Question

3．①甲醇（CH₃OH）是一種重要基本化工原料、燃料和溶劑．
煤的液化通常是將煤先轉(zhuǎn)化成水煤氣，再進一步合成液態(tài)的甲醇、已知水煤氣（主要成分：CO與H₂）每合成1g甲醇會釋放出akJ的熱量．請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：2H₂（g）+CO（g）=2CH₃OH（l）△H=-32akJ/mol．
②工業(yè)上用甲醇與氨氣在一定條件下合成重要的化工原料三甲胺，其反應(yīng)方程式為：3CH₃OH+NH₃═C₃H₇N+3H₂O，請寫出三甲胺的電子式：．
（2）二元弱酸請硫酸的電離方程式為：H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-，常溫下電離常數(shù)K=9.1×10^-8，K=1.1×10^-23，回答下列有關(guān)問題：
①已知NaHS溶液中S^2-的濃度小于H₂S的濃度，則溶液呈堿性（填：酸性、中性或堿性）；向溶液中通入少量Cl₂后，溶液中$\frac{c（{H}_{2}S）}{c（H{S}^{-}）}$將變大（填：變大、變小或不變）
②已知碳酸的酸性強于氫硫酸，等物質(zhì)的量的Na₂CO₃與Na₂S的混合溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）c（HS^-）＞c（H⁺）；；
③寫出將硫化氫氣體通入到硫酸銅中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：Cu²⁺+H₂S═CuS↓+2H⁺；現(xiàn)有2×10^-3mol/L的氫硫酸溶液與2×10^-4mol/L的CuSO₄溶液等體積混合，調(diào)節(jié)溶液的pH為4，判斷是否有沉淀生成有（填：有、沒有或無法判斷）．列式計算寫出判斷依據(jù)：（常溫下，K_SP（CuS=1.27×10^-30）Qc＞Ksp．

Answer 1

分析 （1）①已知水煤氣（主要成分：CO與H₂）每合成1g甲醇會釋放出akJ的熱量，則生成1mol甲醇質(zhì)量為32g，會釋放32aKJ的熱量，注意甲醇為液體；
②依據(jù)3CH₃OH+NH₃═C₃H₇N+3H₂O，可知該反應(yīng)為取代反應(yīng)，氨氣中三個氫原子被三個甲基取代，依據(jù)氨氣的電子式即可書寫三甲胺的電子式；
（2）①硫氫根離子為弱酸的酸式根離子，既存在水解，也存在電離，水解大于電離則溶液顯堿性，電離大于水解則顯酸性；硫氫根離子水解方程式：HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，通入氯氣，氯氣與硫氫根離子反應(yīng)生成硫單質(zhì)，消耗硫氫根離子；
②已知碳酸的酸性強于氫硫酸，則依據(jù)鹽類越弱越水解的規(guī)律可知：硫離子水解能力強于碳酸根離子，碳酸根離子濃度大于硫離子濃度，碳酸根離子水解水解生成等物質(zhì)的量的碳酸氫根離子與氫氧根離子，硫離子水解生成等物質(zhì)的量的硫氫根離子和氫氧根離子，硫離子水解程度大于碳酸根離子，所以生成的氫氧根離子大于硫氫根離子，硫氫根離子濃度大于碳酸氫根離子濃度，溶液含有水、碳酸氫根離子、硫氫根離子電離出的少量氫離子，所以氫離子濃度最��；
③硫化氫與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸和硫化銅沉淀；依據(jù)題干條件計算C（Cu²⁺）和C（S^2-）溶度積規(guī)則判斷是否能產(chǎn)生沉淀；

解答 解：（1）①已知水煤氣（主要成分：CO與H₂）每合成1g甲醇會釋放出akJ的熱量，則生成1mol甲醇質(zhì)量為32g，會釋放32aKJ的熱量，注意甲醇為液體，其熱化學(xué)方程式：2H₂（g）+CO（g）=2CH₃OH（l）△H=-32akJ/mol；
故答案為：2H₂（g）+CO（g）=2CH₃OH（l）△H=-32akJ/mol；
②氨氣中三個氫原子被三個甲基取代，依據(jù)氨氣的電子式可知三甲胺的電子式為；
故答案為：；

（2）①硫氫根離子為弱酸的酸式根離子，既存在水解，也存在電離，水解生成硫化氫，電離生成硫離子，已知NaHS溶液中S^2-的濃度小于H₂S的濃度，說明水解小于電離，溶液顯堿性；硫氫根離子水解方程式：HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，通入氯氣，氯氣與硫氫根離子反應(yīng)生成硫單質(zhì)，消耗硫氫根離子，則溶液中$\frac{c（{H}_{2}S）}{c（H{S}^{-}）}$將變大；
故答案為：堿性；變大；
②已知碳酸的酸性強于氫硫酸，則依據(jù)鹽類越弱越水解的規(guī)律可知：硫離子水解能力強于碳酸根離子，碳酸根離子濃度大于硫離子濃度，碳酸根離子水解水解生成等物質(zhì)的量的碳酸氫根離子與氫氧根離子，硫離子水解生成等物質(zhì)的量的硫氫根離子和氫氧根離子，硫離子水解程度大于碳酸根離子，所以生成的氫氧根離子大于硫氫根離子，硫氫根離子濃度大于碳酸氫根離子濃度，溶液含有水、碳酸氫根離子、硫氫根離子電離出的少量氫離子，所以氫離子濃度最小，所以溶液離子濃度從大到小順序為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）c（HS^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）c（HS^-）＞c（H⁺）；
③將硫化氫氣體通入硫酸銅溶液，離子方程式：Cu²⁺+H₂S═CuS↓+2H⁺；
硫化氫為二元弱酸，分步電離，依據(jù)題意可知Ka₁=9.1×10^-8，Ka₂=1.1×10^-23，
Ka₁=$\frac{C（H{\;}^{+}）C（HS{\;}^{-}）}{C（{H}_{2}S）}$，Ka2=$\frac{C（H{\;}^{+}）C（{S}^{2}{\;}^{-}）}{C（HS{\;}^{-}）}$，則C（S^2-）=$\frac{K{a}_{1}×K{a}_{2}×C（{H}_{2}S）}{{C}^{2}（H{\;}^{+}）}$=$\frac{9.1×1{0}^{-8}×1.1×1{0}^{-23}×2×1{0}^{-3}}{（10{\;}^{-4}）{\;}^{2}}$=2.02×10^-25，

Qc=C（S^2-）C（Cu²⁺）=2.02×10^-25×2×10^-4=4.04×10^-29，
則：Qc＞Ksp，所含會產(chǎn)生沉淀；
故答案為：Cu²⁺+H₂S═CuS↓+2H⁺；有；Qc＞Ksp；

點評 本題為綜合題，考查了熱化學(xué)方程式的書寫、電子式的書寫、離子濃度大小比較、溶度積規(guī)則的應(yīng)用，注意書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注明反應(yīng)物聚集狀態(tài)，反應(yīng)熱與物質(zhì)用量成正比，注意鹽類水解規(guī)律、溶度積規(guī)則的應(yīng)用，題目難度較大，側(cè)重考查學(xué)生對已有知識的遷移用應(yīng)及分析問題、解決問題的能力．