竞赛练习题

化学竞赛资料20141专题练习二：溶液中的离子平衡1.某实验小组试图通过实验，间接求得H2S(aq)的ΔfGmθ，并以此数据为依据进行一些计算。首先他们测得了下列电极反应的标准电极电势：Pt(s)+H2S(aq)====PtS(s)+2H+(aq)+2e-Eθ=-0.372VPt(s)+H2S(g)====PtS(s)+2H+(aq)+2e-Eθ=-0.297V又知在标况下H2S中，H2的分压为0.145Pa；1．试根据以上数据，计算H2S(aq)的ΔfGmθ2．已知S2-(aq)的ΔfGmθ=85.8kJ/mol,Ksp(ZnS)=2×10-22，利用自己求得的ΔfGmθ，计算在标况下100mLpH=1的盐酸中，至少要通入多少毫升H2S才能使0.01mol/L的Zn2+开始沉淀2.黄金的提取通常采用氰化-氧化法。1、氰化法是向含氰化钠的矿粉（Au粉）混合液中鼓入空气，将金转移到溶液，再用锌粉还原提取Au。试写出反应过程的离子方程式，计算两个反应的平衡常数。（已知：E0Au+/Au=1.68V，E0O2/OH-=0.401V，E0Zn2+/Zn=-0.70V，K稳Au(CN)2-=2.0×1038，K稳Zn(CN)42-=1.0×1016）2、纯度达99.95%-99.98%的黄金可用AuCl3的盐酸溶液进行电解制取。有证据表明，AuCl3在浓HCl中是以[H9O4]+[AuCl4]-存在，请写出[H9O4]+的结构图。3、为了富集AuCl3，常用加入含磷酸三丁酯的苯溶液萃取，请说明基本原理。4、为保护环境，必须对含CN-废水进行处理，请设计两个原理不同的处理方案。比较它们的优缺点。3.处理含铬（Ⅵ）废水的一种方法是用FeSO4把铬（Ⅵ）还原为铬（Ⅲ）並同时转化为铁氧体Fe2＋Cr3＋xFe3＋2－xO4⒈为了把废水中CrO3还原并转化为铁氧体Fe2＋Cr3＋xFe3＋2－xO4，至少需加CrO3含量多少倍的FeSO4·7H2O固体？⒉如果含铬废水为酸性，按铬（Ⅵ）在废水中实际存在形式，计算还原反应的pH应在何范围？（其它离子浓度均按标准状态计算）⒊沉淀出组成和铁氧体相当的沉淀，pH需在8～10间进行,为什么?4.现将25℃时PbCl2在HCl液中溶解度列于下表：PbCl2于1.00mol/LHCl溶解度最小，请说出可能原因。5.已知：Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=1.9×10-12，现有0.001mol/LAgNO3溶液滴定0.001mol/LKCl和0.001mol/L的K2CrO4的混和溶液，试通过计算回答：(1)Cl-和CrO42-中哪种先沉淀?(2)当CrO42-以Ag2CrO4形式沉淀时，溶液中的Cl-离子浓度是多少?CrO42-与Cl-能否达到有效的分离?6.通过计算说明怎样除去硫酸铜中的Fe2+和Fe3+杂质？（假定CuSO4浓度为1.0mol/dm3）。已知：202SP102.2))OH(Cu(K，162SP100.8))OH(Fe(K，383SP100.4))OH(Fe(K7.使0.01mol的SnS溶于1dm3盐酸中，求所需盐酸的最低浓度。8.向0.10mol/dm3ZnCl2溶液中，通H2S气体至饱和（0.10mol/dm3），此时溶液中有无ZnS沉淀生成？如欲阻止ZnS沉淀生成，溶液应维持的pH值为多少？22)ZnS(SP100.2K。9.溶液中含有NH3.H2O，NH4Cl，Zn(NH3)42+各0.1mol/dm3，请通过计算说明是否有Zn(OH)2沉淀析出？已知5OH.NHb108.1K23，9)NH(Zn109.2K243稳，172)OH(spZn102.1K10.某一元弱酸强碱形成的难溶盐MA，在纯水中的溶解度（不考虑水解）为1.0×10-3mol.dm-3，弱酸的Kaθ为10-6，试求该盐在[H+]保持为2.4×10-6mol.dm-3的溶液中的溶解度。11.