高中化学竞赛辅导练习 (2)

高中化学竞赛辅导练习高中化学竞赛辅导练习 第一节第一节化学平衡与电解质溶液化学平衡与电解质溶液 一 现将 25 时 PbCl2在 HCl 液中溶解度列于下表 PbCl2于 1 00mol L HCl 溶解度最小 请说出可能原因 二 在一个典型的实验里 将 43mL 95 质量百分数 乙醇 密度 0 79g mL 19mL 83 醋酸 密度 1 15g mL 和 0 5mL 浓硫酸 密度 1 8g mL 的混合物 在连有回流冷凝器的容器中进行长时间煮沸后 生成乙酸乙酯的质量分数为 15 6 1 计算在使用 300L 70 含水乙醇 密度 0 85g mL 500L 75 乙酸 密度 1 18g mL 以及按比例量的硫酸 并在与上述同样的回流温度下反应 时 生成酯的量是多少 2 如何用实验方法测定出酯的产量 3 使用同样的原料 怎样才能提高酯的产量 三 已知 293K 时氢氧化钙的溶解度为 0 165 克 100 克水及在 0 9282 巴的二氧化碳压力下碳酸钙的溶解度为 0 109 克 100 克水 请用计算说明 当持续把二氧化碳 压强为 0 982 巴 下同 通入饱和石灰水 开始生成的白色沉淀会否完全 消失 在多次实验中出现了下列现象 请解释 1 把由碳酸钙和盐酸 6mol L 作用生成的二氧化碳直接通入饱和石灰水溶液 所观察到的现象是 开始通二氧化碳时生成的沉淀到最后完全 消失 若使生成的二氧化碳经水洗后再通入饱和石灰水溶液 则开始生成的白色沉淀到最后就不能完全 消失 为什么 2 把饱和石灰水置于一敞口容器中 过了一段时间后溶液表面有一层硬壳 把硬壳下部的溶液倒入另一容器中 再通入经水洗过为二氧化碳 最后能得清液 请解释 若把硬壳取出后 全部放回到原石灰水溶液中 再持续通入经水洗过的二氧化碳 最后能得清液吗 3 用适量水稀释饱和石灰水溶液后 再持续通入经水洗过的二氧化碳 结果是因稀释程度不同 有时到最后能得清液 有时得不到清液 请估 算用水把饱和石灰水稀释多少倍时 谁能得到清液 设反应过程中温度保持恒定 即 293K 五 已知碘的碘化钾水溶液里存在如下的化学平衡 I2十 I I3 其平衡常数为 II I K 2 3 式中的方括号均表示各物质的平衡浓度 而碘的总浓度 CI2 I2 I3 在碘的碘化钾水溶液里加入四氯化碳 碘将分配于水和四氯化碳两种液相中 达平衡时平衡常数 OH CCl D I I K 2 4 2 2 式中的方括号分别表示碘在四氯化碳和水中的平衡浓度 而 C I2 CCl4 C I2 H2O D 则称为分配比 1 通常测定水溶液中的碘的方法是用已知浓度的 Na2S2O3水溶液滴定 因为下面的反应是定量进行的 并可用淀粉作为指示剂 2Na2S2O3 I2 Na2S4O6 2NaI 请设计一个实验方案来测定碘在水和四氯化碳中的浓度 不要求写出实验的细节 2 写出用你的实验测得的碘的浓度来计算 KD值的数学关系式 四 像你所知道的 水能 分裂 出一个质子而离解 此处打引号是由于分裂出来的质子不是以游离状态存在于真实的化学体系中 而是立即与 另一水分子结合 H2O H2OH3O 十 OH K1 H3O OH H2O 1 8 10 16 25 或 9 9 10 15 100 氢氧根离子的进一步离解则是相当少的 OH H2OH3O 十 O2 K2 H3O O2 OH 10 36 25 1 计算 25 时纯水中所有粒子的浓度 2 在多少体积的水里含有一个氧负离子 3 纯水的离解度等于多少 当 0 569 氢氧化钾溶于 ldm3水中时离解度的变化如何 