主题3:离子反应
命题一
电解质及其电离
1.(2018年浙江4月选考,3)下列属于电解质的是( )。
A.氯化钠 B.蔗糖 C.氯气 D.铁
【解析】在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫作电解质,酸、碱、盐、金属氧化物、有机酸(醋酸)等属于电解质,单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
【答案】A
2.下列说法正确的是( )。
A.(2015年重庆理综,3)25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
B.(2014年福建理综,10)NaHCO3的电离方程式为NaHCO3Na++H++CO32-
C.(2013年重庆理综,2)KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质
D.(2017年海南,9)1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液中含 H+的数量为 0.1NA
【解析】H2S是弱电解质,溶液中的离子浓度比等浓度的Na2S溶液中的小,导电能力弱;NaHCO3的电离方程式为NaHCO3Na++HCO3-;虽然SO3的水溶液能导电,但是SO3为非电解质;乙酸是弱电解质,不能全部电离。
【答案】A
命题二
离子方程式的正误判断
3.(2018年江苏,7)下列指定反应的离子方程式正确的是( )。
A.饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO32-+CaSO4CaCO3+SO42-
B.酸化NaIO3和 NaI的混合溶液:I-+IO3-+6H+I2 +3H2O
C.KClO碱性溶液与 Fe(OH)3反应:3ClO-+2Fe(OH)32FeO42-+3Cl-+4H++H2O
D.电解饱和食盐水:2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
【解析】CaCO3比CaSO4更难溶,反应可以进行,CaSO4和CaCO3不能拆写成离子,A项正确;离子方程式两边电荷不守恒,得失电子不守恒,正确的离子方程式为5I-+IO3-+6H+3I2+3H2O,B项错误;碱性溶液中不可能大量存在H+,正确的离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-3Cl-+2FeO42-+5H2O,C项错误;电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2,离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,D项错误。
【答案】A
4.(2018年浙江11月选考,13)能正确表示下列离子方程式的是( )。
A.KI溶液久置空气中变黄色:4I-+O2+2H2O2I2+4OH-
B.少量二氧化硫与氨水反应:SO2+NH3·H2ONH4++HSO3-
C.Na与CuSO4水溶液反应:2Na+Cu2+ Cu+2Na+
D.(NH4)2SO4和FeSO4混合溶液与足量NaOH反应:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
【答案】A
5.(2017年江苏,6)下列指定反应的离子方程式正确的是( )。
A.钠与水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO42-BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCO3-+OH-CaCO3↓+H2O
【解析】Na与H2O反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,A项错误;Ba(OH)2与稀硫酸反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-BaSO4↓+2H2O,C项错误;石灰水足量,可假设NH4HCO3的物质的量为1 mol,离子方程式为Ca2++NH4++HCO3-+2OH-CaCO3↓+NH3↑+2H2O,D项错误。
【答案】B
6.(2016年江苏,5)下列指定反应的离子方程式正确的是( )。
A.将铜丝插入稀硝酸中:Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+H2O
B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3++Fe2Fe2+
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+
D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+H2SiO3↓+2Na+
【解析】Cu与稀硝酸反应生成NO,离子方程式为3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,A项错误;反应前后电荷不守恒,B项错误;Al(OH)3不溶于氨水,Al2(SO4)3能与过量的氨水反应生成Al(OH)3,C项正确;Na2SiO3为可溶性盐,在离子方程式中不能写成化学式,D项错误。
【答案】C
7.(2015年山东理综,12)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )。
