第3讲 离子反应-2022年高考化学一轮复习名师精讲练
展开第3讲 离子反应
【知识梳理】
一、有关电解质的概念
1.电解质和非电解质:凡是在水溶液里或熔化状态下能导电的化合物叫做电解质。凡是在水溶液里或熔化状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。
(1)电解质和非电解质的研究对象都是化合物,单质既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质不一定能导电,如食盐晶体、氯化氢气体等不导电。
(3)导电物质不一定是电解质,如CO2、SO2、NH3溶于水能导电,但本身并没有电离出离子,而是它们与水反应生成的化合物电离出的离子,所以它们不是电解质。
(4)非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质,如难溶物质在水中虽不导电,但在熔融状态下可能电离,因此也是电解质。
(5)离子型氧化物(如Na2O、CaO等)虽然溶于水后并非自身电离,但熔融时却可电离,且完全电离,因此也是电解质。
温馨提示:溶液导电能力强弱与单位体积溶液中离子的多少和离子所带电荷数有关。在溶液的体积、浓度以及溶液中阴(或阳)离子所带的电荷数都相同的情况下,导电能力强的溶液里能够自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里能够自由移动的离子数目多。
2.强电解质和弱电解质:在水溶液里全部电离为离子的电解质叫做强电解质。包括强酸、强碱、大部分盐类。在水溶液里部分电离为离子的电解质叫做弱电解质。包括弱酸、弱碱等。
(1)强电解质和弱电解质主要区别是在溶液里能不能完全电离,是否存在电离平衡,而不是溶液的导电能力的强弱。
(2)有些化合物(如BaSO4、AgCl)虽溶解度小,但属强电解质,因溶解的部分能完全电离。
(3)电解质溶液的导电性取决于自由移动离子浓度的大小、温度和离子的电荷数,强电解质溶液导电性不一定强。如较浓醋酸的导电能力可比极稀HCl溶液强。CaCO3虽为强电解质,但溶于水所得溶液极稀,导电能力极差。
(4)强酸是强电解质,中强酸和弱酸属于弱电解质,其电离方程式写可逆符号,在离子方程式中写分子式。
温馨提示:氯化钠是阴阳离子构成的离子化合物,但由于静电的作用这些离子不能自由移动,因而干燥的氯化钠不能导电。当氯化钠溶于水时,水分子的作用减弱了钠离子和氯离子之间的作用,使氯化钠全部电离成自由移动的水合钠离子和水合氯离子。因而氯化钠溶液能够导电,像HCl这样的共价化合物在液态时虽不导电,但溶于水后,在水分子的作用下,也能全部电离成水合氢离子和水合氯离子。
例题1、下列叙述中正确的是 ( )
①NaCl溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子
②溶于水后电离出氢离子的化合物都是酸
③强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强
④二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质
⑤BaSO4投入水中,导电性较弱,故它是弱电解质
⑥弱电解质溶液中存在两种共价化合物分子
⑦氯水能导电,所以Cl2是电解质
⑧通电时,溶液中的溶质粒子分别向两极移动,胶体中的分散质粒子向某一极移动
⑨乙醇和乙酸都能溶于水,都是电解质
二、离子反应和离子方程式
1.离子反应
(1)定义:在溶液中(或熔化状态下)有离子参加或生成的反应。
(2)实质:使溶液中某些离子的浓度改变。
(3)发生的条件:离子反应总是向某些离子浓度减小的方向进行。
(4)类型:离子间发生氧化还原反应;离子间发生复分解反应;离子间发生双水解反应;离子间发生络合反应。
温馨提示:离子浓度减小的方法:①有难溶物质产生;②有挥发性物质(气体)产生;③有难电离的物质产生;④发生氧化还原反应。凡具备上述条件之一的均可发生离子反应。
2.离子方程式
(1)定义:用实际参与反应的离子符号来表示离子反应的式子叫做离子方程式。
(2)表示的意义:离子方程式表示同一类型的所有的离子反应,如Ca2+ + CO32-== CaCO3↓表示可溶性的钙盐和可溶性的碳酸盐在溶液中进行的反应。
(3)书写方法:
①写:根据实验事实写出反应的化学方程式。CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2
②拆:写出反应物和生成物在溶液中的主要存在形态。Cu2++SO42-+Ba2++2Cl-=BaSO4↓+Cu2++2Cl-
③删:将不参加反应的离子(两边相同的离子)从方程式两端删去。Ba2+ + SO42-= BaSO4↓
④查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等。
(4)书写原则:
①客观事实原则:如2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑中错在H+不能把Fe氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。应为:Fe + 2H+== Fe2+ + H2↑。
②质量守恒原则:如Na+H2O== Na++OH– +H2↑,错在反应前后H原子的数目不等。应为:2Na+2H2O== 2Na++2OH– +H2↑。
③电荷守恒原则:如Fe3++Cu== Fe2++Cu2+,错在左右两边电荷不守恒。应为:2Fe3+ + Cu== 2Fe2++Cu2+。
④定组成原则:如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应:H++SO42–+Ba2++OH–== BaSO4↓+H2O,错在SO42–和H+、Ba2+和OH–未遵循1:2这一定组成。应为:2H++SO42–+Ba2++2OH–==BaSO4↓+2H2O。
(5)正误判断
例题2、下列反应的离子方程式正确的是( )
①往硝酸银溶液中滴加少量氨水:Ag++2NH3===[Ag(NH3)2]+
②以石墨作电极电解氯化铝溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
③石灰石溶于醋酸:CaCO3+2CH3COOH===2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O
④氯气与水反应:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