4 确定在 25 和 100 时纯水的 pH 值 按照你的计算 沸水将是怎样的反应介质 中性的 碱性的或酸性的 5 试解释 哪一种水 轻水 1H2O 或重水 D2O 将具有较大的离解度 为什么 六 酸碱的概念在化学上非常普遍 人们多次以各种方式给它们下定义 其中最常见的定义有 质子定义 凡是提供质子的分子或离子是酸 凡能接受质子的分子或离子是碱 溶剂定义 凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸 凡能增加由溶剂派生出的阴离子的溶质是碱 Lewis 路易斯 定义 酸是电子对的接受体 碱是电子对的给予体 试回答下列问题 1 在 BrF3溶剂中 BrF2AsF6属于哪类物质 试说明之 2 纯硫酸具有高沸点 高粘度 所以在外电场作用下 一般离子在纯硫酸中的迁移速度很慢 试推测什么样的离子在纯硫酸中的迁移速度特别 快 并解释你的推测 3 H3PO3与碱反应仅形成两种类型的盐 这说明 H3PO3是几元酸 画出其结构式并写出固体 H3PO3加热时的分解方程式 4 当 SbF3加到氟磺酸中 获得一种超酸 superacid 试写出有关反应式来说明超酸的形成 超酸体系能否在水溶液中形成 试说明你的结论 注 超酸的酸性比强酸如 HNO3 H2SO4的浓水溶液大 106 1010倍 七 将难溶化合物的沉淀和其饱和溶液之间的多相平衡状态 以称为溶度积 KSP常数来表述 溶度积数值在化学实践中广泛用于与溶解度和沉淀 的析出有关的许多计算中 1 试用 KSP的概念说明沉淀的生成和溶解的条件 2 室温时氢氧化镁的溶度积等于 6 8 10 12 求此化合物在指定条件下在水中的溶解度 mol L 或 g L 在何 pH 值时 由 10 的氯化镁溶液 密度为 1 07g mL 中开始析出氢氧化镁沉淀 3 若氢氧化铝的 KSP 3 2 10 34 它的溶解度是多少 4 计算氢氧化铝在 0 lmol L KOH 溶液中的溶解度 计算时认为生成四烃基合铝酸盐离子 5 溶解 0 39g 的氢氧化铝 需要多大起始浓度的氢氧化钠溶液 100mL 6 溶解 1g 氢氧化铝 需要 0 01mol L NaOH 溶液多少体积 一些参考数据 KSP A n B m 此处 A 和 B 为饱和溶液中离子 A 和 B 的平衡浓度 mol L 水的离子积 KSP H OH 10 14 铝的羟基配合物的稳 定常数 K稳 Al OH n3 n Al3 OH n 其数为 108 9 n 1 1017 8 n 2 1026 n 3 1033 n 4 第二节第二节氧化还原与电化学氧化还原与电化学 一 如图示实验中 把四根洁净的金属条 A B C D 轮流放置 在没有盐溶液的滤纸上面并压紧 在每次轮流实验时 记录了电压表指 针的移动方向和电压表的读数 如右表 1 金属可能是最强的还原剂 2 金属不能从硫酸铜溶液中置换铜 二 在酸性溶液 H2SO4 中 KBrO3能把 KI 氧化为 KIO3 本 身可还原为 Br2 KIO3与 KI 反应生成 I2 现在酸性溶液中混合等物质的量的 KBrO3和 KI 生成哪些氧化还原产物 写出相应的反应方程式 这些氧 化还原产物的物质的量比为多少 三 以金属锌 阴 和铜 阳 为电极组成电解槽 以含有酚酞和淀粉的碘化钾水溶液为电解液 电解开始不久 阴极区溶液呈红色 而阳极区 溶液仍为无色 过了相当长时间后阳极区溶液才呈蓝紫色 1 写出阴 阳极上发生的化学反应方程式 2 怎样才能使阳极区溶液在电解开始后不久即呈蓝紫色 四 在一个盛有硝酸银溶液的烧杯里 