2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡(含答案)

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习—水溶液中的离子反应与平衡
一、单选题
1．（福建省泉州市2022-2023学年高三适应性练习化学试题）“84消毒液”是一种常见的消毒剂，其主要成分是次氯酸钠。下列说法错误的是
A．次氯酸钠溶液呈碱性：ClO-+H2OHClO+OH-
B．次氯酸钠溶液中能同时大量存在：K+、NH、S2-、SO
C．次氯酸钠溶液与浓盐酸混合产生氯气：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
D．实验室制备次氯酸钠：Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
2．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）已知某温度下，几种酸的电离常数为：、、、。物质的量浓度都为0.1 的下列溶液中，pH最大的是
A． B．NaF C． D．
3．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）下列事实一定能证明HCN是弱电解质的是
①常温下溶液的pH大于7  
②用溶液做导电实验，灯泡很暗  
③和不能发生反应  
④0.1 溶液的pH=5.1  
⑤和反应，生成
A．①④ B．①②③④ C．①④⑤ D．①②③④⑤
4．（2023·辽宁大连·统考二模）大力推广锂电池新能源汽车对实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。与都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为，还有少量、等杂质)来制备，工艺流程如下：
  
下列叙述错误的是
A．酸浸后，得到滤渣的主要成分是
B．在滤液②中主要的金属阳离子有、
C．制备时需要加入水，同时加热，促使水解反应趋于完全
D．在制备的过程中会生成(为价)，则中含有的过氧键的数目为
5．（2023·内蒙古乌兰察布·统考二模）常温下，向25mL 0. 12mol· L-1 AgNO3溶液中逐滴入一定浓度的氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水至沉淀溶解。该过程中加入氨水的体积V与溶液中lg 的关系如图所示。已知e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清，且此时溶液中的c(Ag+ )与c(NH3)均约为1×10-3mol ·L-1。
  
下列叙述错误的是
A．与葡萄糖发生银镜反应，最好选择cd段溶液
B．a点溶液呈酸性的原因是AgNO3水解
C．b点对应溶液中：c(Ag+) +c[] ”“Fe。某科研小组由粗锰粉(含Mn及少量Fe、Ni、Pb等单质)为原料制备MnCl2，部分实验过程如下：
  
(1)“酸溶”时，盐酸要缓慢滴加的原因是___________。酸溶过程中溶液中Fe2＋的浓度先增大后略有减少，减少的原因是___________。
(2)“除铁”时，先加入H2O2，后加入MnCO3固体。加入MnCO3固体时有CO2生成，反应的离子方程式为___________。
(3)MnCl2·4H2O经加热脱水可制得MnCl2，测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。
  
① 若要获得MnCl2·H2O，需控制的温度范围是___________(写出计算推理过程)。
② MnCl2·H2O继续脱去结晶水时易发生副反应，产生MnO2和碱式氯化锰杂质，为减少副反应的发生，可采取的实验操作是___________。
(4) MnCl2·4H2O经加热脱水制得的MnCl2纯度不高，实验室可由固体四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和液体乙酰氯(CH3COCl)经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2，涉及的主要反应有CH3COCl＋H2O→CH3COOH＋HCl、(CH3COO)2Mn＋2CH3COClMnCl2↓＋2(CH3CO)2O。为获得较高产率的高纯MnCl2，请补充实验方案：取四水醋酸锰24.5 g(0.1 mol)和50 mL苯置于烧瓶中，边搅拌边加入___________，充分反应后过滤，___________，干燥，得到MnCl2.[供选择的试剂：CH3COCl(0.1 mol CH3COCl的体积约7 mL)、苯、水]
18．（2023·全国·高三专题练习）乙酸乙酯是良好的有机溶剂和食用香料，可用冰乙酸和乙醇作原料、作为催化剂制备，过程如下：
Ⅰ.制备。一种利用废旧镀锌铁皮制备的流程如下图：