⑤Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液:2Fe3++2I-===2Fe2++I2
⑥浓烧碱溶液中加入铝片:Al+2OH-===AlO+H2↑
⑦等物质的量的Ba(OH)2与NH4HSO4在稀溶液中反应:Ba2++2OH-+H++NH+SO===BaSO4↓+NH3·H2O+H2O
⑧Na2S溶液呈碱性:S2-+2H2OH2S+2OH-
⑨过量的SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH-===SO+H2O
⑩NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液:2MnO+5NO+6H+===2Mn2++5NO+3H2O
【指点迷津】离子方程式的正误判断的方法
①离子反应要符合客观事实,不可臆造产物及反应。一般离子反应多发生在溶液中,不是溶液中进行的反应,固体与固体间的反应、浓H2SO4与固体的反应不能用离子方程式表示。
②易溶于水且易电离的物质写成离子形式,单质、氧化物、弱酸、弱碱、水、不溶物、气体等写分子形式;多元弱酸的酸式盐写成酸式根形式;可溶性或微溶性的强电解质写离子形式。
③氨水作为反应物写NH3·H2O;作为生成物,若是常温,写成NH3·H2O,不能写成NH3,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标↑号)。
④离子方程式要做到原子个数配平、电荷配平,若是氧化还原反应型的离子反应还应电子得失守恒。
三、离子共存
所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应。若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
1.由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
(1)有气体产生。如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42-、CO32-等大量共存;SiO32-、AlO2- 、S2O32-等不能与H+大量共存。
(3)有弱电解质生成。如OH-、ClO-、F-、CH3COO-、HCOO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-等与H+不能大量共存;一些酸式弱酸根及NH4+不能与OH-大量共存。
(4)一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。如:AlO2-、S2-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3- 、ClO-、F-、CH3COO-、HCOO-、PO43- 、SiO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中大量存在;Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、NH4+等必须在酸性条件下才能在溶液中大量存在。
2.由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。
(1)一般情况下,具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如I-、、S2-、HS-和Fe3+不能大量共存。
(2)在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如NO3-和I-在中性或碱性溶液中可以共存,但在有大量H+存在情况下不能共存;SO32- 、S2O32-和S2-在碱性条件下可以共存,但在酸性条件下不能共存。ClO-与S2-不论是在酸性条件下还是在碱性条件下都不能大量共存。
3.由于形成络合离子,离子不能大量共存。如Fe3+和SCN-、C6H5O-由于络合反应的发生而不能大量共存。
4.离子间能发生“双水解”反应不能存在在同一溶液中。如Al3+和HCO3-、CO32、S2-、HS-、AlO2-;Fe3+和AlO2-、HCO3-、CO32-;NH4+和AlO2-等不能大量共存。特别注意:NH4+和CO32-、NH4+和HCO3-、NH4+和CH3COO-在同一溶液中能大量共存。
例题3、下列各组离子,能够在溶液中大量共存的是( )
①Na+、Al3+、NO3-、AlO2- ②Na+、Ca2+、HCO3-、HSO4-
③Cu2+、K+、NO3-、OH- ④S2O32-、Na+、H+、SO42-
⑤Fe3+、Cl-、SCN-、K+ ⑥Fe3+、NH4+、Cl-、NO3-
⑦Fe2+、Cl-、NO3-、H+ ⑧Na+、Al3+、SO42-、HCO3-
⑨K+、H+、NH4+、OH- ⑩H+、K+、CO32-、SO42-
【指点迷津】
(1)常考离子的性质
颜色
MnO(紫)、Cu2+(蓝)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(黄)
氧化性
ClO-、MnO、NO(H+)、Fe3+、Cr2O
还原性
S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Br-、Cl-、Fe2+
水解显酸性
NH、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+
水解显碱性
AlO、S2-、SO、CO、SiO、ClO-、CH3COO-
两性离子
HCO、HS-、HSO、HPO、H2PO
(2)题干中的常见“陷阱”
条件类型
高考中的常见表述
误点点悟
常见的限制条件
“无色”
有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”
溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,不包括其他类型反应的离子
常见的易错点
“透明”
“透明”也可“有色”
“不大量共存”
易看成大量“共存”
常见的隐含条件
“与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“由水电离出的c(H+)=1×
10-12 mol·L-1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
