21-22江门一模14题: 25℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸

14. 25℃时,向Na2CO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。

【分析】Na2CO3溶液中滴入盐酸,发生Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,随着pH的减小,c(HCO3)、c(H2CO3)增大,利用电离平衡常数只受温度的影响、水解常数与电离平衡常数之间的关系等进行分析;

其实D选项不按上述的分析,直接利用Kw表达式,更简便。

2021年深圳市第二次调研(二模)考试化学

2021年深圳市第二次调研(二模)考试化学16题解析,请先看原题:

A选项,从图像可以直接看出来,在PH小于2那段,有3种含Cr的粒子,证明H2CrO4的电离是不完全的。A错!
B选项,在a点时,存在HCrO4、CrO42-、Cr2O72-三种粒子,若只考虑CrO42-、Cr2O72-两种粒子,根据选项CrO42-=Cr2O72-,根据Cr原子守恒,结合题干Na2CrO4浓度为0.1,可得出CrO42-=Cr2O72-=1/3,但溶液中还有HCrO4,所以CrO42-=Cr2O72-<1/3。B正确!
C选项,选择Ka2对应的HCrO4与CrO42-曲线的交点,根据Ka2=CrO42-*H+/HCrO4,交点处HCrO4与CrO42-相等,则Ka2=H+,再看图像交点,PH明显是大于6。即Ka2>10-6。C错
D选项,根据平衡:2CrO42- + 2H+ ==Cr2O72- + H2O,当加少量水时,平衡会左移,Cr2O72-减少,CrO42-增大,则Cr2O72/CrO42-减小。D错

常温下,向10mL0.2mol/LH2C2O4溶液中滴加0.2mol/LKOH溶液

常温下,向10mL0.2mol/LH2C2O4溶液中滴加0.2mol/LKOH溶液,水电离出氢离子浓度c(H+)与加入氢氧化钾溶液的体积的变化如下图,已知常温下,H2C2O4的电离常数为:K1=5.0×10-2,K2=5.4×10-5,根据图示判断,下列说法不正确的是(   ) 

A.c点的溶液显碱性

B.a点时,加入KOH溶液的体积V1=10mL

C.b点时,溶液中各粒子浓度的大小顺序为:c(K+)>c(C2O42-)>c(OH)>c(HC2O4)>c(H+)

D.当V(KOH)=15mL时,溶液中存在以下关系:2c(K+)=3c(C2O42-)+3c(HC2O4)+3c(H2C2O4)

这里只分析A选项,通过题意结合图像可知,c点为K2C2O4和NaOH的混合溶液,溶液显碱性,故A正确。水电离出的c(H+)为10-7证明水的电离没有受影响,这是因为NaOH对水电离的抑制与C2O42-水解对水电离的促进刚好抵消。这时候就会有这样错误的思维:常温下,K2C2O4和NaOH都不会电离出H+,那么由水电离出的H+就应该是溶液中的总的H+,则此时的pH值应该等于7,常温下就应该是中性。看似没有问题,但又明显与K2C2O4和NaOH的混合溶液为碱性矛盾。

造成这种思维走向的根本原因是图像纵坐标没有有结合题目立意,题目说了,纵坐标是水电离出的c(H+)。但水电离出的c(H+)就是溶液的总的c(H+)吗?显然不是!水电离出了10-7,但一部分因C2O42-水解消耗了。实际溶液中的水电离出的c(H+)是小于水电离出的c(OH)的,应该是显碱性。这也是与K2C2O4和NaOH的混合溶液,溶液显碱性统一。

在金属离子的配位滴定中缓冲溶液所起的作用

先了解一下什么是缓冲溶液:缓冲溶液指的是由弱酸及其盐(共轭酸)、弱碱及其盐(共轭碱)组成的混合溶液,能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定。如HAC-NaAC,NH3-NH4Cl。

缓冲溶液能保持溶液的PH相对稳定的原理:以HAC-NaAC为例,当往溶液加入H+时,NaAC中的弱酸根AC-能结合H+;当加入OH时,弱酸HAC能中和OH,从而保持溶液的PH相对稳定。NH3-NH4Cl缓冲溶液的工作原理也如上述相同。

