Question

【題目】(1)某研究小組將V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖所示(實驗中始終保持V1＋V2＝50 mL)。由題干及圖形可知，V1∶V2＝________時，酸堿恰好完全中和，此反應所用NaOH溶液的濃度應為__________mol/L。若NaOH溶液用相同濃度和體積的下列溶液代替，則對中和熱數值測定結果將如何影響(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)：KOH溶液______；氨水(NH3·H2O)___________。

(2)用惰性電極進行電解下列電解質溶液。

①電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為___________

②MnO2可做超級電容器材料，電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應式_________________

(3)室溫下，0.1mol/L的亞硝酸(HNO2)、次氯酸的電離常數Ka分別為： 7.1 10-4， 2.98 10-8。將0.1mol/L的亞硝酸稀釋100倍，c(H+)將_______(填“不變”、“增大”、“減小”)。寫出HNO2、HClO、NaNO2、NaClO四種物質之間發生的復分解反應的離子方程式_______________。

(4)酸HX和堿AOH恰好完全中和時溶液的pH等于7，酸HY和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH也等于7，酸HX和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH小于7，請推斷

①以上酸堿中必為弱電解質的是_______________

②比較兩種酸HX和HY的酸性強弱 ___________>___________

(5)如圖為鈉硫高能電池的結構示意圖，該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應為2Na+xSNa2Sx，正極的電極反應式為_________。與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的__________

倍。

(6)已知常溫下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分別為8.010－38、1.010－11，向濃度均為0.1 mol/L的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入堿液，要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，應該調節溶液pH的范圍是________。(已知lg 2＝0.3)

Answer 1

【答案】3 ∶ 2 1.5 無影響 偏小 1 ∶ 1 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ 減小 HNO2+ClO2-=NO2- + HClO BOH、HY HX HY xS+2e-Sx2－ 4.5 3.3≤pH<9

【解析】

（1）由圖象可知恰好完全反應時，溫度最高，結合n(NaOH)=n(HCl)計算；NaOH和KOH都是強堿，但一水合氨為弱堿，電離吸熱；

（2）①電解氯化銅溶液，陽極上生成氯氣，陰極上生成銅，依據電子守恒計算產物的物質的量之比；

②陽極發生氧化反應，Mn2+MnO2，電解質溶液為酸性環境，根據電子守恒與原子守恒規律寫出電極反應式；

（3）亞硝酸為弱電解質，亞硝酸稀釋，電離程度雖然增大，但由于稀釋導致溶液中氫離子濃度降低；由相同濃度亞硝酸、次氯酸電離常數可知，亞硫酸酸性比次氯酸強，根據強酸制備弱酸的原理書寫離子方程式；

（4）根據題設條件，酸HX和堿AOH恰好完全中和時溶液的pH等于7，可推知鹽溶液中AX顯中性；酸HY和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH也等于7，鹽溶液中BY顯中性；酸HX和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH小于7，可推出B+一定會水解，使鹽溶液中BX顯酸性，又BY顯中性，故Y-水解顯堿性，與B+水解程度相當，據此分析作答；

（5）由方程式可知S化合價降低，被還原，為原電池正極反應，電極方程式為xS+2e→Sx2；原電池工作時，當消耗相同質量的金屬鈉與鉛時，根據轉移電子的物質的量的關系得出結論；

（6）根據溶度積的應用，可知要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，其氫氧根離子的濃度范圍為：≤c（OH-）<，再結合Kw計算其pH值范圍。

（1）由圖象可知V1 = 30 mL時溫度最高，說明酸堿恰好完全反應，V1+V2 = 50 mL，則V2 = 20 mL，V1：V2 = 3：2，則有0.03 L×1 mol/L=0.02 L×c，c = 1.5 mol/L；NaOH和KOH都是強堿，換成KOH對實驗無影響，但一水合氨為弱電解質，電離吸熱，導致測定結果偏小，

故答案為：3：2；1.5；無影響；偏小；

（2）①電解氯化銅溶液，陽極上生成氯氣，其電極反應式為：2Cl—-2e- = Cl2↑，陰極生成銅，其電極反應式為：Cu2++2e- = Cu，所以在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1：1，

故答案為：1：1；

②陽極發生氧化反應，Mn2+MnO2，電解質溶液為酸性環境，故電極反應式為：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，

故答案為：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；

（3）亞硝酸為弱電解質，亞硝酸稀釋，電離程度雖然增大，但溶液中氫離子濃度降低；由相同濃度亞硝酸、次氯酸電離常數可知，亞硫酸酸性比次氯酸強，可能相互之間發生的離子互換反應的離子方程式為：HNO2+ClO=NO2+HClO，

故答案為：減小；HNO2+ClO2-=NO2- + HClO；

（4）根據題設條件，酸HX和堿AOH恰好完全中和時溶液的pH等于7，可推知鹽溶液中AX顯中性；酸HY和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH也等于7，鹽溶液中BY顯中性；酸HX和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH小于7，可推出B+一定會水解，使鹽溶液中BX顯酸性，又BY顯中性，故Y-水解顯堿性，與B+水解程度相當，

①由“誰弱誰水解”規律可知，BOH和HY為弱電解質，

故答案為：BOH、HY；

②若HX為強酸，則酸性：HX HY；若HX為弱酸，由于酸HX和堿BOH恰好完全中和時溶液的pH小于7，則可知B+水解程度大于X-的電離程度，且已推出Y-水解與B+水解程度相當，則Y-的水解程度大于X-的電離程度，故根據“越弱越水解”原理可知，HX的酸性大于HY的酸性；

故答案為HX；HY；

（5）正極上硫得電子發生還原反應，所以正極電極反應式為：xS+2e-═Sx2-；鈉高能電池中負極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e-，則207g鈉消耗時轉移的物質的量 = = 9 mol，又鉛蓄電池的電極反應為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，鉛蓄電池中鉛是負極，207g鉛消耗時轉移2mol e-，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的9/2 =4.5倍，

故答案為：xS+2e-Sx2－；4.5；

（6）根據溶度積的應用，可知要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，其氫氧根離子的濃度范圍為 ：≤c（OH-）<，即mol/L≤c（OH-）<mol/L，210-11 mol/L≤c（OH-）< 10-5 mol/L，根據KW=c(H+)×c(OH)可知，c(H+)的取值范圍為： mol/L< c(H+) ≤ mol/L，pH = -lg c(H+)，則pH值范圍為3.3 ≤ pH< 9，

故答案為3.3 ≤ pH< 9。