A.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO32-+2H+SO2↑+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO32-+SO2+H2OH2SiO3↓+SO32-
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O:Al3++4NH3·H2OAlO2-+4NH4++2H2O
D.向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
【解析】HNO3可将SO32-氧化为SO42-,不会生成SO2气体,A项错误;通入过量的SO2,产物应为HSO3-,B项错误;Al(OH)3不溶于NH3·H2O,故Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O,产物应为Al(OH)3,C项错误;依次发生反应①2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,②2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,①+②×2即可得目标化学方程式,改写成离子方程式即可,D项正确。
【答案】D
命题三
离子共存
8.(2018年江苏,4)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )。
A.0.1 mol·L-1 KI 溶液:Na+、K+、ClO-、OH-
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3-、SO42-
C.0.1 mol·L-1 HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO-、NO3-
D.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42-、HCO3-
【解析】A项,I-与ClO-发生氧化还原反应,不能大量共存;B项,Fe3+、SO42-、Cu2+、NH4+ 、NO3-在溶液中相互间不反应,能大量共存;C项,CH3COO-能与H+反应生成弱电解质CH3COOH,不能大量共存;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,不能大量共存。
【答案】B
9.(2017年江苏,9)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )。
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.c(H+)c(OH-)=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO32-、NO3-
C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH4+、MnO4-、SO42-
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、HCO3-
【解析】Fe3+为黄色且与SCN-不能大量共存,A项错误;常温下,c(H+)c(OH-)=1×10-12的溶液的pH=13,OH-与选项中四种离子均能大量共存,B项正确;Fe2+能被MnO4-氧化为Fe3+,C项错误;能使甲基橙变红的溶液呈酸性,HCO3-与H+不能大量共存,D项错误。
【答案】B
10.(2016年江苏,12)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pHCH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3->H2SiO3>Al(OH)3>H2O,在形成这些物质时,越靠后的越优先,如在含有OH-、AlO2-、CO32-的溶液中,逐滴加入盐酸直至过量,反应的先后顺序为OH->AlO2->CO32-。
②OH-电离顺序:NaOH>NH3·H2O>难溶氢氧化物>H2O,如在含有H+、Al3+、NH4+ 的溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,反应的先后顺序为H+>Al3+>NH4+>Al(OH)3。
(3)记住常见的弱酸、弱碱
常见的弱酸:H2CO3、H2SiO3、HClO、HF、H2S、H2SO3。
常见的弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2。
3.一注意
注意题目的要求:是找“正确的”,还是“不正确的”。
判断下列离子方程式书写的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氯气溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-。( )
(2)向CuSO4溶液中通入H2S气体:Cu2++S2-CuS↓。( )
(3)向NaHCO3溶液中加入稀盐酸:CO32-+2H+CO2↑+H2O。( )
(4)磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+3H2O。( )
(5)向NaClO和NaCl混合溶液中滴入少量FeSO4溶液:2Fe2++ClO-+2H+Cl-+2Fe3++H2O。( )
(6)向NaHCO3溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:HCO3-+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O。( )