在金属离子的配位滴定中,为什么要加入缓冲溶液?不加会产生什么影响?阿柯以用金属指示剂铬黑T(EBT),用标准EDTA溶液滴定Mg2+为例,分析如下:
先了解金属指示剂铬黑T(EBT)使用的PH范围及颜色变化:

当往Mg2+中加入指示剂铬黑T(EBT)时,Mg2+与指示剂建立如下平衡:

反应1

这时候,生成的Mgln是红色的,所以滴定前溶液是呈红色的。是开始滴定时,标准液EDTA(以H2Y2-表示)与Mg2+发生络合:

反应2

上述反应产生的H+会使溶液的酸度不断增大,酸度增大的结果,不仅降低了络合物的条件稳定常数,使滴定突跃减小,而且破坏了指示剂变色的最适宜酸度范围,导致产生很大的误差。粗糙点理解,就是反应2产生的H+,使反应1的平衡左移,导致溶液颜色变化。我们需要的是,EDTA络合Mg2+之后,使反应1平衡不断左移而使溶液颜色变化从而判断测定终点。这明显会造成误差。

这时候就需要缓冲溶液的作用了。缓冲溶液NH3-NH4Cl可以将滴定时的络合反应中产生的H+结合起来,使溶液PH变化相对稳定(使PH维持在络黑T使用的6~11的使用范围),从而减小溶液酸性的变化导致反应1平衡左移而造成的误差。

当Mg2+被完全络合时,反应1左移,红色的Mgln几乎全转化成蓝色的Hln2-发生颜色突变,从红色又变成蓝色。指示滴定终点。

以上是阿柯对缓冲溶液的作用及应用分析,如有不当之处,望指正。

2020年高考全国卷I理综化学13题详解

先上原题:
13.酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如下图所示。

解析:先看图像曲线指向箭头,曲线①、曲线②为分布系数δ曲线,曲线3为pH曲线。根据VNaOH =40ml时,曲线3发生突变跃迁,说明此时酸碱恰好完全反应,

VNaOH =0ml时,此时的pH值=1,结合上面分析结果c(H2A)=0.1000mol/L,证明该二元酸一级电离肯定是完全的。则溶液中就不可以存在H2A分子,所以A错!根据酸的电离方程式和酸碱中和特点,当完全中和时,溶液中几乎全是A2−,且只有A2−会随着NaOH溶液加入而逐渐增加至达到最大值。所以曲线①代表(HA),曲线②代表(A2−);

关于D答案的分析,也有说根据图片,滴定中点时(曲线3突变部分)pH值4.0~10点多,不确定此时溶液的酸碱性,也就没办法确D选项的关系式是等于、小于、还是大于。

2018衡水金卷 调研卷 理综(一)28题(化学)

原题节选:(1)CuO分解生成2 mol Cu2O的热化学方程式:

(2)温度为T时,向5L恒容密闭容器中加入80gCuO制备Cu2O,5min时恰好达到平衡,测得容器中Cu2O的物质的量为0.4mol。

①该反应的平衡常数K=0.04

②5min时缩小容器容积,重新达到平衡时O2的浓度:不变

③其他条件不变,起始向该容器中充入0.5molCuO,重复实验,达到平衡的时间:> 2.5min;达到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol

解析:由方程可知,①中K=c(O2)=0.04;②中因为温度不变,K不变,O2的浓度也不变;③加入CuO的物质的量为原来的一半,如果反应按原来的反应速率和转化率,则达到平衡的时间应该是原来的一半,即2.5min。但由于加入的CuO的物质的量为原来的一半,反应的O2的浓度比原来小,速率慢,则达到平衡的时间:> 2.5min;因为压强比原来小,则反应向着气体体积大的方向移动,即正向移动,达到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol。

同事的质疑:若用K不变去考虑,③平衡时c(O2)也需等于0.04kJ•mol-1,根据体积为5L,则③平衡生成O2的物质的量为0.2mol。那么按照(1)中反应方程式中的计量系数,生成0.2molO2需消耗0.8molCuO。但③加入CuO的总量才0.5mol,这显然是矛盾的。

