鲁科版 (2019)选择性必修1第4节 离子反应精品复习练习题

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第21讲 离子反应的应用
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课程标准
课标解读
1．理解利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原理、方法和误差分析。
2．通过离子反应在生产、生活中的广泛应用，体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。
1．建立离子检验与推断的思维模型；能从宏观与微观结合的视角对离子的检验及酸碱中和进行分类和表征。
2．能从原子、分子水平分析酸碱中和反应的本质；能认识溶液pH的突变是判断滴定终点的依据，根据相关知识正确地认识指示剂的选择方法。
3．能知道酸碱中和滴定的主要仪器及用途；能针对酸碱中和反应的实验中存在的各种问题掌握酸碱中和滴定的实验操作、数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用。
知识精讲

知识点01 离子反应的应用
一、物质检验与含量测定
1．离子检验
（1）Fe3+的检验
①离子反应：Fe3++3SCN－Fe（SCN）3
②反应现象：生成红色溶液
（2）I－的检验
①离子反应：Ag++I－AgI↓
②反应现象：生成黄色沉淀
2．测定溶液中离子的浓度
（1）沉淀法：如溶液中SO42－的浓度，用Ba2+将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀质量求得。
（2）酸碱中和滴定法：强酸溶液中H+的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。
（3）氧化还原滴定法：如溶液中MnO4－的浓度可以用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定获得。
二、物质制备和纯化
1．物质的制备：离子反应可以用于制备一些酸、碱、盐、气体等。
（1）氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：2Cl－+2H2O2OH－+Cl2↑+H2↑
（2）实验室制取CO2的离子方程式：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O。
2．物质的纯化
（1）制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO42－、Mg2+、Ca2+，需引入的试剂离子分别为Ba2+、OH－、CO32－。
（2）除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。
（3）从海水中提取二氧化碳

①a室为阳极室，发生反应为4OH－－4e－2H2O+O2↑；
②c室为阴极室，发生反应为2H++2e－H2↑；
③a室产生的H+透过离子交换膜进入b室，与b室中的HCO3－发生反应，反应方程式为HCO3－+H+H2O+CO2↑。
三、生活中的离子反应
1．胃酸过多的治疗
（1）药品：胃舒平［主要成分是Al（OH）3］
（2）离子反应：Al（OH）3+3H+Al3++3H2O
2．硬水及其软化
（1）硬水的含义：自然界里含Ca2+、Mg2+较多的水。
（2）一般硬水（暂时硬水）的形成：
①形成Ca2+：CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3－
②形成Mg2+：MgCO3+CO2+H2OMg2++2HCO3－
（3）加热法软化硬水
①去除Ca2+：Ca2++2HCO3－CaCO3↓+CO2↑+H2O
②去除Mg2+：Mg2++2HCO3－MgCO3↓+CO2↑+H2O
（4）沉淀剂（Na2CO3）法软化硬水：
①去除Ca2+：Ca2++CO32－CaCO3↓
②去除Mg2+：Mg2++CO32－MgCO3↓
【即学即练1】下列关于物质或离子检验的叙述正确的是（ ）。
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na+，无K+
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
【解析】选B。Fe3+遇KSCN会使溶液呈现红色，Fe2+遇KSCN不反应无现象，如果该溶液既含Fe3+，又含Fe2+，滴加KSCN溶液，溶液呈红色，则证明存在Fe3+，但并不能证明无Fe2+，A项错误；气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O，CuSO4·5H2O为蓝色，故可证明原气体中含有水蒸气，B项正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na+，Na+焰色反应为黄色，但并不能证明无K+，因为Na+的黄色对K+的焰色反应具有干扰作用，故需透过蓝色的钴玻璃观察K+的焰色反应，C项错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体不一定是CO2，D项错误。
知识点02 酸碱中和滴定的实验操作与误差分析
1．原理
（1）定量分析：化学上把测定物质各组成成分含量的过程，称为定量分析过程。
（2）中和滴定：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法。
2．实质：H++OH－H2O，即酸中的H+和碱中的OH－物质的量相等。
3．实验仪器
（1）用到的仪器：酸式滴定管，碱式滴定管，移液管，滴定管夹，锥形瓶，烧杯，铁架台。
（2）滴定管的结构和使用

①刻度（以50mL规格为例）
滴定管上标有温度（20℃）和刻度，刻度共50大格，每大格为1mL，每大格分为10小格，每小格为0.1mL，因此能读至0.01mL（估读1位）。“0”刻度在上，“50”刻度在下，在“0”以上至管口和“50”以下至尖嘴均无刻度。
②滴定管盛装试剂要求——“二不能”
酸式滴定管不能装碱性溶液、水解呈碱性的盐溶液及氢氟酸。碱式滴定管不能装酸性溶液或高锰酸钾等强氧化性物质的溶液（橡胶易被腐蚀）。
（3）试剂：①标准液、待测液。②指示剂（加2～3滴）。
4．实验操作（以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例）
（1）滴定前的准备

（2）滴定

①标准液：一般盛放在滴定管中，其浓度为定值
②待测液：一般盛放在锥形瓶中，其体积为定值
③指示剂：盛放在锥形瓶中，一般滴加1~2滴
④标准液的滴定速度：先快后慢，最后滴加
5．滴定终点的确定
（1）根据滴定曲线的突变范围