(7)(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓。( )
(8)Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应:HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O。( )
(9)Fe(OH)3和HI反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O。( )
(10)FeO和稀HNO3的反应:FeO+2H+Fe2++H2O。( )
(11)向NaClO溶液中通入少量SO2:2ClO-+SO2+H2O2HClO+SO32-。( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)× (11)×
考点六 离子共存的判断
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是一色、二性、三特殊、四反应。
1.一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO4-
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
注:离子浓度不同,呈现的颜色不同。如Cu2+在稀溶液中为蓝色,在浓溶液中为绿色。
2.二性——溶液的酸碱性
(1)在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO32-、SO32-、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在。
(2)在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH4+、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在。
(3)酸式弱酸根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
3.三特殊——三种特殊情况
(1)AlO2-与HCO3-不能大量共存:AlO2-+HCO3-+H2OAl(OH)3↓+CO32-。
(2)“NO3-+H+”组合具有强氧化性,与S2-、Fe2+、I-、SO32-等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
(3)NH4+与CH3COO-、CO32-,Mg2+与HCO3-等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
4.四反应——四种反应类型
四反应指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子不能大量共存。
(1)复分解反应:如Ba2+与SO42-,NH4+与OH-,H+与CH3COO-等。
(2)氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,NO3-(H+)与Fe2+,MnO4-(H+)与Br-等。
(3)相互促进的水解反应:如Al3+与HCO3-,Al3+与AlO2-等。
(4)络合反应:如Fe3+与SCN-等。
常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 。
①无色溶液中:K+、Cu2+、Na+、SO42-
②酸性溶液中:Fe2+、Al3+、NO3-、Cl-
③pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2-、NO3-
④能使红色石蕊试纸变为蓝色的溶液中:Na+、Cl-、S2-、ClO-
⑤由水电离出的c(OH-)=10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、I-
⑥Kwc(H+)=10-13mol·L-1的溶液中:Fe3+、NH4+、Mg2+、SO42-
⑦加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、Fe3+、NO3-、NH4+
⑧滴入KSCN显红色的溶液中:Na+、I-、Br-、SO42-
⑨NaHS溶液中:SO42-、K+、ClO-、Cu2+
⑩含有大量NO3-的溶液中:K+、I-、Cl-、OH-
【答案】③⑤⑥⑩
常见隐含条件的使用
条件类型
高考中的常见表述
误点点拨
常见的
限制条件
“无色”
有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”
溶液呈酸性或碱性
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,不包括发生其他类型反应的离子
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
常见的易错点
“透明”
“透明”也可“有色”
常见的
隐含条件
“与Al反应放出H2”
溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性
“由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1”
溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性
“通入足量的NH3”
能与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
NO3-
