平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小;C项,根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH
1,HX为一元弱酸;D项,根据图像可见横坐标越小,纵坐标越
2-2+2-2+
大,-lgc(SO4)越小,-lgc(Ba)越大,说明c(SO4)越大c(Ba)越小。
详解:A项,升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH
0,A项正确;B项,根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋
于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,B项正确;C项,根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH
1,HX为一元弱酸,C项错误;D项,根据图像可见横
2-2+2-2+坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO4)越小,-lgc(Ba)越大,说明c(SO4)越大c(Ba)
越小,D项正确;答案选C。
点睛:本题考查图像的分析,侧重考查温度对化学平衡常数的影响、化学反应速率、酸碱中和滴定pH曲线的分析、沉淀溶解平衡曲线的分析,掌握有关的原理,明确图像中纵、横坐标的含义和曲线的变化趋势是解题的关键。
14. H2C2O4为二元弱酸,Ka1 (H2C2O4 ) =5.4×10?2,Ka2 (H2C2O4 ) =5.4×10?5,设H2C2O4溶液中c(总)=c(H2C2O4) +c(HC2O4?) +c(C2O42?)。室温下用NaOH溶液滴定25.00 mL 0.1000
mol·L?1H2C2O4溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是
L?1 H2C2O4溶液:c(H+ ) =0.1000 mol·L?1+c(C2O42? )+c(OH?)?c(H2C2O4 ) A. 0.1000 mol·
++2?+B. c(Na ) =c(总)的溶液:c(Na ) >c(H2C2O4 ) >c(C2O4 ) >c(H ) +
L?1+ c(C2O42?) ?c(H2C2O4) C. pH = 7的溶液:c(Na ) =0.1000 mol·
+?+?
D. c(Na ) =2c(总)的溶液:c(OH) ?c(H) = 2c(H2C2O4) +c(HC2O4)
【答案】AD
【解析】分析:A项,H2C2O4溶液中的电荷守恒为
c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),0.1000 mol·L?1H2C2O4溶液中0.1000mol/L=c(H2C2O4) + c(HC2O4-)+ c(C2O42-),两式整理得
c(H+)=0.1000mol/L-c(H2C2O4)+c(C2O42-)+c(OH-);B项,c(Na+)=c(总)时溶液中溶质为NaHC2O4,HC2O4既存在电离平衡又存在水解平衡,HC2O4水解的离子方程式为HC2O4-+H2OKh=0-13
H2C2O4+OH-,HC2O4-水解常数
=
=
=
=1.85
1
--
Ka2(H2C2O4),HC2O4-的电离程度大于水解程度,则c(C2O42-)c(H2C2O4);C
- 11 -
项,滴入NaOH溶液后,溶液中的电荷守恒为
+-c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),室温pH=7即c(H)=c(OH),+-2-+c(C2O42-)-c(H2C2O4),由于溶液体积变则c(Na)=c(HC2O4)+2c(C2O4)=c(总)+
大,c(总)0.1000mol/L;D项,c(Na)=2c(总)时溶液中溶质为Na2C2O4,溶液中的电++-2--荷守恒为c(Na)+c(H)=c(HC2O4)+2c(C2O4)+c(OH),物料守恒为
c(Na+)=2c(H2C2O4) + c(HC2O4-)+ c(C2O42-)],两式整理得c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)。 详解:A项,H2C2O4溶液中的电荷守恒为
c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),0.1000 mol·L?1H2C2O4溶液中0.1000mol/L=c(H2C2O4) + c(HC2O4-)+ c(C2O42-),两式整理得
c(H+)=0.1000mol/L-c(H2C2O4)+c(C2O42-)+c(OH-),A项正确;B项,c(Na+)=c(总)时溶液中溶质为NaHC2O4,HC2O4既存在电离平衡又存在水解平衡,HC2O4水解的离
-子方程式为HC2O4+H2O
--
H2C2O4+OH-,HC2O4-水解常数=
=
=
=1.85
1
Kh=0-13
2-Ka2(H2C2O4),HC2O4-的电离程度大于水解程度,则c(C2O4)c(H2C2O4),B项
错误;C项,滴入NaOH溶液后,溶液中的电荷守恒为
+-c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),室温pH=7即c(H)=c(OH),+-2-2-则c(Na)=c(HC2O4)+2c(C2O4)=c(总)+c(C2O4)-c(H2C2O4),由于溶液体积变+
c大,(总)0.1000mol/L,c(Na)
0.1000mol/L +c(C2O42-)-c(H2C2O4),C项错误;D
+
项,c(Na)=2c(总)时溶液中溶质为Na2C2O4,溶液中的电荷守恒为
c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),物料守恒为c(Na+)=2c(H2C2O4) + c(HC2O4-)+ c(C2O42-)],两式整理得c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-),D项正确;答案选AD。
点睛:本题考查溶液中粒子浓度的大小关系。确定溶液中粒子浓度大小关系时,先确定溶质的组成,分析溶液中存在的平衡,弄清主次(如B项),巧用电荷守恒、物料守恒和质子守恒(质子守恒一般可由电荷守恒和物料守恒推出)。注意加入NaOH溶液后,由于溶液体积变大,c(总)0.1000mol/L。
15. 一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生
- 12 -
反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
下列说法正确的是
A. v1< v2,c2< 2c1 B. K1> K3,p2> 2p3
C. v1< v3,α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D. c2> 2c3,α2(SO3 )+α3(SO2 )<1 【答案】CD
【解析】分析:对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,υ2c2
2c1,p2
2p1,α1(SO2)+α2(SO3)