NO
在酸性条件下具有强氧化性
常见题干要求
“一定大量共存”
“可能大量共存”
“不能大量共存”
审清关键字
四、离子的检验
1、常见阳离子的检验
(1)常规检验法
①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH
实验现象
Cu2+
产生蓝色沉淀
Fe3+
产生红褐色沉淀
Fe2+
先产生白色沉淀,迅速变灰绿色,最后变红褐色沉淀
Al3+
先生成白色胶状沉淀,继续加入NaOH溶液,白色胶状沉淀又逐渐溶解
NH
共热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气体
②焰色反应:用焰色反应可检验出溶液中的K+(透过蓝色钴玻璃焰色为浅紫色)和Na+(透过蓝色钴玻璃焰色为黄色)。
(2)特殊检验法
检验试剂
实验现象
Fe3+
KSCN溶液或碘化钾淀粉溶液
溶液变红色或溶液变蓝色
Fe2+
酸性高锰酸钾溶液或KSCN溶液和少量新制氯水(稀硝酸)
溶液紫色褪去或溶液先无变化,后变红色
2、常见阴离子的检验
(1)OH-:滴入石蕊试液或酚酞试液,溶液变蓝色或红色
(2)利用盐酸和其他试剂检验:
检验方法
SO42-
先加入稀盐酸,无现象,再加入BaCl2溶液,生成白色沉淀
SO32-
加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,产生使品红褪色的无色、有刺激性气味的气体
CO32-
①加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,产生无色无味的气体
②加入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体
(3)利用HNO3酸化的AgNO3溶液检验:
实验现象
Cl—
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
Br—
生成不溶于稀硝酸的浅黄色色沉淀
I—
生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
(4)I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色或滴入氯水和CCl4,溶液分层,CCl4层显显紫色。
例题4、某含有Na+的澄清溶液中,可能还存在NH、Fe2+、I-、Br-、CO、SO六种离子中的几种。将该溶液进行如下实验:①滴加足量的新制氯水,有气泡生成,溶液变黄色;②向“①”中所得溶液中加入BaCl2 溶液,无沉淀生成;③向“①”中所得溶液中加入淀粉溶液,不显蓝色。依据上述实验事实推断该溶液( )
A.一定存在Fe2+、Br-、CO B.一定呈碱性
C.一定不存在I-、SO D.不可能存在NH
【指点迷津】
问题提出
问题解答
向某溶液中,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,能否判断溶液中存在SO
不能,若溶液中存在Ag+,也有相同的现象发生
向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,能否判断溶液中一定存在CO
不能,若溶液中存在SO、HCO,也有相同的现象
向某溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,能否判断溶液中一定存在CO
不能,若溶液中存在HCO、SO、HSO,也有相同的现象
向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,能否确定溶液中一定存在SO
不能,若溶液中存在SO和Ag+,也有相同现象
向某溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润无色酚酞试纸放在试管口,试纸不变红,则溶液中一定不存在NH,
判断错误,检验NH时,应加入浓NaOH溶液,并加热,且用湿润的红色石蕊试纸
向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红色,则溶液中一定存在Fe2+
判断错误,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断
做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,则溶液中一定存在钠元素,不存在钾元素
判断错误,钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃片才能观察到
【课时练习】
1.下列说法正确的是
A.离子反应中反应物和生成物都是离子
B.有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应
C.金属氧化物不一定是碱性氧化物,酸酐不一定是酸性氧化物
D.金属单质只能做还原剂,非金属单质只能做氧化剂
2.下列反应既属于氧化还原反应又属于离子反应的是( )
A.盐酸与氢氧化钠溶液的反应 B.高锰酸钾受热分解
C.碳酸钙与盐酸反应 D.铁与稀硫酸反应
3.下列叙述中正确的是( )
A.在离子方程式中盐都要以离子形式表示
B.离子反应也可能属于氧化还原反应
C.酸碱中和反应的实质是H+与OH-结合生成水,故酸碱中和反应都可以用H++OH-=H2O表示
D.复分解反应必须同时具备离子反应发生的三个条件才能进行
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.的溶液中:、、、
B.由水电离的的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
5.某2L溶液中可能含有H+、、Mg2+、Al3+、Fe3+、、、中的几种。①若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体②若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是
A.溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+
B.溶液中c()=0.2mol L-1
C.溶液中一定不含可能含和
D.三种离子的物质的量之比n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶2∶1