在酸性条件下具有强氧化性
常见的
题干要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
审清关键字
1.下表中物质的分类完全正确的是( )。
选项
A
B
C
D
强电解质
KNO3
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
HF
CaCO3
HClO
CH3COONH4
非电解质
SO2
Al
H2O
C2H5OH
【解析】CaCO3属于强电解质,Al为单质,既不是电解质,也不是非电解质,B项错误;H2O为弱电解质,C项错误;CH3COONH4为强电解质,D项错误。
【答案】A
2.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )。
A.使酚酞显红色的溶液中:Na+、Al3+、SO42-、Cl-
B.c(H+)c(OH-)=1×1012的溶液中:NH4+、Na+、CO32-、SiO32-
C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:Mg2+、H+、MnO4-、SO42-
D.无色透明溶液中:K+、Ca2+、Cl-、HCO3-
【解析】使酚酞显红色的溶液呈碱性,Al3+与OH-发生反应,不能共存,A项错误;根据c(H+)·c(OH-)=10-14、c(H+)c(OH-)=1×1012,可以得到c(H+)=0.1 mol·L-1,溶液呈酸性,CO32-、SiO32-都能与H+反应,不能共存,B项错误;Fe2+具有还原性,MnO4-在酸性条件下能氧化Fe2+,所以H+、MnO4-、Fe2+三者不能共存,C项错误;无色透明溶液中K+、Ca2+、Cl-、HCO3-四种离子相互间不反应,能大量共存,D项正确。
【答案】D
3.下列离子方程式书写正确的是( )。
A.向澄清石灰水中滴入少量的NaHCO3溶液:HCO3-+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O
B.用CH3COOH除水垢:CaCO3+2H+H2O+CO2↑+Ca2+
C.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中:SO2+2ClO-+H2O+Ca2+CaSO3↓+2HClO
D.少量的氯气通入溴化亚铁溶液中:Cl2+2Br-Br2+2Cl-
【解析】按“以少定多”判断,NaHCO3少量,1 mol HCO3-需1 mol OH-及1 mol Ca2+才能充分反应,A项正确;CH3COOH是弱电解质,不能拆成离子形式,B项错误;CaSO3和HClO不能共存,可继续反应生成CaSO4和Cl-,C项错误;Fe2+的还原性强于Br-,Cl2应该优先氧化Fe2+,D项错误。
【答案】A
4.下列各组离子能大量共存且满足相应要求的是( )。
选项
离子组
要求
A
K+、AlO2-、Cl-、Cr2O72-
溶液无色澄清
B
Fe3+、NO3-、Br-、HCO3-
逐滴滴加盐酸,立即产生气体
C
Na+、K+、AlO2-、NO3-
逐滴滴加盐酸,先有沉淀产生,后沉淀消失
D
NH4+、Al3+、SO42-、Cl-
滴加NaOH溶液并加热,立刻产生气体
【解析】Cr2O72-有颜色,因此不能在无色澄清溶液中大量存在,A项错误;Fe3+与HCO3-会发生相互促进的水解反应,不能大量共存,B项错误;四种离子能大量共存,因有AlO2-存在,故逐滴滴加盐酸先有沉淀产生,后沉淀消失,故C项正确;四种离子能大量共存,但滴加NaOH溶液并加热时,NaOH会先与Al3+反应,不会立刻产生气体,D项错误。
【答案】C
5.在如图所示点滴板上进行溶液间反应的小实验,其对应反应的离子方程式书写正确的是( )。
A.a处:Fe2++2H++H2O2Fe3++2H2O
B.b处:HCO3-+OH-CO32-+H2O
C.c处:H++OH-H2O
D.d处:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+
【解析】A项,电荷不守恒,错误;B项,离子方程式书写不完整,NH4+也能与OH-反应,错误;C项,醋酸为弱电解质,应写化学式,错误。
【答案】D
6.下列解释实验事实的离子方程式不正确的是( )。
A.用Na2S处理含Hg2+的废水:Hg2++S2-HgS↓
B.用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜:Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O
C.向硫酸铜溶液中加入过氧化钠:2Na2O2+2Cu2++2H2O4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
D.向碳酸氢镁溶液中加入过量的澄清石灰水:Mg++2HCO3-+Ca2++2OH-CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O
【解析】向碳酸氢镁溶液中加入过量的澄清石灰水,反应生成氢氧化镁沉淀和碳酸钙沉淀,反应的离子方程式为Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O,D项错误。
【答案】D
7.完成下列反应的离子方程式。
(1)若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为
。
(2)向氯化锰溶液中加入碳酸氢铵和氨水,得到碳酸锰固体,离子方程式为 。
(3)在酸性溶液中MnO2能将CuS中的硫元素氧化为单质硫,写出该反应的离子方程式:
。
(4)在酸性溶液中H2O2与FeSO4反应的离子方程式是 。