已知BaSO4的KSP=1×10-10，①、用KSP解释BaCO3能溶于稀盐酸；②、将100ml1mol.L-1的硫酸溶液加入100ml含Ba2+0.137g的溶液中充分反应，过滤出沉淀，计算滤液中残留的Ba2+的物质的量浓度；③、如沉淀用100ml纯水或100ml0.01mol.L-1的硫酸溶液分别洗涤，哪种方法损失BaSO4少，试通过计算说明。化学竞赛资料2014212.卤化银具有较高的感光度，主要用于照相摄影。曝光后卤化银发生化学变化被还原，经过适当显影（形成金属银）、定影（溶去没有感光的卤化银）处理，能形成影像。照相时若曝光不足，还原生成的金属银少，则已显影和定影的黑白底片图像淡薄，需对其进行“加厚”，若曝光过度，还原生成的金属银过厚，则需对图像进行“减薄”。1、加厚的一种方法是把底片放入由硝酸铅、赤血盐溶于水配成的溶液，取出、洗净，再用Na2S溶液处理，写出底片图像加厚的反应方程式；2、减薄的一种方法是按一定比例混合硫代硫酸钠和赤血盐溶液，把欲减薄的底片用水充分润湿浸入，适当减薄后，取出冲洗干净，写出底片图像减薄的反应方程式；3、如底片经过“加厚”处理后，图像仍不够明显，能否再次用上述方法继续加厚？又经减薄后的底片，能否再次用上述方法减薄？4、在回收废定影液时，可使银沉淀为Ag2S，接着将硫化银转化为金属银，反应为：2Ag2S+8CN-+O2+2H2O=4Ag(CN)2-+2S+4OH-①2Ag(CN)2-+Zn=2Ag+Zn(CN)42-②已知：Ksp(Ag2S)=6.0×10-5；K稳[Ag(CN)2-]=1.3×1021；2/SS=-0.48V；22/OHHOO（）=0.40V。试计算反应①的平衡常数(反应②可认为实际上进行完全)。13.生活中常常用到照相、洗相，回答下列问题：1、定影就是将显影后未爆光的剩余银盐溶解掉，Na2S2O3是常用的定影液，利用所给数据计算并说明为什么Na2S2O3可用作定影液。2、废旧洗相液中可用锌将银还原，计算在0.01mol/LAg(S2O3)23－的溶液中加入过量的锌后，残留的Ag(S2O3)23－占原有浓度的百分比(不考虑Zn2+与S2O32－的配合作用)。3、照相时若曝光过度，则已显影、定影的黑白底片图像发暗，可对之进行“减薄”：即把底片放入Na2S2O3和K3Fe(CN)6溶液片刻，取出、洗净。写出有关的反应式。已知：E(Ag+/Ag)=0.7991V，E(AgBr/Ag)=0.071V，E(Zn2+/Zn)=-0.763V，E(Ag(S2O3)32/Ag)=0.010V14.已知Fe(OH)3(s)与H2C2O4（草酸）反应可能有如下两种机理：（1）酸一碱机理：2Fe(OH)3(s)＋3H2C2O42Fe3+＋6H2O十3C2O42－（2）配合物形成的机理：2Fe(OH)3(s)＋6H2C2O42Fe(C2O4)33－十6H2O十6H+试通过计算各个反应式的平衡常数来说明按哪种机理进行可能性更大？Fe(C2O4)33－，Kd=1×10－20H2C2O4，K1=6×10－2，K2=6×10－5，Ksp,Fe(OH)3=1.1×10－3615.碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐，碳酸钙难溶于水，但能溶于CO2的水溶液中。碳酸钙矿床的地下水流出地面后，由于压强减小而放出CO2，年深日久可形成石笋或钟乳石。25℃时，大气中的CO2分压约为pCO2＝3×10－4≈10－3.54atm。已知：CO2（g）＋H2O＝H2CO3K0＝[H2CO3]/pCO2＝10－1.47H2CO3HAcH++Ac-H＋＋HCO3－K1＝10－6.4pK2＝10.3CaCO3（s）HAcH++Ac-Ca2＋＋CO32－Ksp＝10－8.31．写出石灰岩地区形成钟乳石的化学方程式。2．试计算雨水的pH及CO32－浓度。若测得某地雨水的pH为5.4，试分析产生此结果的可能的原因。3．