6.向含有Fe2+、Br-、I-各0.1 mol 的溶液中通入Cl2。通入Cl2的体积(标准状况)与溶液中某种离子(用Q表示)的物质的量的关系如图所示,下列说法中正确的是
A.Q是I-
B.a点时溶液中的阳离子有Fe2+和Fe3+(不考虑H+)
C.b点时溶液中的阴离子只有Cl-(不考虑OH-)
D.ab区间发生的反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
7.下列各组离子一定能大量共存的是( )
①“84”消毒液的水溶液中:Fe2+、Cl-、Ca2+、Na+
②加入KSCN显红色的溶液:K+、NH、Cl-、S2-
③能够与金属Cu常温下反应放出气体的溶液:Fe3+、Al3+、SO、K+
④pH=2的溶液中:NH、Na+、Cl-、Cu2+
⑤由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol•L-1的溶液中Mg2+、Ba2+、Cl-、Br-
A.②③ B.①③ C.①⑤ D.③④
8.探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:H2C2O4是弱电解质)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是( )
A.H2C2O4有酸性:Ca(OH)2+ H2C2O4=CaC2O4↓+2H2O
B.酸性H2C2O4> H2CO3:NaHCO3+ H2C2O4=NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4具有还原性:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+ 8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应:HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
9.下表中离子方程式及其评价均合理的是( )
选项
化学反应及离子方程式
评价
A
氧化亚铁溶于稀硝酸FeO+2H+=Fe2++H2O
碱性氧化物与酸反应生成盐和水,正确
B
向亚硫酸铵溶液中加少量氢氧化钡溶液Ba2++SO=BaSO3↓
复分解反应,有沉淀生成,正确
C
含nmolFeBr2的溶液中通入nmolCl2完全反应:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
氧化还原反应离子方程式满足元素守恒、电子守恒、电荷守恒,正确
D
氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
复分解反应,无气体生成,无沉淀生成,不正确
10.下列离子方程式正确的是
A.铝与盐酸反应:Al+6H+=Al3++3H2↑
B.少量CO2通入澄清石灰水中:CO2+2OH-=CO32-+H2O
C.向饱和碳酸钠溶液中充入过量二氧化碳:2Na++CO32﹣+ CO2+H2O=2NaHCO3↓
D.氧化铜与稀硫酸反应:H++CuO=Cu2++H2O
11.某固体粉末X中可能含有K2SO4、(NH4)2CO3、K2SO3、NaNO3、Cu2O、FeO、Fe2O3中的若干种。某同学为确定该固体粉末的成分,取X进行如下实验,实验过程及现象如图所示。
已知:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。该同学得出的结论正确的是
A.根据现象1可推出该固体粉末中一定含有NaNO3
B.根据现象2可推出该固体粉末中一定含有K2SO4
C.根据现象3可推出该固体粉末中一定含有K2SO3
D.根据现象4可推出该固体粉末中一定没有Fe2O3
12.某溶液可能含有Cl-、SO、CO、NH、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02mol气体,同时观察到红褐色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到1.6g固体:向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )
A.CO、Al3+一定不存在,K+可能存在
B.Cl-一定存在,且c(Cl-)=0.4mol/L
C.SO、NH一定存在,CO32-可能存在
D.原溶液中至少存在上述离子中的4种
13.利用分类和氧化还原反应的知识能实现物质的转化。
(1)请从下列试剂中选择合适的完成指定转化(试剂可以重复选择)。
试剂:浓硫酸、I2、NaOH、NaCl、HCl
①HBr→Br2的化学方程式:___;
②V2O5(酸性氧化物)→VO的离子方程式:___。
(2)利用含碘酸性废水(其中碘主要以IO形式存在)为原料生产CuI,其流程如图:
①写出“反应Ⅰ”的离子方程式为___;
②写出“反应Ⅱ”的离子方程式:___。
14.为除去粗盐中含有的可溶性杂质硫酸盐、氯化钙和氯化镁,某同学利用给定试剂NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液和盐酸,设计了如下实验流程:
请回答:
(1)操作a和操作b的名称依次是______。
(2)试剂①是______。
(3)加入NaOH后,发生反应的离子方程式是___________。
(4)加入试剂②后,发生反应的离子方程式是___________。
(5)加入盐酸的作用是______。
15.硅、锗(32Ge,熔点 937℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料,在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。
(1)硅在元素周期表中的位置是________。
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物 RCl4(R代表Si和Ge),从原子结构角度解释原因 _______。
(3)自然界矿石中锗浓度非常低,因此从锗加工废料(含游离态锗)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取锗的流程:
①NaClO 溶液浸取含锗废料中的锗时发生反应的离子方程式为_____;为了加NaClO 溶液浸取含锗废料的速率,可以采取的措施有_____。