【答案】(1)3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O
(2)Mn2++HCO3-+NH3·H2OMnCO3↓+NH4++H2O
(3)MnO2+CuS+4H+S+Mn2++Cu2++2H2O
(4)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
8.现有下列物质:①硫酸;②盐酸;③氯气;④硫酸钡;⑤酒精;
⑥铜;⑦醋酸;⑧氯化氢;⑨蔗糖;⑩氨气;CO2;NaHCO3;Al(OH)3;NaOH。
(1)属于非电解质的是 (填序号,下同);属于弱电解质的是 ;能导电的是 。
(2)写出下列反应的离子方程式。
①NH3通入盐酸中: 。
②氨水与硫酸溶液混合: 。
③NaHCO3溶于醋酸: 。
④过量CO2与NaOH溶液反应: 。
⑤Al(OH)3溶于NaOH溶液中: 。
⑥Cl2通入NaOH溶液中: 。
【答案】(1)⑤⑨⑩ ⑦ ②⑥
(2)①NH3+H+NH4+
②NH3·H2O+H+NH4++H2O
③HCO3-+CH3COOHCH3COO-+CO2↑+H2O
④CO2+OH-HCO3-
⑤Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O
⑥Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
1.下列离子方程式书写正确的是( )。
A.向FeCl2溶液中通入氯气:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-
B.澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:Ca2++OH-+HCO3-CaCO3↓+H2O
C.FeS固体放入稀硝酸中:FeS+2H+Fe2++H2S↑
D.碳酸氢镁和足量的氢氧化钙溶液反应:Ca2++OH-+HCO3-CaCO3↓+H2O
【解析】向FeCl2溶液中通入氯气,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故A项错误;澄清石灰水与少量小苏打溶液混合,反应的离子方程式为Ca2++OH-+HCO3-CaCO3↓+H2O,故B项正确;FeS固体放入稀硝酸中,反应的离子方程式为FeS+NO3-+4H+Fe3++2H2O+NO↑+S,故C项错误;碳酸氢镁和足量的氢氧化钙溶液反应的离子方程式为Mg2++2Ca2++4OH-+2HCO3-2CaCO3↓+2H2O+Mg(OH)2↓,故D项错误。
【答案】B
2.某溶液由K+、Fe3+、SO42-、CO32-、NO3-、I-中的几种离子组成,取样,滴加NaOH溶液后有红褐色沉淀生成。下列有关该溶液的说法不正确的是( )。
A.可用BaCl2溶液检验是否含有SO42-
B.可通过焰色反应确定是否含有K+
C.一定存在的离子为Fe3+、NO3-
D.一定不存在的离子为CO32-、I-
【解析】滴加NaOH溶液后有红褐色沉淀生成,说明一定有Fe3+,一定没有CO32-和I-。 无法确定是否存在NO3-,C项不正确;一定不存在的离子为CO32-、I-,D项正确。
【答案】C
3.下表第Ⅰ栏与第Ⅱ栏中的化学反应,都可以用第Ⅲ栏中的离子方程式表示的是( )。
选项
第Ⅰ栏
第Ⅱ栏
第Ⅲ栏
A
向少量NaOH溶液中投入铝片
向过量NaOH溶液中投入铝片
2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑
B
向Fe2(SO4)3
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
向Fe2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液
溶液中滴入Ba(OH)2溶液
C
向Ca(HCO3)2溶液中滴入Ca(OH)2溶液
向Ca(HCO3)2溶液中滴入少量的NaOH溶液
Ca2++OH-+HCO3- CaCO3↓+H2O
D
向NaOH溶液中通入过量CO2气体
向NaOH溶液中通入少量CO2气体
CO2+OH-HCO3-
【解析】 A项,Al与 NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,与NaOH的量无关,离子方程式均为2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑;B项,向Fe2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液,反应只生成氢氧化铁一种沉淀,而向Fe2(SO4)3溶液中滴入氢氧化钡溶液,反应生成氢氧化铁和硫酸钡两种沉淀,不能用同一离子方程式表示;C项,向Ca(HCO3)2溶液中滴入Ca(OH)2溶液,反应生成碳酸钙、水,向Ca(HCO3)2溶液中滴入少量NaOH溶液,反应生成碳酸钙、碳酸氢钠和水,能用同一离子方程式表示;D项,向NaOH溶液中通入过量CO2,反应生成碳酸氢钠,向NaOH溶液中通入少量CO2,反应生成碳酸钠,不能用同一离子方程式表示。
【答案】C
4.下列有关实验操作或判断正确的是( )。
A.配制一定物质的量浓度的溶液,定容时俯视刻度线会导致所配溶液浓度偏小
B.需要95 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,可选用100 mL容量瓶来配制
C.用100 mL的量筒量取5.2 mL的盐酸
D.称取1.06 g无水碳酸钠,加入100 mL容量瓶中,加水溶解、定容,可得100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液