石灰岩地区的地下水流入河水，设河水pH＝7，在25℃、pCO2＝10－3.54atm下，当达到平衡时，Ca2＋浓度是多少?4．试述NaHCO3比Na2CO3溶解度小的原因。16.取含有NaCl和NaBr的样品0.600g，用重量法测定。得到两者的银盐沉淀0.4482g,另取同样重量的样品，用沉淀滴定法测定，消耗0.1048mol/L，AgNO3溶液26.48mL。请写出有关反应式并求NaCl和NaBr在试样中的百分含量各为多少？（注意有效数字）17.某些铂的化合物具有重要的生理作用，也可能作为防癌剂。PtCl42－＋2e－＝Pt＋4C1－E＝0.75VPtCl62－＋2e－＝PtCl42－＋2C1－E＝0.77VO2＋4H＋＋4e－＝2H2OE＝1.229V化学竞赛资料20143PtCl42－离子通常是用化学计量的盐酸肼还原PtCl62－来制备的。在水中，PtCl42－的溶剂分解作用是彻底的，但反应速率慢：PtCl42－＋H2OPtCl3（H2O）－＋Cl－25℃K＝1.45×10－2PtCl3（H2O）－＋H2OPtCl2(H2O)2＋C1－25℃K＝1.1×10－3所以，10－3mol/LK2PtCl4的溶液在平衡时仅含有5％PtCl42－。1．在氧气存在的条件下，Pt在HCl中是否溶解？若能，写出其全部化学反应方程式。2．写出PtCl62－与盐酸肼的离子反应方程式。3．计算25℃、10－3mol/LK2PtCl4溶液达平衡时PtCl3(H2O)－、PtCl2(H2O)2的百分含量。4．PtCl2(H2O)2存在顺反借光，画出它们的结构图，并注明顺式、反式。5．K2PtCl4的晶体结构与萤石相似，说明其晶体结构。18.某学生在25℃下用纯水制备了一份氢氧化镁饱和溶液，测得溶液的pH为10.5。1．用上述测定数据计算氢氧化镁的溶解度（用mol/L和g/100mL两种单位表示）2．计算氢氧化镁的溶度积。3．计算25℃下在0.010mol/LNaOH中氢氧化镁的溶解度。19.提出查理定律的查理很幸运，碰巧开始时没有以N2O4来研究气体行为，否则他或许会得出一种相当特殊的温度效应。对于平衡N2O4（g）2NO2（g），在298K时，其Kp＝0.1pθ，而Kp＝4α2p／（1－α2），α为N2O4的解离度，p为平衡体系的总压。假设，298K时，查理把0.015mol的N2O4放于一只2.44×10－3m3的烧杯中，当解离达到平衡后，他将看到平衡压力等于0.205pθ。其对应的α＝0.33。1．在保持体积不变的前提下，查理做把温度升高10％的实验，即把温度升高至328K。根据理想气体定律，其压力也应只增大10％，即等于0.226pθ，但查理发现这时的压力为0.240pθ。自然，问题是出在N2O4的解离度增加上了。试求此时的α和Kp。2．若NO2在298K下的标准摩尔生成自由能为51.463kJ／mol，试计算N2O4在298K下标准摩尔生成自由能。20.多重平衡规则在未知电位的计算中起着非常重要的作用，请利用该规则完成下列问题。1．已知：NO3－＋3H＋＋2e－＝HNO2＋H2O；E1θ＝0.93V，Ka（HNO2）＝4.6×10－4。求：NO3－＋H2O＋2e－＝NO2－＋2OH－的E2θ值。2．已知：a．Mg（s）＋1/2O2（g）＝MgO（s）ΔrGm＝－569.44kJ/molb．MgO（s）＋H2O（e）＝Mg(OH)2（s）ΔrGm＝－26.95kJ/molc．H2O（1）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔrGm＝237.19kJ/mold．H2O（1）H＋（aq）＋OH－（aq）Kw＝1.0×10－14e．Mg(OH)2（s）＝Mg2＋（aq）＋2OH－（aq）Ksp＝5.61×10－12求：Mg2＋（aq）＋2e－＝Mg（s）的Eθ值。21.丙二酸（H2A）的pKa1＝2.86，pKa2＝5.70，向20.00mLNa2A、NaHA