(1)“碱洗”时加入溶液除，写出生成的离子方程式___________。
(2)“氧化”时加入的需稍过量，除了使充分反应外，还可能的原因是___________。
(3)含量的测定。制备乙酸乙酯所用要求纯度在99.5%(质量分数)以上。称取样品，加入稀盐酸充分溶解后配成溶液，从中取溶液，加入(Na2H2Y)标准溶液，用氨水调节pH后，加热使之充分反应。冷却，加入指示剂，用标准溶液滴定过量的EDTA，消耗标准溶液。计算判断该样品纯度是否符合要求___________ (写出计算过程)。已知：。
Ⅱ.制备乙酸乙酯。向三口瓶中加入一定量无水乙醇和，在恒压滴液漏斗中加入无水乙醇和冰乙酸。滴加混合液体，80~90℃条件下反应45分钟，改用蒸馏装置蒸馏至不再有馏出液为止。粗品经碱洗、水洗、干燥后得产品。
(4)补充完整蒸馏操作：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，___________，收集馏分。
(5)用替代浓硫酸作该反应催化剂的优点是___________。

参考答案：
1．B
【详解】A．次氯酸钠是强碱弱酸盐，次氯酸根离子水解，次氯酸钠溶液呈碱性：ClO-+H2OHClO+OH-，故A正确；
B．次氯酸钠具有强氧化性，S2-具有还原性，次氯酸钠溶液中不能同时大量存在S2-，故B错误；
C．次氯酸钠溶液与浓盐酸混合，次氯酸钠和浓盐酸反应生成氯化钠、氯气、水，反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，故C正确；
D．实验室氯气和氢氧化钠反应制备次氯酸钠，反应的离子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O，故D正确；
故选B。
2．A
【详解】水解平衡常数Kh=，可以计算出K（NaCN）=，K（NaF）=，K（CH3COONa）=，K（NaNO2）=，水解常数K（NaCN）> K（NaNO2）> K（CH3COONa）> K（NaF），同温同浓度下，水解平衡常数越大，水解程度越大，pH值越高，故溶液的pH最大，答案为A。
3．C
【详解】①常温下NaCN溶液pH大于7，说明CN-发生水解，则HCN是弱电解质，①符合题意；
②溶液的导电性与离子浓度成正比，用HCN溶液做导电实验，灯泡很暗，只能说明溶液中离子浓度很小，不能说明其电离程度，所以不能证明其为弱电解质，②不合题意；
③HCN和NaCl不能发生反应，只能说明HCN的酸性比HCl弱，但不能说明其是弱酸(弱电解质)，③不合题意；
④常温下0.1 mol•L-1 HCN溶液的pH=5.1，说明其不完全电离，溶液中存在电离平衡，所以能说明其为弱电解质，④符合题意；
⑤强酸可以制取弱酸，NaCN和H3PO4反应，生成HCN，说明HCN的酸性弱于H3PO4，所以能说明其为弱酸(弱电解质)，⑤符合题意；
综上所述，①④⑤符合题意；
故答案为：C。
4．D
【分析】利用钛铁矿(主要成分为，还有少量、等杂质)来制备与，由制备流程可知，加盐酸过滤后的滤渣为，滤液①中含Mg2+、Fe2+、，水解后过滤，沉淀为，经过一系列反应得到；水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+，双氧水可氧化亚铁离子，在磷酸条件下过滤分离出FePO4，高温煅烧Li2CO3、H2C2O4、FePO4得到，以此解答。
【详解】A．由分析可知，不和盐酸反应，酸浸后，得到滤渣的主要成分是，故A正确；
B．由分析可知，水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+，故B正确；
C．水解反应是吸热反应，制备时需要加入水，同时加热，促使水解反应趋于完全，故C正确；
D．中Ti元素化合价为+4，Li为+1价，则O的化合价为-2和-1价，根据正负化合价代数和为0，其中含有7个-2价的O原子和8个-1价的O原子，结构中含有4个过氧键，则中含有的过氧键的数目为，故D错误；
故选D。
5．A
【详解】A．与葡萄糖发生银镜反应，需要使用银氨溶液，cd段酸度变化较小，说明加入的氨水主要用于银离子的沉淀，此时银氨溶液浓度较小，不适合用于与葡萄糖发生银镜反应，故A错误；
B．a点溶液中溶质只有硝酸银， c(H+) =104 c(OH-)，常温下c(H+) c(OH-)=10-14，则c(H+) =10-5，pH=5，溶液呈酸性，硝酸银为强酸弱碱盐，银离子水解溶液显酸性，故B正确；
C．b点根据电荷守恒有：c(Ag+)+ c[]+ c() +c(H+)=c(OH-)+c()， lg=0，c(H+)=c(OH-)，则c(Ag+)+ c[]+ c()= c()，因此c(Ag+)+ c[]N>P，故C错误；
D．溶液中，存在的电离和水解，根据AB分析可知，，，则的水解常数，则的水解程度大于电离程度，溶液显酸性，则，故D错误；
故答案选CD。
15．(1) 减小 不变   
(2)
(3)