【解析】俯视刻度线会使溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大,A项错误;量取5.2 mL的盐酸应选取10 mL规格的量筒,C项错误;容量瓶不能直接用于物质的溶解,D项错误。
【答案】B
5.下列离子组在一定条件下能大量共存,且加入相应试剂后所对应的离子方程式正确的是( )。
选项
离子组
加入的
试剂
加入试剂后发生反应的离子方程式
A
Fe2+、NO3-、K+
稀H2SO4
3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O
B
Fe3+、I-、Cl-
NaOH溶液
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
C
Mg2+、HCO3-、Cl-
NaOH溶液
HCO3-+OH-CO32-+H2O
D
Al3+、Cl-、NO3-
稀氨水
Al3++3OH-Al(OH)3↓
【解析】在酸性条件下,NO3-具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,A项正确;Fe3+与I-因发生氧化还原反应而不能大量共存,B项错误;向含Mg2+和HCO3-的溶液中加入NaOH,应有沉淀生成,C项错误;NH3·H2O为弱电解质,在离子方程式中应写化学式,D项错误。
【答案】A
6.某绿色溶液中含有H+、Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、SO42-、Cl-、CO32-和HCO3-中的若干种,取该溶液进行如下实验(已知Ag2SO4微溶于水,可溶于酸):
①向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀和绿色滤液B;②取滤液B,先用HNO3酸化,再滴加0.001 mol·L-1的AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是( )。
A.原溶液中一定存在H+、SO42-和Cl-
B.原溶液中不存在CO32-和HCO3-,不能确定Mg2+、Na+的存在
C.第②步生成的白色沉淀中只有AgCl,没有Ag2CO3
D.原溶液中存在Fe2+与Cu2+中的一种或两种,且可以用NaOH溶液判断
【解析】溶液呈绿色说明溶液中含有Fe2+、Cu2+中的一种或两种,Fe2+、Cu2+水解呈酸性,含有H+,则不能含有CO32-、HCO3-;向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀,该白色沉淀是BaSO4,说明原溶液中有SO42-,不含Mg2+;取滤液B,先用HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成,生成的沉淀是AgCl,溶液中含有Cl-,A、C、D三项均正确;不能确定Na+的存在,B项错误。
【答案】B
7.某工厂将制革工业污泥中的铬元素以难溶物CrOH(H2O)5SO4的形式回收,工艺流程如下,其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
回答下列问题:
(1)4.8 mol·L-1的硫酸溶液密度为1.27 g·cm-3,该溶液中硫酸的质量分数是 。
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出该反应的离子方程式: 。
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
—
—
沉淀完全时的pH
3.7
11.1
5.4
(>8溶解)
9(>9溶解)
①Cr(OH)3与Al(OH)3的性质相似,能溶解于NaOH溶液中,写出该反应的离子方程式: 。
②加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-。滤液Ⅱ中阳离子主要有 ;但溶液的pH不能超过8,其理由是 。
(4)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaRMRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子,该金属阳离子是 。
(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式: 。
【解析】由流程可知,含铬污泥经酸浸后过滤,向滤液中加入双氧水把Cr3+氧化为Cr2O72-,然后加入氢氧化钠溶液调节pH到8,Cr2O72-转化为CrO42-,Fe3+和Al3+完全沉淀,过滤,滤液以钠离子交换树脂进行离子交换,除去Ca2+和Mg2+,最后向溶液中通入足量的二氧化硫将CrO42-还原为CrOH(H2O)5SO4。
(1)4.8 mol·L-1的硫酸溶液密度为1.27 g·cm-3,该溶液中硫酸的质量分数是1 L×4.8mol·L-1×98 g·mol-11000 mL×1.27 g·mL-1 ×100%=37%。
(3)①类比Al(OH)3溶于NaOH溶液的反应,Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是Cr (OH)3+OH-CrO2-+2H2O。
②加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-。滤液Ⅱ中阳离子主要有Na+、Ca2+、Mg2+;但溶液的pH不能超过8,其理由是pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-。
