Question

【題目】已知某透明澄清的溶液中可能含有NO3- 、Cl- 、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+中的幾種，且所含陰離子的物質的量相等。為確定該溶液的成分，某學習小組做了如下實驗：①取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱得到0.02mol氣體，同時產生紅褐色沉淀； ②將沉淀過濾、洗滌、灼燒，得到1.6 g固體； ③向上述濾液中加入足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。下列說法正確的是

A. 不能確定原溶液中是否含有Al3+和K+

B. 原溶液中含有的離子只有：Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+

C. 原溶液中c(NO3-)＝0.2 mol·L-1 c(Fe3+)=0.2 mol·L-1

D. 在原溶液中加入足量的鐵粉所得溶液中陽離子所帶正電荷數(shù)減少

【答案】C

【解析】①取該溶液100mL，加入過量NaOH溶液，加熱得到0.02mol氣體，說明溶液中含有0.02mol NH4+，同時產生紅褐色沉淀為氫氧化鐵，說明溶液中含有Fe3+，CO32-與Fe3+會發(fā)生雙水解而不能大量共存，故溶液中一定不含CO32-；②將沉淀過濾、洗滌、灼燒，得到1.6 g固體為氧化鐵，則n[Fe(OH)3]=2n(Fe2O3)=2×=0.02mol； ③向上述濾液中加入足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀，則沉淀為硫酸鋇，n（SO42-）=n(BaSO4)= =0.02mol。n(+)=n(NH4+)+3n(Fe3+)=0.02mol+3×0.02mol=0.08mol，n(-)=2 n（SO42-）=2×0.02mol=0.04mol<0.08mol，故溶液中還有其他陰離子，且所含陰離子的物質的量相等，故n(-)=2 n（SO42-）+n(NO3-)+n(Cl-)=2×0.02mol+0.02mol+0.02mol=0.08mol，因此溶液中一定含有NO3- 、Cl-，一定不含Al3+和K+。故A.原溶液中一定不含Al3+和K+，選項A錯誤；B. 原溶液中含有的離子只有：NO3- 、Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+，選項B錯誤；C. 原溶液中c(NO3-)＝0.2 mol·L-1，c(Fe3+)=0.2 mol·L-1，選項C正確；D. 在原溶液中加入足量的鐵粉，發(fā)生反應：2Fe3++ Fe = 3Fe2+所得溶液中陽離子所帶正電荷數(shù)基本不變，選項D錯誤。答案選C。

【題型】單選題
【結束】
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【題目】根據(jù)要求回答下列問題：

（1）已知恒溫、恒容條件下發(fā)生反應：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)。

①下列圖像說明該反應進行到t1時刻未達平衡狀態(tài)的是________(填選項字母)。

②1 molNO2和足量C發(fā)生反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示。

圖中A、B、C三點NO2的轉化率最高的是_____，該反應的平衡常數(shù)Kp=_______（Kp是用平衡分壓代替平衡濃度的常數(shù)，分壓＝總壓×物質的量分數(shù)）。

(2)已知：弱電解質的電離平衡常數(shù)為

物質	H2CO	H2S	HNO2
電離平衡常數(shù) （25℃）	Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.61×10-11	Ka1=1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15	Ka=5.1×10-4

①含有1L 2mol·L-1碳酸鈉的溶液中加入1L 1mol·L-1的HNO2后，則溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的離子濃度由大到小是_______。

②25℃時，在0.10 mol·L-1H2S溶液中，通人HCl氣體或加入NaOH固體，溶液pH與c(S2-)關系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。pH=13時，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=____mol·L-1；

③向10.00mL0.10 mol·L-1的氫硫酸中滴加10.00mL0.1 mol·L-1NaOH溶液，溶液呈_____性，其定量依據(jù)是______________________ .

（3）已知：①CaSO4（s）+CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H = +210.5kJmol-1

②CaSO4（s）+4CO（g）CaS（s）+4CO2（g） △H= -189.2kJmol-1

則：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=_______kJmol-1.

Answer 1

【答案】 b A 2MPa c(HCO3- )＞c(NO2- )＞c(CO32-) 0.043或4.3×10-2 堿性 此時恰好生成NaHS溶液，Ka（HS-）=7.1×10-15＜Kh（HS-）=KW/ Ka1（H2S）=10-14/(1.3×10-7)=7.7×10-8,即水解程度遠大于電離程度,所以呈堿性 -399.7

【解析】（1）①根據(jù)“變量不變達平衡”判斷，a、反應中碳是固體，恒容條件下的混合物的密度是變量，t1時刻密度不變說明反應已達平衡狀態(tài)；b、t1時刻是n(N2)=n(NO2)，是反應物量的特殊比例，且后面量的變化可看到各反應物的量還沒恒定，還沒達到平衡狀態(tài)；c、t1時刻二氧化氮的質量分數(shù)不變，則反應物各物質的質量分數(shù)也應不變，反應達到平衡狀態(tài)；答案選b；②A、B、C三點中達到平衡狀態(tài)后A點NO2濃度最小，所以NO2的轉化率最高；③由焦炭還原NO2的反應為：2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1 mol NO2和足量C發(fā)生反應在C點時，NO2和CO2的物質的量濃度相等，可知此時反應體系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，則三種物質的分壓分別為：P(NO2)= P(CO2)=10MPa×=4MPa，P(N2)=2MPa，C點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(C)= ==2MPa；（2）①由亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ka=5.1×10-4，H2CO的Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.61×10-11可判斷亞硝酸的酸性強于碳酸，因此向含有2mol碳酸鈉的溶液中加入1mol的HNO2后生成1mol碳酸氫鈉、1mol亞硝酸鈉，另外還剩余1mol碳酸鈉，水解程度大小順序為CO32-＞NO2-，水解生成HCO3-，所以溶液中CO32-、HCO3-和NO2-離子的濃度大小關系為c(HCO3- )＞c(NO2- )＞c(CO32-)；②根據(jù)物料守恒有c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1，而由圖可知pH=13時，c(S2-)=5.7×10-2 mol·L-1，c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1-c(S2-)=0.10 mol·L-1-5.7×10-2 mol·L-1= 4.3×10-2 mol·L-1；③向10.00mL0.10 mol·L-1的氫硫酸中滴加10.00mL0.1 mol·L-1NaOH溶液，溶液呈堿性，其定量依據(jù)是此時恰好生成NaHS溶液，Ka（HS-）=7.1×10-15＜Kh（HS-）=KW/ Ka1（H2S）=10-14/(1.3×10-7)=7.7×10-8,即水解程度遠大于電離程度,所以呈堿性；（3）已知：①CaSO4（s）+CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H1= +210.5kJmol-1

②CaSO4（s）+4CO（g）CaS（s）+4CO2（g） △H2= -189.2kJmol-1

根據(jù)蓋斯定很，由②-①得反應：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=△H2-△H1= -189.2kJmol-1-210.5kJmol-1=-399.7kJmol-1。