的NaOH 和HCl溶液,以3:2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为0.005mol·L1

 

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对于0.1mol•L-1 Na2SO3溶液,正确的是(      )

A.升高温度,溶液的pH降低

B. c(Na)=2 c(SO32―)+ c(HSO3)+ c(H2SO3)

C.加入少量NaOH固体,c(SO32―)c(Na)均增大

D.c(Na)+c(H)=2 c(SO32―)+ 2c(HSO3)+ c(OH)

 

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