②操作 1 和操作 2 是____。
③ GeO2 的熔点为 1086℃,利用氢气还原GeO2,每生成 146kg 的锗放出 akJ 的热量,该反应的热化学方程式为_______。
16.2020年初,突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐,依据研究,含氯消毒剂可以有效灭活新冠病毒,为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯(C1O2)就是其中一种高效消毒灭菌剂。但其稳定性较差,可转化为NaC1O2保存。分别利用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2。其工艺流程示意图如图所示:
已知:1.纯C1O2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
2.长期放置或高于60℃时NaC1O2易分解生成NaC1O3和NaCl
(1)步骤1中,生成C1O2的离子方程式是___,通人空气的作用是___。
(2)方法1中,反应的离子方程式是___,利用方法1制NaC1O2时,温度不能超过20℃,可能的原因是___。
(3)方法2中,NaC1O2在___生成(选填“阴极”或“阳极”)。
(4)NaC1O2的溶解度曲线如图所示,步骤3中从NaC1O2溶溶液中获得NaC1O2的操作是___。
(5)为测定制得的晶体中NaC1O2的含量,做如下操作:
①称取a克样品于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解后加过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应。将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用bmol•L-1Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为cmL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。样品中NaC1O2的质量分数为___。(用含a、b、c的代数式表小)。在滴定操作正确无误的情况下,测得结果偏高,可能的原因是___(用离子方程式和文字表示)。
(6)NaC1O2使用时,加入稀盐酸即可迅速得到C1O2。但若加入盐酸浓度过大,则气体产物中Cl2的含量会增大,原因是___。
参考答案
例题1、⑥
【解析】物质的电离不需要电流,①错误;某些酸式盐,如NaHSO4溶于水后也会电离出H+,②错误;电解质溶液导电性的强弱与溶液中离子浓度的大小及所带电荷数有关,与电解质强弱没有必然联系,③错误;CO2溶于水,反应生成H2CO3,H2CO3电离出离子,而非CO2自身的电离,故H2CO3为电解质,CO2为非电解质,④错误;尽管BaSO4难溶于水,但溶解的部分全部电离,故其为强电解质,⑤错误;弱电解质溶液中,有未电离的弱电解质和水这两种共价化合物分子,⑥正确;氯气是单质,既不是电解质,也不是非电解质,⑦错误;溶液中的溶质若是不能电离的非电解质,则溶液中的溶质粒子不会移动,⑧错误;乙醇属于非电解质,⑨错误。
例题2、③⑦⑩
【解析】正确;④HClO是弱酸,应写化学式HClO;⑤HI提供H+使溶液呈酸性,NO与H+结合具有强氧化性,所以待NO反应完后,Fe3+再氧化I-,此方程式漏写部分离子反应;⑥此离子方程式没有配平,得失电子不守恒;⑦等物质的量的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液中,1molBa2+正好消耗1 mol SO,2 mol OH-正好与1 mol H+及1 mol NH反应,所以此方程式正确;⑧S2-的水解是分步水解,以第一步水解为主;⑨过量的SO2应生成HSO;⑩符合客观事实、质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒,⑩正确。
例题3、⑥
【解析】解本题的关键在于熟悉离子反应、盐类水解、氧化还原反应的规律以及某些特殊离子的存在条件是否由于其它离子的存在而遭破坏。下列各组离子,因为发生下列反应不能大量共存:①Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓②HCO3-+HSO4-=H2O+CO2↑+SO42-③Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓④S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O⑤Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3⑦3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O⑧Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑⑨NH4++OH-=NH3·H2O或NH4++OH-=NH3↑+H2O⑩2H++CO32-=CO2↑+H2O。
例题4、C【解析】据题意,由实验①反应后溶液呈黄色可以推知该溶液中可能含有Fe2+或Br-,由于有气泡生成,可推知溶液中一定含有CO;由于Fe2+与CO不能共存,可推知溶液中一定不存在Fe2+,则含Br-,故A选项错误。由实验②反应现象推知原溶液中一定不含SO;由实验③的现象推知原溶液中一定不含I-;综合上述实验现象无法推知溶液的酸碱性,故B选项错误。整个实验过程没法判断溶液中是否含有NH。
1.C【解析】A.有离子参加的反应是离子反应,离子反应中反应物和生成物不一定都是离子,如Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故A错误;
B.有化合价变化的反应是氧化还原反应,有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O2=2O3,故B错误;
C.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2;酸酐不一定是酸性氧化物,醋酸酐不是酸性氧化物,故C正确;
D.非金属单质既能做氧化剂又能做还原剂,如氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠、水,氯气既是氧化剂又是还原剂,故D错误;