【答案】(1)37%
(2)2Cr3+ +3H2O2+H2OCr2O72-+8H+
(3)①Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O
②Na+、Ca2+、Mg2+ pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-
(4)Ca2+、Mg2+
(5)3SO2 + 2Na2CrO4 +12H2O2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4+2NaOH
8.一种磁性材料的磨削废料,主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%),还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸溶”时,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,废渣的主要成分是 ;金属镍溶解的离子方程式为 。
(2)“除铁”时H2O2的作用是 。
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为 ;若用Na2S代替H2S除铜,优点是 。
【解析】(1)SiO2不溶于硫酸和硝酸,故“酸溶”时,废渣的主要成分是SiO2;金属镍溶解被氧化为镍离子的同时硝酸被还原产生氮气,反应的离子方程式为5Ni+12H++2NO3-5Ni2++N2↑+6H2O。(2)H2O2具有强氧化性,加入H2O2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+。(3)硫化氢与铜离子反应生成硫化铜沉淀:H2S+Cu2+CuS↓+2H+。Na2S与铜离子反应生成CuS沉淀,若用Na2S代替H2S除铜,则无易挥发的有毒气体H2S逸出,可保护环境,除铜效果更好。
【答案】(1)SiO2 5Ni+12H++2NO3-5Ni2++N2↑+6H2O
(2)将亚铁离子氧化为铁离子
(3)H2S+Cu2+CuS↓+2H+ 无易挥发的有毒气体H2S逸出,可保护环境
9.CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式: 。
(2)NaClO3的作用是 ,写出该反应的离子方程式: ;若不慎向“浸出液”中加入了过量NaClO3,可能生成的有毒气体是 (填化学式)。
【解析】(1)酸性条件下,Co2O3和SO32-发生氧化还原反应生成Co2+、SO42-,反应的离子方程式为Co2O3+SO32-+4H+2Co2++SO42-+2H2O。(2)酸性条件下,加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,便于调节pH将铁转化为氢氧化铁沉淀而除去,反应的离子方程式为ClO3-+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O。若不慎向“浸出液”中加入了过量NaClO3,过量NaClO3在酸性条件下能够氧化氯离子生成氯气。
【答案】(1)Co2O3+SO32-+4H+2Co2++SO42-+2H2O
(2)将Fe2+氧化成Fe3+ ClO3-+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O Cl2
1.战国《周礼》中记载“煤饼烧蛎房(牡蛎壳)成灰”,并把这种灰称为“蜃”。蔡伦将此灰溶于水制得的碱液用于造纸术中沤浸树皮脱胶。该“蜃”的主要成分是( )。
A.CaO B.Na2O C.Fe2O3 D.SiO2
【解析】牡蛎壳为贝壳,贝壳的主要成分为碳酸钙,灼烧碳酸钙生成氧化钙,其化学式为CaO。
【答案】A
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )。
A.25 ℃时,pH=12的氨水中所含OH-的数目为0.01NA
B.36 g由35Cl 和37Cl组成的氯气中所含质子数一定为17NA
C.7.8 g Na2O2与足量酸性KMnO4溶液反应,转移的电子数为0.2NA
D.在标准状况下,11.2 L NO 与11.2 L O2混合后所含原子数为NA
【解析】没有给定体积,无法计算OH-的数目,A项错误;由35Cl 和37Cl组成的氯气的相对分子质量有3种:70、72、74,无法计算36 g由35Cl 和37Cl组成的氯气的物质的量,B项错误;7.8 g(0.1 mol)Na2O2与足量酸性KMnO4溶液反应,因氧元素的化合价由-1价变为0价,故转移的电子数为0.2NA,C项正确;标准状况下,11.2 L NO为0.5 mol,含1 mol原子,11.2 L O2为0.5 mol,含1 mol 原子,二者混合后发生反应,根据原子守恒,反应后共有2 mol原子,即数目为2NA,D项错误。
【答案】C
3.为检验制得的硫代硫酸钠产品的纯度,某小组称取5.0 g产品配成250 mL硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:向锥形瓶中加入25.00 mL 0.01 mol·L-1KIO3溶液,再加入过量的KI溶液并酸化,发生反应的离子方程式为 ,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配的Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2 +2S2O32-2I-+S4O62-,当达到滴定终点时,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,则该产品的纯度是 (保留3个有效数字)。
