pC类似pH,是指溶液中溶质物质的量浓度的常用对数的负值,如某溶液的浓度为1×10-2mol/L,则溶液中该溶质的pC=-lg1×10-2=2。已知H2RO3溶液中存在的化学平衡为:
RO2(g)+H2O H2RO3
H+ +HRO3- ,HRO3-
H++RO32-。下图为H2RO3饱和溶液的pC-pH图。请回答下列问题:
(1)在pH=2~4时,H2RO3溶液中主要存在的离子为:_____;
(2)H2RO3一级电离平衡常数的数值Ka1≈_______;
(3)已知:298K时,H2RO3的电离常数Ka2=5.6×10-11。观察上图判断NaHRO3溶液呈_______性;再通过计算,利用电离、水解平衡常数说明理由____________。
(4)一定浓度的NaHRO3和Na2RO3混合溶液是一种“缓冲溶液”,在这种溶液中加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化不大,其原因是_________ 。
(5)一定温度下,三种盐MRO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解曲线如图所示。已知:p(M2+)=-lg c(M2+),p(RO32-)= -lgc(RO32-)
①MgRO3、CaRO3、MnRO3的Ksp由大到小的顺序为__________________。
② a 点时c(Mg2+)_____ c(RO32-) (填“>”或“<”或“=”),此时MgRO3溶液__________(填“己达饱和”或“未达饱和”)
③现欲将某溶液中的Mn2+以MnRO3盐的形式沉淀完全(溶液中Mn2+离子的浓度小于l×10-5mol/L),则最后溶液中的p(RO32-)的范围是_________________。
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工业上以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
(1)过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为____和_____(填离子符号)。
(2)写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式:____________。
(3)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对“浸锰”反应的影响如图所示,为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是___________。
(4)向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度控制在30-35℃,温度不宜太高的原因是___。
(5)加入NH4HCO3溶液后,生成MnCO3沉淀,同时还有气体生成,写出反应的离子方程式:_______。
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【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)中学化学常见元素氮、磷、钾与氢、氧、卤素等能形成多种化合物。回答下列问题:
(1)氮、磷、钾三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2)叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可电离出H+和N3一。
①N3一的立体构型是 形:与N3一互为等电子体的一种分子是 (填分子式)。
②叠氮化物能与Co 3十形成,该配合物中心离子的配位数为 ;
基态钻原子的价层电子排布式为
(3)磷能形成多种含氧酸,某资料认为次磷酸的结构如图。按此结构,P原子采用的杂化方式为 ,次磷酸分子中键与
键数目之比为 ,次磷酸属于 酸(填“强”或“弱,’),lmol次磷酸最多能与 mo1NaOH发生中和反应。
(4)己知钾的一种化合物KIC12受热可分解,倾向于生成晶格能更大的物质。则下列化学反应更易发生的是
(5)钾在氧气中燃烧时得到多种氧化物,其中一种是面心立方结构,晶胞结构如下图所示。若该氧化物的密度是,则晶胞中最近的两个钾离子间的距离为 pm(只要求列算式,不必计算出数值,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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【化学—选修2:化学与技术】(15分)铁、锰、锌、铜、硼等是农作物生长必需的微量元素。某课题组研究利用废弃锌锰电池和工业废料硼镁泥生产复合微量元素肥料〔简称复合微肥)。流程如下所示:
己知:
①硼镁泥中含MgO, Na2B4O7, MnO, Fe2O3, SiO2, CaO等化合物
②MnO2不溶于硫酸和硝酸,MnO可溶于酸
回答下列问题:
(1)上述方法生产的复合微肥除了含有农作物生长必需的多种微量元素外,还含有必需的大量元素氮和 (填元素名称)。
(2)焙烧时反应的化学方程式为 ,焙烧的目的是
(3)酸解过程中气体产物可循环利用的是 ;酸解后的溶液加入硼镁泥调节溶液pH时,有H3BO3沉淀生成,该反应的离子方程式为 ;
已知:,若溶液的pH调节到6,计算说明是否会析出Mn(OH)2, Mg(OH)2沉淀 .
(4)产品中锰元素含量的测定:称取ag产品,溶于适量蒸馏水中,向所得溶液中加入足量NaClO溶液,发生反应,过滤、洗涤、干燥后称得MnO2质量为b g,则产品中锰元素的质量分数为 。
(5)己知玻璃可微量溶于水。实际生产中,常选用废玻璃、粉煤灰、炼钢炉渣和矿石等为原料高温烧制,将熔融物冷水淬冷成块,再磨成细粉即得玻璃微肥。玻璃微肥具有的优点是 (任答一条即可)。
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(14分)BaS是一种白色晶体,微溶于水,可用于制备立德粉、Na2S等。工业上可用H2与重晶石(BaSO4)在高温下反应制备BaS,热化学方程式为BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)
。回答下列问题:
(1)在温度和容积不变的条件下,能说明该反应己达到平衡状态的是 (填字母序号)。
a.n(H2)=n(H2O)
b.容器内压强保持不变
c.