自己也审视了同事的思路,感觉好似也是严谨的。但自己愣了好久后才发现,其实是忽略了反应的温度。80g(即1mol)CuO制备Cu2O达到平衡时的温度,与0.5molCuO制备Cu2O达到平衡时的温度显然是不等的。既然两平衡时的温度都不等了,那么就不能拿①的K来算③的浓度。

但同事又考虑到,如果两次平衡的温度不等,那么单用压强变化来判断达③中到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol也不严谨,且题目没有说容器绝热。

我回头再看了看题,到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol,是因为压强使平衡右移的原因。即使考虑两次平衡的温度平衡也是右移的。因为CuO制备Cu2O是吸热反应,反应的量越大,吸收热量越多,使温度越低。则③反应的量小,温度应该比原来高,结果该反应是吸热,平衡也会向右移。即也会得到达到平衡时Cu2O的物质的量:>0.2mol。

但如果考虑反应热对体系温度的影响,那么②中压缩体积平衡逆向移动,温度肯定升高,则K就变小的,则O2的浓度也就减小了。

如上述理解有不严谨或方向错误问题,请指正。

命题人的不规范让是折腾人

阿柯习惯,先上原题:

(1)在三个1L的恒容密闭容器中,分別加入0.10molN2和0.30molH2发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中c(N2)随时间(t)的变化如图所示(T表示温度)。

①与实验Ⅱ相比,实验Ⅰ、实验Ⅲ分别采用的实验条件为_______________、_______________。

解析:这题目的这小题是考察不同条件下对化学平衡的影响,本身是较容易的题。看图像时间轴,实验Ⅰ比实验Ⅱ先达到平衡,可得到T2>T1,则有从实验Ⅱ到实验Ⅰ则是温度升高,再根据题目反应是放热,升温逆向移动,使N2的百分含量升高,符合题意,进而得出第一个空的答案是:升高温度。(第二个空更简单,只是加快速率,而平衡不移动,很明显是使用催化剂)。

以上也是命题者给出的答案。但再看看纵坐标,我们会发现,实验ⅡN2从开始的0.10到0.06,变化0.04使用了20分钟;而实验ⅠN2从0.10到0.08,变化0.02使用了15分钟。这样一算,速率就是实验Ⅱ>实验Ⅰ。这样就容易推翻T2>T1,从而否定升温这个答案。并且容易认为是减压才是正确的。因为减压,会使速率降低(实验Ⅱ>实验Ⅰ),且平衡逆向移动,使N2的百分含量升高。感觉也很符合题意!如果这算通过两坐标计算速率能够推翻“先拐先平,先平则快”,那么我们之前解析的很多题目使用“先平速率快”的判断都是错误的!多么可怕的领悟!!

但仔细推敲,减压根本站不住脚。这三个曲线都是温度曲线,T2不等于T1,温度不等,单凭减压就能判断移动方向?如是硬要说T2可以等于T1,那命题者为什么给曲线作T标注,而不直接用P标注?或者直接来个TP1和TP2标注?这显然说不过去。其实从命题者给出的答案就可以看出,就是想考察“先拐先平,先平则快”这个判断规律,只是图像画得不规范,导致单位时间内变化量与曲线拐点斜率不对应。把图像曲线Ⅰ平衡斜率增大到合理时间范围,或者把曲线Ⅱ平衡斜率减小至合理范围即可。

刚做完2017广州二模理综化学,有点感想

不管自己是否任教高三,每年的广州一、二、三模,广东高考理综化学卷我都会做一遍。今年,也不例会。广州一模做完后,感觉不理想,才89分。其中27题多空答案与标准答案有出入,仅这题就失5分,很郁闷。后来与高三同事交流,同事直接质疑27题设计是不是本来就存在争议。二模也考过多时了,试卷也早已拿到,但自己一直都没有心情做。今天五一第二天的假期,无所事事,回了趟学校给宿舍阳台的花浇浇水。回市区时,看到桌面扔了好几天的二模试卷就带回做了。

刚做完,感觉二模试卷设计比一模的明朗好多(也就是题意不会给人造成很大的误解)。网上对照了标准答案,比一模好了点,94分。这个算是比较正常的分数。因为照往年练习的分数看,基本也就是95左右。鲜有拿100分的,除了某一次的(好像是12年的)拿了个满分。说说自己做的感觉和失分情况吧。