【详解】（1）催化剂能降低反应的活化能，因此加入催化剂，减小，催化剂不影响反应的焓变，则不变，该反应的，则和反应的热化学方程式为  ，故答案为：减小；不变；  ；
（2）①水解生成氢氧化铁，HCl挥发促进水解，氢氧化铁灼烧分解得到氧化铁，则将溶液蒸干灼烧得到的物质是，故答案为：；
②水解生成氢氧化铝和硫酸，生成的酸是硫酸，由于硫酸是高沸点酸，不能挥发，则加热蒸干过程中是蒸发水，最后得到的固体为，故答案为：；
③泡沫灭火器灭火原理是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，反应的离子方程式为，故答案为：；
（3）Na2CO3、NaHCO3、NaCN均为强碱弱酸盐，溶液显碱性，由于酸性：碳酸>氢氰酸>碳酸氢根，则碳酸氢根离子的水解程度小于CN-离子，CN-离子的水解程度小于碳酸根离子，则碳酸氢钠溶液中氢氧根离子浓度小于NaCN，NaCN溶液中氢氧根离子浓度小于Na2CO3，相同物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3、NaCN溶液，pH由小到大的顺序是：，故答案为：。
16．(1) 0.00725mol/(Lmin) 4 >
(2) 碱性 BaCO3 生成白色沉淀和无色气体
(3) 研钵 乙醇

【详解】（1）①由表格数据可知，10~30min内，甲醇的浓度变化量为(0.65—0.36)mol/L=0.29mol/L，由方程式可知，甲醚的反应速率为=0.00725mol/(Lmin)，故答案为：0.00725mol/(Lmin)；
②该反应是气体体积不变的反应，平衡前后气体压强不变，设起始压强为P，由表格数据可知，该反应在200℃达到平衡时，甲醇的浓度为0.20mol/L，由方程式可知，甲醚和水蒸气的浓度都为0.80mol/L×=0.40mol/L，平衡常数Kp==4，故答案为：4；
③设200℃时，容器中起始压强为P1，由题给数据可知，反应的浓度熵Qc=≈1.6＜4，则反应向正反应方向进行，甲醇的正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>；
（2）①由电离常数可知，碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于铵根离子在溶液中的水解程度，由盐类水解规律可知，碳酸氢铵溶液呈碱性，故答案为：碱性；
②等体积等浓度的碳酸氢铵溶液与氢氧化钡溶液恰好反应生成碳酸钡白色沉淀、氨气和水，则白色沉淀为碳酸钡，故答案为：BaCO3；
③碳酸氢铵溶液与氯化铝溶液发生双水解反应生成氯化铵、氢氧化铝白色沉淀和二氧化碳气体，反应的现象为生成白色沉淀和无色气体，故答案为：生成白色沉淀和无色气体；
（3）①实验室中将固体由块状变为粉末状的仪器为研钵，故答案为：研钵；
②氯化钡易溶于水，不溶于乙醇，所以为防止晶体因溶解造成损失，提高产品产率，结晶得到的氯化钡晶体应用乙醇洗涤， 故答案为：乙醇。
17．(1) 防止活泼金属Mn与盐酸剧烈反应；防止反应放出大量的热， 盐酸大量挥发；防止生成大量气体，使液体溢出(答对任一点即可) 一部分Fe2＋被Mn置换出来，一部分Fe2＋被O2氧化为Fe3＋后再转化为Fe(OH)3沉淀出来
(2)3MnCO3+2Fe3＋+3H2O=3Mn2＋+2Fe(OH)3+3CO2↑
(3) 130～180 ℃(在温度范围内均可) 将晶体置于HCl氛围中加热或将晶体置于真空状态下加热并及时抽出水汽
(4) 28 mL的CH3COCl 将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于装有蒸馏装置中；加热回流至沉淀不再增加，过滤，用苯洗涤2～3次