d.水蒸气的浓度保持不变
(2)平衡后下列措施既可提高反应速率,又可提高H2的转化率的是 (填字母序号)。
a.使用催化剂
b.升高反应体系的温度
c.增大反应容器的体积
d.及时从反应体系中分离出水蒸气
(3)将温度恒定为T℃,向体积为2L的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2。在不同时间测得H2的物质的量如下表:
①2t时,n 1.20(填“>”、“<”或“=”)
②若氢气的平衡转化率为a,则该温度下反应的化学平衡常数K= (用含a的
代数式表示);若测得该反应达到平衡时吸热Q kJ ,则x= (用含a、Q的代数式表示)。
(4)为了探究温度、固体反应物的表面积对化学反应速率的影响,某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2,设计了下表中的三组实验:
①填写上表中的实验条件:
②在直角坐标系中画出I, II两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图,并在每条曲线上标明对应的实验编号。
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用HNO3和HF的混酸处理某金属后,产生的酸洗废液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-等。下图是综合利用该酸洗废液的工艺流程:
已知:
金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH:
Fe3+ | Ni2+ | Cr3+ | |
开始沉淀 | 1.5 | 6.7 | 4.0 |
沉淀完全 | 3.4 | 9.5 | 6.9 |
②Ni2+与足量氨水的反应为:Ni2++6NH3 [Ni(NH3)6]2+
(1)再生酸中含有HNO3,采取减压蒸馏的目的为____________,
(2)滤渣1的主要成份为:____________。
(3)请写出“转化”时NaHSO3与Cr2O72-发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比:________。
(4)已知[Ni(NH3)6]2+为难电离的络合离子,则“沉镍”的离子方程式为:____________。
(5)滤渣3的主要成分为CaSO4、Ca(OH)2和_____。
(6)经检测,最后的残液中c(Ca2+)=0.001 mol•L-1,则残液中F-浓度为____mg•L-1,______(填“符合”或“不符合”)排放标准[已知Ksp(CaF2)=4×10-11,国家排放标准要求氟离子浓度小于10 mg•L-1]。
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钛矿工业中会排放出酸性废水。含石TiO2+、Fe2+、Fe3+离子,其综合利用如下:
已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。
(1)写出步骤Ⅰ发生反应的离子方程式___________。
(2)步骤Ⅰ后所得溶液中Fe2+的检验方法是___________。
(3)从溶液中得到FeSO4·7H2O的操作是___________、___________、过滤、洗涤。步骤Ⅲ中反应温度一般需控制在35℃以下,其目的是___________。
(4)步骤Ⅳ发生反应的化学方程式为___________。
(5)步骤Ⅲ中,FeCO3达到溶解平衡时,若室温下测得溶液的pH为8.5,c(Fe2+)=1×10-6mol·L-1。试判断所得的FeCO3中___________(填“有”或“没有”)(己知Fe(OH)2(已知Fe(OH)2的Ksp为8×10-16)
(6)向“富TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O。请用化学原理解释其原因。___________
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下图是氮元素在煤粉使用过程中的转化关系:
(1)③中加入的物质可以是___________(填标号)。
a.空气b.CO c.KNO3d.NH3
已知:N2(g) +O2(g)=2NO(g) △H = a kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H = b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = c kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = d kJ·mol-1
上面转化关系反应后恢复至常温常压,根据以上信息写出③中你所选物质参与反应的热化学方程
式___________(如果所选物质不只一种,则只要写出其中一个热化学方程式即可)。
(2)将烟气中的氮氧化物(NOx)转化为无害物质,这个过程称为脱硝。下面反应为处理方法之一:
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H = -1625.5kJ·mol-1
①若反应生成1molN2,则反应中转移的电子数为___________mol。
②使上述反应速率增大且平衡向右移动的措施是___________。
③氨氮比[n(NH3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,反应物X的转化率与氨氮比的关系如图所示,则X是___________(填化学式)。在体积为2L的容器中模拟进行上述反应,初始时加入8molNO和3.5molO2,氨氮比为0.5时,该反应的平衡常数K =___________(保留二位小数)。当n(NH3)/n(NO)>1.0 时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是___________(用化学方程式表示)。
④若上述反应在与外界绝热的容器中进行,氨氮比由0.5增加到1.0时,在此过程中该反应的平衡常数___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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碲(Te)的单质和化合物在化工生产等方面具有重要应用。
(1)下列关于碲及其化合物的叙述不正确的是_______。
A.Te位于元素周期表的第五周期ⅣA族
B. Te的氧化物通常有TeO2和TeO3
C. H2TeO4的酸性比H2SO4酸性强
D.热稳定性H2Te比H2S弱,H2Te比HI强
(2)25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的 = 1×10-3,
=2×10-8。0. 1 mol . L-1H2TeO3 的电离度 a 约为___________ (
); NaHTeO3的溶液的pH_______7(填“>”、“=”或“<”)。
(3)TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。工业上常用铜阳极泥(主要含有TeO2、少量Ag、Au)为原料制备单质碲,其工艺流程如下:
①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为 _________。
②“沉碲”时控制溶液的pH为4. 5~5. 0,生成Tea沉淀。酸性不能过强的原因是_________;防止局部酸度过大的操作方法是____________。
③“酸溶”后,将SO2通入TeCl4酸性溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是____________。
④工业上还可以通过电解铜阳极泥碱浸、过滤后的滤液得到单质碲。已知电解时的电极均为石墨,则阴极的电极反应式为__________。
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NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2SO3+NO,某研究小组对此进行相关实验探究。
(1)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-113.0 kJ• mol-1
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-196. 6 kJ• mol-1
则NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+N0(g) △H= ________.
(2)实验中,尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收N02时,发生的反应为:
2NO2+2OH- =NO2- +NO3- +H2O,反应中形成的化学键是________(填化学键的类型);用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为____________。
(3)在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2) : n0 (SO2)] 进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。 部分实验结果如图所示:
①当容器内_______(填标号)不再随时间的变化而改变时,可以不断反应达到了化学平衡状态。
a.气体的压强
b.气体的平均摩尔质量
c.气体的密度
d.NO2的体积分数
②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是________。
③若A点对应实验中,S02(g)的起始浓度为c0 mol•L-1 ,经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率 (N02)= _________mol•L-1•min -1.
④图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,通过计算判断::Tc_____Td(填“>”、“=”或“<”)。
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