放人质量相同的锌片和银片 两个金属片与一个小灯泡相连 经过一段时间后 从溶液中取出金属片 这 时发现 二者的质量有相同的变化 试确定所形成原电池的有效功率 完成的电流功对理论可能功之比 假设整个过程是定量地进行的 而且原电 池的电压不变 高中化学竞赛辅导练习与试题解析高中化学竞赛辅导练习与试题解析 化学平衡与电解质溶液化学平衡与电解质溶液 一 当 HCl 浓度较小时 由于同离子效应占优势 使 PbCl2溶解度减小 当 HCl 浓度较大时 由于盐效应特别是形成 H2 PbCl4 而使 PbCl2溶解度 增大 1 00mol L HCl 正好是一分界点 因而 PbCl2溶解度最小 二 1 14 8 2 乙酸乙酯产率的测定可通过对液体混合物试样中的 CH3COOH 进行反滴定来实现 3 从反应混合物中将生成的酯蒸出 即能破坏酯化反应的平衡 提高酯的产量 三 饱和石灰水浓度 0 0223mol L 在 0 982 巴下碳酸钙的溶解度为 0 0109mol L 不能全溶 1 由于生成的 CO2中带有 HCl 气体之故 2 硬壳是 CaCO3 其生成并取出使石灰水浓度减小 再通 CO2于其中则生成的 CaCO3量小于上条件下 CaCO3溶解浓度 所以可得清液 略 3 1 05 倍 四 1 取 V 体积的 I2 KI 水溶液用 Na2S2O3水溶液滴定 测得 c1 CI H2O 再取 V 体积的 I2 KI 水溶液 加入 V 体积的 CCl4 达分配平衡后用 分液漏斗将 CCl4相分开 然后用 Na2S2O3水溶液滴定 得 c2 因此 cI CCl4 c1 c2 该值应是几轮结果的平均值 2 KD 1 K I D 1 K I c1 c2 c2 五 1 H2O 55 56mol L O2 10 36mol L OH H3O 1 0 10 7mol L 2 1 7 1012L 3 1 8 10 9 1 8 10 14 减小 105倍 4 7 00 6 12 中性 5 D2O 中 D O 键比 H2O 中 H O 键强 轻水离解度大 六 2BrF3BrF2 BrF4 BrF2AsF6BrF2 AsF6 BrF2AsF6在 BrF3中是酸 溶剂酸 2 HSO4 和 H3SO4 两种离子在纯 H2SO4中迁移速度特别快 这是因为 H2SO4分子之间通过氢键连接成网状 在外电场作用下 HSO4 和 H3SO4 在网上迁移 所以 HSO4 和 H3SO4 在纯 H2SO4中迁移速度特别快 超酸体系不能在水溶液中形成 因为在任何水溶液体系中 其酸度都被存在于水溶液中的 H3O 所限定 即使最强的酸在水溶液中也只能是 H3O 达不到超酸的酸性 七 1 若溶液中 A a B b Ksp 沉淀生成 A a B b Ksp 沉淀溶解 2 6 90 10 3mol L pH 8 39 3 3 2 10 13mol L 4 0 024mol L 5 0 21mol L 6 5 38L 氧化还原与电化学氧化还原与电化学 一 1 C 2 B 电子由 C 流向 Cu Cu 为正极 C 为负极 测出电动势数值最大 说明 C 比 A D 为更强的还原剂 Cu 和 B 组成原电池 电子由 Cu 流向 B 电动势数值最小 说明 B 的金属活泼性小于 Cu B 不能置换出硫酸铜中的铜 二 氧化还原产物的物质的量之比为 Br2 I2 KIO3 15 3 24 三 1 阴极 2H2O 2e H2 2OH 阳极 2I 2e I2 2Cu I2 2CuI 2 换成不易和 I2反应的金属 如锡 或在电解前把铜极表面镀上锡 四 得到银的化学过程 Zn 2Ag