【详解】（1）该反应为放热反应，且盐酸是挥发性酸，则盐酸要缓慢滴加的原因是：防止活泼金属Mn与盐酸剧烈反应；防止反应放出大量的热， 盐酸大量挥发；防止生成大量气体，使液体溢出(答对任一点即可)；
根据题给信息，金属活泼性Mn>Fe，则锰可以置换出溶液总的二价铁离子，另外溶液中溶解的氧气可以将二价铁氧化为三价铁，则溶液中Fe2＋的浓度减少的原因是：一部分Fe2＋被Mn置换出来，一部分Fe2＋被O2氧化为Fe3＋后再转化为Fe(OH)3沉淀出来；
（2）“除铁”时，先加入H2O2将二价铁氧化为三价铁，再加入MnCO3固体时有CO2生成，相关的反应有：3MnCO3+2Fe3＋+3H2O=3Mn2＋+2Fe(OH)3+3CO2↑；
（3）①根据锰元素守恒可知，，则，故要获得MnCl2·H2O，需要控制温度为：130～180 ℃之间；
②生成杂质是由于氯化锰的水解导致的，可以通过防止水解的发生而减少杂质的产生，故为减少副反应的发生，可采取的实验操作是：将晶体置于HCl氛围中加热或将晶体置于真空状态下加热并及时抽出水汽；
（4）根据题给信息可知，还需要加入CH3COCl，并且(CH3COO)2Mn·4H2O~4CH3COCl，则需要CH3COCl的物质的量为0.4mol，体积为28mL，根据题中信息，经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2，故答案为：28 mL的CH3COCl；将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于装有蒸馏装置中；加热回流至沉淀不再增加，过滤，用苯洗涤2～3次。
18．(1)
(2)在的催化作用下分解损耗
(3)符合要求
(4)通冷凝水，加热
(5)可循环使用；作催化剂时不产生

【分析】废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液碱洗，去掉滤液，滤渣用盐酸酸溶后加入双氧水氧化得到的溶液经一系列处理得到；向三口瓶中加入一定量无水乙醇和，在恒压滴液漏斗中加入无水乙醇和冰乙酸。滴加混合液体，80~90℃条件下反应45分钟，改用蒸馏装置蒸馏至不再有馏出液为止。粗品经碱洗、水洗、干燥后得产品乙酸乙酯；
【详解】（1）“碱洗”时加入溶液除，反应生成和氢气，反应的离子方程式为；
（2）“氧化”时加入的需稍过量，除了使充分反应外，还可能的原因是在的催化作用下分解损耗；
（3）与Bi3+反应的EDTA的物质的量：n(EDTA)1=n(Bi3+)=0.05mol/L0.012L=0.0006mol；与Fe3+反应的EDTA的物质的量：n(EDTA)2=n(Fe3+)= n(EDTA)总- n(EDTA)1=0.03mol/L0.1L-0.0006mol=0.0024mol；原100mL溶液中Fe3+的物质的量：n(Fe3+)=n(EDTA)2=0.0024mol/L5=0.012mol，FeCl3·6H2O的纯度：，所以样品纯度符合要求；
（4）补充完整蒸馏操作为：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，通冷凝水，加热，收集馏分；
（5）用替代浓硫酸作该反应催化剂的优点是可循环使用；作催化剂时不产生。