答案选C。
2.D【解析】A.氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应,属于在溶液中发生的离子反应,反应的离子方程式为OH-+H+=H2O,反应前后各元素的化合价都没有发生变化,不属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.高锰酸钾受热分解不是离子反应,反应前后Mn的化合价降低,O的化合价升高,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.碳酸钙与盐酸反应,属于在溶液中发生的离子反应,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,反应前后各元素的化合价都没有发生变化,不属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.铁与稀硫酸反应属于在溶液中发生的离子反应,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,反应前后Fe的化合价升高,H的化合价降低,属于氧化还原反应,D符合题意;
答案选D。
3.B【解析】A.难溶性电解质一般在离子反应中写成化学式,如碳酸钙、氯化银等,可溶性电解质以离子形式表示,如NaCl、NaOH等,故A错误;
B.离子反应中可能发生电子的转移,即也可能是氧化还原反应,但不是所有的离子反应都是氧化还原反应,故B正确;
C.强酸与强碱反应生成可溶性盐与水,可以用H++OH-═H2O表示,弱酸、弱碱及不溶性盐在离子反应中应写成化学式,如醋酸与氨水的反应不能用H++OH-=H2O表示,故C错误;
D.复分解反应的发生需具备离子反应的条件之一即可,如盐酸与NaOH反应,故D错误;
故答案为B。
4.C【解析】A.酸性条件下NO3-具有强氧化性,Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,无论呈酸性还是碱性,HCO3-都不能大量共存,故B错误;
C. 的溶液呈酸性,酸性条件下离子之间不发生任何反应,可大量共存,所以C选项是正确的;
D. Fe3+和SCN-发生化学反应,不能大量共存,故D错误。
答案选C。
5.D【解析】由图象可知,第一阶段为氢离子与氢氧化钠反应,消耗氢氧化钠为0.1mol,则n(H+)=0.1mol;第三阶段为铵根离子与氢氧化钠反应,消耗氢氧化钠为0.7mol−0.5mol=0.2mol,则n()=0.2mol;最后阶段为氢氧化钠溶解氢氧化铝,消耗氢氧化钠0.8mol−0.7mol=0.1mol,则n[Al(OH)3]=0.1mol,根据铝元素守恒可知n(Al3+)=0.1mol;第二阶段为氢氧化钠沉淀镁离子、铝离子,共消耗氢氧化钠为0.5mol−0.1mol=0.4mol,则n(Mg2+)==0.05mol,
A.由上述分析可知,溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+、,故A错误;
B. 由上述分析可知,溶液中n()=0.2mol,c()=0.1mol L-1,故B错误;
C.由上述分析可知,溶液中一定不含、,一定含有,故C错误;
D.由上述分析可知,溶液中n(H+):n(Al3+):n(Mg2+)=0.1mol:0.1mol:0.05mol=2:2:1,故D正确;
故选:D。
6.D【解析】A.若Q是I-,2I-+Cl2=I2+2Cl-,0.1molI-完全反应消耗0.05mol氯气,标准状况下为1.12L,此时碘离子为0,而图象中通入氯气为1.12L时,碘离子仍为0.1mol,与实际不符合,故A错误;
B.离子还原性I->Fe2+>Br-,故首先发生反应:2I-+Cl2=I2+2Cl-,0.1molI-完全反应消耗0.05mol氯气,体积为1.12L,由此可知a点时亚铁离子还没有发生反应,溶液中不存在Fe3+,故B错误;
C.0.1molI-完全反应消耗0.05mol氯气,开始反应时氯气的体积为1.12L,0.1molFe2+完全反应消耗0.05mol氯气,此时氯气的体积为2.24L,即b点时Br-还没有反应,则b点时溶液中有Cl-,Fe3+、Br-,故C错误;
D.离子还原性I->Fe2+>Br-,故首先发生反应:2I-+Cl2=I2+2Cl-,然后发生反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,0.1molI-完全反应消耗0.05mol氯气,开始反应时氯气的体积为1.12L,0.1molFe2+完全反应消耗0.05mol氯气,此时氯气的体积为2.24L,所以ab区间的反应:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,故D正确;
故选:D。
7.D【解析】①“84”消毒液的水溶液中含有具有强氧化性的ClO-会氧化Fe2+,故①不合题意;
②加入KSCN显红色的溶液中存在Fe3+将氧化S2-,故②不合题意;
③能够与金属Cu常温下反应放出气体的溶液中含有H+和与Fe3+、Al3+、SO、K+均能大量共存,故③符合题意;
④pH=2的溶液中NH、Na+、Cl-、Cu2+均能大量共存,故④符合题意,
⑤由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol•L-1的溶液可能是强碱性溶液,也可以是强酸性溶液,当时强碱性溶液是Mg2+不能大量存在,故⑤不符合题意;故只有③④符合题意;
故答案为:D
8.C【解析】A.H2C2O4为二元弱酸,能与氢氧化钙溶液发生中和反应,生成白色沉淀草酸钙和水,因此氢氧化钙溶液碱性逐渐减弱,溶液红色褪去,A正确;
B.产生气泡证明有CO2 产生,因此可证明酸性H2C2O4>H2CO3,反应方程式为:H2C2O4+2NaHCO3=Na2C2O4+2CO2↑+2H2O,B正确;
C.草酸为弱电解质,故在其参与的离子方程式中要写其化学式,不能用草酸根表示,正确的离子方程式为2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+ 8H2O,C错误;
D.草酸(又称乙二酸),结构中含有两个羧基,因此其能发生酯化反应,生成乙二酸二乙醇酯,反应方程式正确,D正确;
故选C。
9.C【解析】A.Fe2+具有还原性,HNO3具有氧化性,会发生氧化还原反应,离子方程式应为3FeO+NO3-+10H+=3Fe3++NO↑+5H2O,A错误;