选择题42分照例拿满。但其中的11题还是把我卡了一下,幸好不费多时就识别出坑点。重新看看选择题11题:A、把浓盐酸滴入MnO2中,现象是“产生黄绿色气体”,这个缺少加热,错;B、浓硝酸遇铝,不会产生红棕色NO2,因为常温下钝化;C、酸化的FeCl2滴入H2O2中,溶液变成棕黄色,这个反应方程式是:2FeCl2 + H2O2 + 2HCl = 2FeCl3 + 2H2O,这个没有气体放出,也错;D、Fe2(SO4)3滴入铜粉中,三价铁变二价,铜单质被氧化成二价铜,溶液变蓝,但不会有黑色固体产生,也错。分析完愣了,那里出问题了?重新梳理一遍,发现C选项猫腻。把酸化的FeCl2滴入H2O2中,因为是逐滴滴入,开始时H2O2过量,把滴入的少量FeCl2氧化成FeCl3后,Fe3+对H2O2催化分解,即会产生O2。差点入坑。

26题(1)第3小问,C瓶溶液的溶质漏填NaOH,扣1分。其实也不是漏填,之前写的答案就是NaOH、NaClO、NaCl(因为题干说饱和NaClO溶液PH才11,但C为12,所以当时就觉得应该有NaOH)。后来划掉NaOH的原因是,如果C还剩NaOH,那么D瓶怎么会使紫色石蕊褪色?C瓶若NaOH过量,应该不会再有Cl2进入D瓶才对。这一分真的扣了,我也还想不明白。唉~~~

27题扣了2分:其中一分是倒数第二问中Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是“活化能高”,没想到,而错用吉布斯自由能中,反应熵变减小,高温利于焓判据。最后一问“新方案”优点“氢气利用率100%”,答成“转化等量CO2需氢气少,减少电解水的能量损耗”,再扣1分。

28题同样扣了2分:其中1分是错在写铋离子水解离子方程式时,生成的BiOCl没有写沉淀符号。这个是由于没充分提取题干信息而造成的。题目中已指明BiOCl是混入浸出渣中的,这就证明它是难溶物。最后(5)中,“母液2”中可回收的主要物质NH4NO3,错填成“氨水”。

36有机合成题,错得真是有点丑愧。本学期说是上有机,遇到命名题目时,常常提醒学生,不要把丁二烯写成二丁烯。结果,今天我就把“丙酸二乙酯”错写成“丙酸乙二酯”。

35题由于我校不选做,所以今晚没有做这一题。相信做了也拿不了多少分,毕竟不开选修3,结构化学考点遗忘率很大。

等效平衡原理解剖与典例分析

化学上的等效平衡指:在一定条件下,初始加入量不同,但是达到平衡时各组成百分含量相同的两个或多个平衡。

根据反应条件及反应方程式中气体计量数之和的关系,将等效平衡分为3中情:

1.恒温恒容时,气体计量数之和不等,如果平衡时是等效的,则必须“完全等效”。即初始加入量通过等量转化(将一边反应物归零)后完全一样,平衡才等效。

以上三种初始加入量,经等量转化后,都相当于初始加入量为2mol SO2(g)和1mol O2,三种情况下达到的平衡为“完全等效”平衡。

两平衡等效的特征:两平衡混合物中,同一物质的物质的量相同、物质的量浓度相同、百分含量相同

2.恒温恒容时,气体计量数之和相等,如果平衡是等效的,则“比例等效”,即初始加入量成等比例关系。

以上四种初始加入量,经等量转化后,相当于H2和I2初始加入量的物质的量比都为1:1,四种情况下达到的平衡为“比例等效”平衡。

两平衡等效的特征:两平衡混合物中,同一物质的百分含量相同,物质的量之比、物质的量浓度之比与反应物同比例

3.恒温恒压时,无论气体计量数之和是否相,都是“比例等效”。

两平衡等效的特征:两平衡混合物中,物质的量浓度相同、百分含量相同

对于以上三种情况,会有这样的疑问:

疑问1:恒温恒容时,气体计量数之和不等,如果不是完全相同的初始加入量,而是等比例加入,能否形成等效平衡?如不能,为什么?