【解析】向锥形瓶中加入25.00 mL 0.01 mol·L-1KIO3溶液,再加入过量的KI溶液并酸化,发生反应5I-+IO3-+6H+3I2+3H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配的Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32-2I-+S4O62-。
则可得关系式:IO3- ~ 6S2O32-
1 mol 6 mol
0.025 L×0.01 mol·L-1 n(S2O32-)
则n(S2O32-)=0.0015 mol,所以250 mL硫代硫酸钠溶液中硫代硫酸钠的物质的量为0.0015 mol×25020.00=0.01875 mol,硫代硫酸钠的质量为0.01875 mol×158 g·mol-1=2.9625 g,则该产品的纯度是2.9625 g5.0 g×100%≈59.3%。
【答案】5I- +IO3- + 6H+3I2 + 3H2O 59.3%
4.(1)在含有Fe2+的酸性溶液中加入二氧化锰能将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为 。
(2)制取Na2S2O4常用甲酸钠法。控制温度在70~80 ℃,在甲醇溶液(溶剂)中溶解甲酸钠(HCOONa),再滴加Na2CO3溶液,同时通入SO2维持溶液酸性,即可生成Na2S2O4,该反应的离子方程式为 。
(3)酸性高锰酸钾溶液将PH3氧化成磷酸,发生反应的离子方程式为 。
(4)处理含CN-废水的方法:第一步控制pH>10,用NaClO溶液先将CN-“不完全氧化”为OCN-;第二步控制 pH为7.5~8.5,用NaClO“不完全氧化”OCN-生成N2和两种盐。
第二步反应的离子方程式为 。
(5)电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-。处理该废水的流程如下:
含Cr2O72-
的废水含Cr3+
的废水Cr(OH)3
沉淀
①流程中,Na2S2O3参与反应的离子方程式为 。
②Cr(OH)3是两性氢氧化物,若pH>a时Cr(OH)3开始溶解,则溶解时的离子方程式为 。
【解析】(3)PH3被酸性高锰酸钾氧化成磷酸,高锰酸钾被还原为锰离子,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,得到离子方程式5PH3+8MnO4-+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O。
(4)OCN-中O元素显-2价,N元素显-3价,C元素显+4价,ClO-作氧化剂,被还原成Cl-,Cl元素化合价降低,OCN-被氧化成N2,N元素化合价升高,故离子方程式为2OCN-+3ClO-+H2ON2↑+3Cl-+2HCO3-。
【答案】(1)MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O
(2)2HCOO-+4SO2+CO32-2S2O42-+H2O+3CO2
(3)5PH3+8MnO4-+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O
(4)2OCN-+3ClO-+H2ON2↑+3Cl-+2HCO3-
(5)①3S2O32-+4Cr2O72-+26H+8Cr3++6SO42-+13H2O
②Cr(OH)3+OH- CrO2-+2H2O[或Cr(OH)3+OH- Cr(OH)4-]
5.为了充分利用铜资源,某工厂利用废旧黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜并得副产物锌盐,其生产流程如下:
(1)滤渣1的主要成分为 。稀硫酸溶解黄铜灰的过程中,Cu是否参与了反应?如果参与了,请写出该反应的离子方程式;如果没有参与反应,请写出理由: 。
(2)滤渣1及滤渣2与浓硫酸反应的步骤中存在缺陷,可将实验改进为先让滤渣与 反应,产物再溶于稀硫酸。这样改进的优点是 。
(3)写出滤液3与H2O2反应的离子方程式: 。
【解析】(1)黄铜灰中不与稀硫酸反应的物质是Cu和二氧化硅,所以加入稀硫酸过滤后的滤渣1的主要成分是单质铜和二氧化硅。黄铜灰中有氧化铁,与稀硫酸反应得到Fe3+
,单质铜可以与其反应,离子方程式为Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+(因为氧化铁少量,所以最后一定剩余单质铜,滤渣1中应该有单质铜)。
(2)滤渣2主要含单质铜和铁,滤渣1主要含单质铜和二氧化硅,加入浓硫酸发生反应,将单质铁和铜转化为盐溶液,滤渣3为二氧化硅。此步反应中最大的问题是生成了污染性气体二氧化硫,所以应该先通入氧气氧化,将金属单质氧化为金属氧化物,再与稀硫酸反应。同时这样操作可以减少硫酸的用量(因为用浓硫酸时,一部分硫酸转化为二氧化硫,而使用稀硫酸时,所有的硫酸都转化为硫酸盐)。
(3)在滤液3中加入稀硫酸和过氧化氢的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,所以该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。
【答案】(1)Cu和SiO2 Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+
(2)O2 避免产生有毒气体SO2污染环境,同时减少了硫酸的用量(其他合理答案均可)
(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O