B.除了Ba2+和SO32-反应生成沉淀,NH4+和OH-反应生成NH3·H2O,离子方程式应为Ba2++2OH-+SO32-+2NH4+=BaSO3↓+2NH3·H2O,B错误;
C.FeBr2溶液中,还原性Fe2+>Br-,因此通入Cl2,氯气先氧化Fe2+,再氧化Br-,氧化nmolFe2+,消耗molCl2,剩余的molCl2能氧化nmolBr-,离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-,C正确;
D.FeCl3溶液中加入KSCN溶液,能够发生反应,虽然没有气体、沉淀生成,但是生成的Fe(SCN)3是络合物,难电离,可以发生,评价错误,D错误;
答案选C。
10.C【解析】A、该离子方程式电荷不守恒,铝与盐酸反应的正确离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑,故A错误;B、少量的CO2通入澄清石灰水中反应的产物为CaCO3沉淀,所以CaCO3不能写成离子形式,正确的离子方程式为CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O,故B错误;C、碳酸钠是饱和溶液,已知碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,反应过程中又消耗一部分水,而生成的碳酸氢钠的质量(168g)又大于碳酸钠的质量(106g),所以一定有碳酸氢钠晶体析出,一定要写沉淀符号,故C正确;D、该离子方程式不遵循电荷守恒和质量守恒,正确的离子方程式为2H++CuO=Cu2++H2O,所以D错误。本题正确选项为C。
点睛:石灰水或Ca(OH)2 都很熟悉,但是它的溶解性(微溶)、是作为生成物质还是反应物、其物质的量的多少以及在试题中的表述(如澄清、浊液、石灰乳等)都会影响到Ca(OH)2在离子方程式中的书写形式,不注意就会导致错误;碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性的大小是决定C选项是否写沉淀符号的关键。
11.C【解析】向某固体粉末X中加入足量的NaOH溶液,产生气体B,证明一定含有(NH4)2CO3;得到溶液A,溶液A的焰色反应为黄色火焰,则溶液A中一定含有钠元素;向溶液A中加入足量的稀盐酸,得到溶液D和混合气体,则该混合气体为二氧化碳和二氧化硫,固体X中含有K2SO3,而向溶液D中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,则该沉淀为硫酸钡沉淀;固体X溶于NaOH溶液产生沉淀C,则C可能为Cu2O、FeO、Fe2O3;
A.根据现象1可推出溶液A中一定含有钠元素,固体X中加入了氢氧化钠,引入了钠离子,所以不能判断固体X中是否含有NaNO3,故A错误;
B.根据现象2可推出,溶液D中加入BaCl2溶液产生白色沉淀为硫酸钡,可能是硝酸把SO32-氧化为SO42-生成了硫酸钡,不能判断固体X中是否含有K2SO4,故B错误;
C.向溶液A中加入足量的稀盐酸,得到溶液D和混合气体,则该混合气体为二氧化碳和二氧化硫,固体X中含有K2SO3,故C正确;
D.固体X溶于NaOH溶液产生沉淀C,则C可能为Cu2O、FeO、Fe2O3的混合物,Cu2O可以把Fe3+还原为Fe2+,溶液E加入KSCN不变红,所以不能推出该固体粉末X中一定没有Fe2O3,故D错误;
选C。
12.D【解析】加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02mol气体,说明原溶液含有NH,且n(NH)=0.02mol,同时观察到红褐色沉淀,说明原溶液含有Fe3+,过滤,洗涤,灼烧,得到1.6g固体为Fe2O3,且可知,同时说明不含CO,向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀为BaSO4,且n=0.02mol,又溶液中必须电荷守恒,即n(NH)+3n(Fe3+)=2n(SO),带入数据发现,溶液中至少还有0.04mol的Cl-,故c(Cl-) 0.4mol/L。
A.由于Al3+在过量的氢氧化钠中生成沉淀全部溶解,故不一定存在Al3+,故A错误;
B.Cl-一定存在,且c(Cl-)0.4mol/L,故B错误;
C.有溶液中含有Fe3+,故不可能有CO32-存在,故C错误;
D.原溶液中至少存在NH、Fe3+、SO、Cl-,还可能含有K+,故D正确;
故答案为:D。
13.(1)①2HBr+H2SO4(浓)=SO2↑+Br2+2H2O②V2O5+6OH-=2VO+3H2O(2)IO+3SO2+3H2O=3SO+I-+6H+;4I-+2Cu2+=2CuI↓+I2
【解析】(1)①HBr→Br2过程中需要加入氧化剂浓硫酸反应把HBr氧化为Br2,其化学方程式为2HBr+H2SO4(浓)=SO2↑+Br2+2H2O,故答案为:2HBr+H2SO4(浓)=SO2↑+Br2+2H2O;
②V2O5为酸性氧化物,在碱性溶液中反应生成VO,其离子方程式为V2O5+6OH-=2VO+3H2O,故答案为:V2O5+6OH-=2VO+3H2O;
(2)含碘酸性废水中碘主要以IO,加入过量的SO2,会发生离子反应IO+3SO2+3H2O=3SO+I-+6H+,反应后的含I-溶液中加入CuSO4溶液,I-和Cu2+发生离子反应4I-+2Cu2+=2CuI↓+I2,故答案为:IO+3SO2+3H2O=3SO+I-+6H+;4I-+2Cu2+=2CuI↓+I2。
14.(1)过滤、蒸发(2)BaCl2溶液(3)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓(4)Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++ CO32-=BaCO3↓(5)除去过量的CO32-和OH-
【解析】由实验流程可知,粗盐溶解后加试剂①为BaCl2,操作a为过滤,得到沉淀A为BaSO4,溶液A含氯化钙、氯化镁、氯化钡,再与NaOH反应时,镁离子转化为沉淀,过滤得到沉淀B为Mg(OH)2,溶液B含氯化钙、氯化钡、NaOH,试剂②为碳酸钠,可除去钙离子、钡离子,过滤分离出沉淀C为BaCO3、CaCO3,溶液C含NaCl、NaOH、碳酸钠,再加盐酸反应后,蒸发结晶得到固体产品。
(1) 根据上述分析知操作a为过滤,操作b为蒸发,故答案为:过滤、蒸发;
(2) 根据上述分析知,粗盐提纯过程中首先除去硫酸根,所以试剂①是BaCl2溶液,故答案为:BaCl2溶液;