υ1,增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时
1,容器1和容器2温度相同,K1=K2;容器3相当
υ1,升高温度平衡向逆反K1。
于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,υ3应方向移动,平衡时c3
c1,p3p1,α3(SO2)
α1(SO2),K3
详解:对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,υ2c2
2c1,p2
υ1,增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时
1,容器1和容器2温度相同,K1=K2;容器3相当
υ1,升高温度平衡向逆反K1。根据上述分析,A项,2p3,B项错误;C项,
2p1,α1(SO2)+α2(SO3)
于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,υ3应方向移动,平衡时c3υ2υ1,c2
c1,p3
p1,α3(SO2)
K1,p2
α1(SO2),K32p1,p3
2c1,A项错误;B项,K3p1,则p2
υ3υ1,α3(SO2)c2
α1(SO2),C项正确;D项,c22c1,c3
1,α3(SO2)
c1,则
1,D
2c3,α1(SO2)+α2(SO3)α1(SO2),则α2(SO3)+α3(SO2)
项正确;答案选CD。
点睛:本题考查化学平衡时各物理量之间的关系,解题时巧妙设计中间状态,利用外界条件
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对化学反应速率和化学平衡的影响判断。如容器2先设计其完全等效平衡的起始态为4molSO2和2molO2,4molSO2和2molO2为两倍容器1中物质的量,起始物质的量成倍变化时相当于增大压强。
非 选 择 题
16. 以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为
原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:
(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________。
(2)添加1êO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。
已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃ 硫去除率=(1—
)×100%
①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于__________________。
②700℃焙烧时,添加1êO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是______________________________________________________。 (3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由_______________(填化学式)转化为_______________(填化学式)。
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧
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生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3=__________________。
【答案】(12分)
(1)SO2+OH?(2)①FeS2
HSO3?
②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 (3)NaAlO2 Al(OH)3 (4)1∶16
【解析】分析:根据流程,矿粉焙烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2,在空气中CaO可将SO2转化为CaSO4;“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3;Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2, (1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O。
(2)①根据题给已知,多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃,不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于FeS2。
②添加CaO,CaO起固硫作用,根据硫去除率的含义,700℃焙烧时,添加1êO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。
(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3,向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3。
(4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O3
11Fe3O4+2SO2↑。
详解:(1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O,反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3,离子方程式为SO2+OH-=HSO3-。
(2)①根据题给已知,多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃,不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于FeS2。
②添加CaO,CaO起固硫作用,添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4,根据硫去除率的含义,700℃焙烧时,添加1êO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是:硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。
(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3,向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3,反应的离子方程式为
CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al(OH)3。 (4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,反应的化学方程式为
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