分析:第一、二两种情况虽是等比例,但由于恒容,第二种情况形成的压强肯定比第一种要大,且该反应气体系数之和不等。第二种情况相当于在第一种情况下增大压强,平衡会向正反应方向移动,使两种情况的反应物转化率不同,最后形成的平衡混合体系中,各组成的百分含量肯定不同。所以恒温恒容,且气体系数之和不等的反应,必须是等效转化后,初始加入量必须完全相同,才能形成等效平衡。

疑问2:恒温恒容时,气体计量数之和相等,如果初始加入量不成比例,为什么不能形成等效平衡?

分析:我们可以把第二种初始加入量分解成1mol H2和(1 mol +0.5mol)I2。然后加入时先加1mol H2和1 mol I2,平衡后与第一种情况肯定为等效平衡。然后在第二种情况下,再加0.5molI2,这时相当于在平衡的基础上增大了I2的浓度,平衡会向右移动,则H2的平衡转化率肯定比第一种情况的大。最终的平衡混合体系中,各组分的百分含量肯定不相同。

等效平衡解题应用:

例1.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是

分析:要使SO3气体平衡浓度不改变,则改变条件后,所形成的平衡要与原平衡等效。该反应时前后气体系数不等的反应,A选项“同温同容”条件下,需要等效转化后,初始加入量要与原平衡完全相同,形成“完全等效”。而充入1 mol SO3,等效转化,只是相当于充入1 mol SO2和0.5 mol O2,且还要考虑充入后压强的影响,两次平衡不等效,A错;B选项“同温同压”,只需“比例等效”, 充入1 mol SO3,等效转化后,相当于充入1 mol SO2和0.5 mol O2,与原来初始加入2 mol SO2和1 mol O2都是2:1,成“比例等效”,所以B正确;C选项“同温同压”,只需“比例等效”,但只充入1 mol O2,与原来初始加入不成“比例等效”,C错。D选项,充入不反应气体,恒压下,相当于降低反应体系压强,平衡向气体系数之和大的一方移动,D错。

例 2.一个真空密闭容器中盛有1mol PCl5,加热到200℃时发生如下反应:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,混合气体中PCl5所占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中,最初投入是2mol PCl5,反应达平衡时,混合气体中PCl5所占体积分数为N%。则M和N的关系

A.大于    B.小于    C.等于    D.不能肯定

分析:该反应是前后气体系数不等的,同温同容下,两次充入量不相等,不能成为等效平衡。我们可以改变下思路,把条件改成“同温同压”,则可形成“比例等效”。所以我们可以假设把投入2mol PCl5的容器扩大到原来的两倍,这时压强与充入1mol PCl5相同,则形成“比例等效”,则两者混合气体中PCl5所占体积分数应该相等M=N。然后再把2mol PCl5的容器缩小回原来的体积,则相当于在原平衡基础上增大压强,平衡后向气体系数之和最小的一方,即生成PCl5一方移动,使得PCl5所占体积分数为N%增大,所以应该有M<N,B正确

以上有不当之处,还望指正。

关于2016~2017第一学期某市期末高二化学B卷一题的疑问

原题节选:C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g)   ΔH=+131.3 kJ.mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2的产率的是         。(填序号)

A.降低温度 B.增加水蒸气的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO

命题方那边给来的参考答案是:BD

D答案没有问题。但B选项,个人感觉应该是使H2产率降低的。题目要求是有利于提高H2的产率,在此不再去论证产率的计算公式。个人感觉,产物的产率应该与反应物的转化率成正比。反应物的转化率越大,则生成物的产率也就越大。体积不变的情况,增加水蒸气的用量,水蒸气的浓度增大,平衡右移,只能肯定的是,H2产量是提高了(注,是产量多了)。但由于体积不变的情况,增加水蒸气的用量,压强也相应增大,并且C是固体,方程右边气体系数之和大于左边。压强增大后,平衡会向左移,使得H2O(g) 的转化率减小。H2O(g) 的转化率减小了,则H2的产率也应该是减小的。

以上题目的原题选项是:

A.升高温度 B.增加碳的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO

则原题的答案AD是不存在争议的。只是修改了选项后,本人对B答案存在较大的疑问。希望有同行能解决阿柯的思维困惑。