(3) 加入NaOH后,主要是将镁离子沉淀,发生反应的离子方程式是Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,故答案为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
(4) 加入试剂②碳酸钠后,主要生成碳酸钙和碳酸钡沉淀,发生反应的离子方程式是Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++ CO32-=BaCO3↓,故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓、Ba2++ CO32-=BaCO3↓;
(5) 加入盐酸的作用是除去过量的CO32-和OH-,故答案为:除去过量的CO32-和OH-。
15.(1)第三周期 IV A 族(2)最外层均为 4 个电子,均与氯形成 4 个共用电子对达到稳定结构(3)①Ge + 2ClO- + 2OH-GeO32-+ 2Cl- + H2O;升高温度或增大次氯酸钠溶液的浓度或粉碎含锗废料或搅拌②过滤③GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O(g) △H= -(a/2000)kJ/mol
【解析】根据硅的原子结构示意图判断其在周期表的位置;根据Si和Ge同主族元素,结构相似解释;根据题中图示信息写出离子方程式和操作1和2的操作;根据影响反应速率的因素,为了加快反应速率应采取的措施;根据题中信息计算反应热并写出热化学方程式。
(1)硅的原子序数为14,原子核外有14个电子,其原子结构示意图为,有三个电子层,最外层4个电子,则Si位于元素周期表第三周期第ⅣA族;答案为第三周期第ⅣA族。
(2)硅、锗都是ⅣA族元素,原子最外层都有4个电子,均能与4个氯原子以共价键形式形成4对共用电子对,达到8电子的稳定结构;答案为原子最外层都有4个电子,均能与4个氯原子以共价键形式形成4对共用电子对,达到8电子的稳定结构。
(3)①由流程图可知,次氯酸钠溶液与锗发生氧化还原反应生成锗酸钠、氯化钠和水,反应的离子方程式为2ClO-+Ge+2OH-2Cl-+GeO32-+H2O;为了加快次氯酸钠溶液浸取含锗废料的速率,根据升高温度,增大浓度,增大表面积,搅拌等可以加快反应速率,因而采取升高温度或增大次氯酸钠溶液的浓度或粉碎含锗废料或搅拌等措施加快浸取速率;答案为升高温度或增大次氯酸钠溶液的浓度或粉碎含锗废料或搅拌。
②由流程图可知,操作1和操作2都是固液分离,操作方法为过滤;答案为过滤。
③由题意可知,二氧化锗固体与氢气反应生成锗和气态水,146000g锗的物质的量为=2000mol,则生成1mol锗放出的热量为kJ,反应的热化学方程式为GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O(g) △H= -kJ/mol;答案为GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s)+2H2O(g) △H= -kJ/mol。
16.(1)2ClO3-+SO2=SO42-+2ClO2;稀释产生的ClO2,防止其分解爆炸(2)2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2+2H2O;H2O2温度较高时易分解(3)阴极(4)加热温度至略低于60°C,浓缩,冷却至略高于38°C结晶,过滤,洗涤(5) 4H++4I-+O2=I2+2H2O,消耗Na2S2O3增多,结果偏高 亚氯酸钠与较浓盐酸混合,氧化性还原性增强,发生氧化还原反应,生成氯气
【解析】(1)步骤1,NaC1O3溶液与SO2发生氧化还原反应,生成ClO2,根据得失电子守恒,离子反应方程式为:2ClO3-+SO2=SO42-+2ClO2;由题给信息可知,纯C1O2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下,则通人空气的作用是稀释产生的ClO2,防止其分解爆炸,故答案为:2ClO3-+SO2=SO42-+2ClO2;稀释产生的ClO2,防止其分解爆炸;
(2)方法1,在碱性环境下,用H2O2还原C1O2得到NaC1O2,根据得失电子守恒,反应的离子方程式未:2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2+2H2O;温度较高时H2O2易分解,所以温度不能超过20℃,故答案为:2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2+2H2O;H2O2温度较高时易分解;
(3)方法2,ClO2生成ClO2-,应被还原,在阴极生成,电极方程式为:ClO2+e-=ClO2-,所以在阴极上生成NaC1O2,故答案为:阴极;
(4)由NaC1O2的溶解度曲线可知,NaClO2饱和溶液中,温度低于38℃时,析出晶体是NaClO2⋅3H2O,温度高于38℃时析出晶体是NaClO2,所以从NaC1O2溶溶液中获得NaC1O2的操作:加热温度至略低于60°C,浓缩,冷却至略高于38°C结晶,过滤,洗涤,故答案为:加热温度至略低于60°C,浓缩,冷却至略高于38°C结晶,过滤,洗涤;
(5)由ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得关系式为:NaClO2~2I2~4S2O32-,n(NaClO2)=n(S2O32-)=,则样品中NaC1O2的质量分数为:;在滴定操作正确的情况下,测得结果偏高,可能为碘负离子被氧气氧化,生成更多的碘单质,消耗更多的Na2S2O3,结果偏高,故答案为:;4H++4I-+O2=I2+2H2O,消耗Na2S2O3增多,结果偏高;
(6)盐酸浓度大时,NaC1O2与浓HCl发生氧化还原反应生成氯气,故答案为:亚氯酸钠与较浓盐酸混合,氧化性还原性增强,发生氧化还原反应,生成氯气。
第33讲 有机推断与合成-2022年高考化学一轮复习名师精讲练: 这是一份第33讲 有机推断与合成-2022年高考化学一轮复习名师精讲练,共27页。
第31讲 烃和卤代烃-2022年高考化学一轮复习名师精讲练: 这是一份第31讲 烃和卤代烃-2022年高考化学一轮复习名师精讲练,共21页。
第28讲 物质的制备-2022年高考化学一轮复习名师精讲练: 这是一份第28讲 物质的制备-2022年高考化学一轮复习名师精讲练,共24页。