（2）指示剂颜色发生变化
（3）中和反应温度最高，如HCl滴定NaOH
（4）导电性最强或最弱，如氨水滴定醋酸、硫酸滴定Ba（OH）2
6．数据处理：
（1）按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值
（2）根据c（NaOH）＝计算。
【即学即练2】（2021·金华高二检测）如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是（ ）。

A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1
B．P点时恰好完全反应，溶液呈中性
C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D．酚酞不能用作本实验的指示剂
【解析】选B。由滴定起始时pH＝1可知盐酸的浓度为0.1mol·L－1；曲线a起始时溶液pH＝1，可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线；酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
能力拓展

考法01 酸碱中和滴定实验操作
【典例1】（2022·江苏省选择考节选）实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为Fe2++Ce4+Ce3++Fe3+。请补充完整实验方案：
①准确量取25.00mL Ce3+溶液［c（Ce3+）约为0.2mol·L－1］，加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到250mL容量瓶中后定容；
②按规定操作分别将0.02000mol·L－1（NH4）2Fe（SO4）2和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中：
③___________________________________________。

【解析】应该用标准液滴定待测Ce4+溶液，用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，其过程为：从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用0.02000mol·L－1（NH4）2Fe（SO4）2来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积。
【答案】从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用0.02000mol·L－1（NH4）2Fe（SO4）2来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积
【知识拓展】中学化学常见的化学计量
1．常见计量仪器的读数
计量仪器
读数
滴定管或移液管
0.01mL
托盘天平
0.1g
量筒
0.1mL
广泛pH试纸
整数
精密pH试纸
0.1
2．中学化学中与“0”相关的实验问题
（1）滴定管的“0”刻度在滴定管的上部（但不在最上部），在量取液体的体积时液面在“0”刻度或“0”刻度以下。
（2）量筒没有“0”刻度，容量瓶无“0”刻度。
（3）托盘天平的“0”刻度在标尺的最左边，天平在使用时要调“0”，使用完后再调回“0”。
（4）温度计的“0”刻度在温度计的中下部。
考法02 滴定终点的判断及指示剂的选择
【典例2】（2021·湖南省选择考节选）Na2CO3产品中少量NaHCO3含量测定
①称取产品2.500g，用蒸馏水溶解，定容于250mL容量瓶中；
②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色（第一滴定终点），消耗盐酸V1mL；
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点（第二滴定终点），又消耗盐酸V2mL；
④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。
指示剂N为_______，描述第二滴定终点前后颜色变化_______________________________。
【解析】利用酸碱中和滴定原理测定产品中碳酸氢钠的含量，第一次滴定发生的反应为：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，因为Na2CO3、NaHCO3溶于水显碱性，且碱性较强，所以可借助酚酞指示剂的变化来判断滴定终点，结合颜色变化可推出指示剂M为酚酞试剂；第二次滴定时溶液中的溶质为NaCl，同时还存在反应生成的CO2，溶液呈现弱酸性，因为酚酞的变色范围为8~10，所以不适合利用酚酞指示剂检测判断滴定终点，可选择甲基橙试液，所以指示剂N为甲基橙试液，发生的反应为：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，再根据关系式求出总的NaHCO3的物质的量，推导出产品中NaHCO3的，最终通过计算得出产品中NaHCO3的质量分数。
【答案】甲基橙；由黄色变橙色，且半分钟内不褪色
【知识拓展】指示剂的选择及滴定终点的判断
1．指示剂的选择
（1）中和滴定时，不用石蕊试液，因其颜色变化不明显
（2）根据酸碱恰好中和产物的酸碱性选择酸碱指示剂
①若生成的盐显酸性，用甲基橙（3.1～4.4）；
②若生成的盐显碱性，用酚酞（8.2～10.0）；
③若生成的盐显中性两种指示剂都可以。
④盐酸滴定碳酸钠：指示剂不同反应不同
酚 酞：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3
甲基橙：Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O
类型
滴定过程
指示剂
终点颜色变化
酸碱中和反应
强酸滴定强碱（或弱碱）
甲基橙
溶液由黄色变为橙色
强碱滴定强酸（或弱酸）
酚酞
溶液由无色变为浅红色
氧化还原反应
Na2S2O3溶液滴定碘水
淀粉溶液
溶液由蓝色变为无色
酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液
不需要
溶液由无色变为浅紫红色
KI溶液滴定Fe3+
KSCN溶液
溶液血红色褪去
沉淀反应
AgNO3溶液滴定含Cl－的溶液
K2CrO4溶液
出现砖红色沉淀（Ag2CrO4）
2．滴定终点的标志
（1）反应顺序：标准液先与待测液反应，最后1滴标准液与指示剂作用
（2）标准模板：滴加最后1滴××标准液，溶液恰好由××色变成××色，且半分钟内不恢复原色
（3）滴定反应：I2 +2S2O32－2I－+S4O62－（无色）
①碘水滴定Na2S2O3：滴加最后1滴碘溶液，溶液恰好由无色变成蓝色，且半分钟内不褪色
②Na2S2O3滴定碘水：滴加最后1滴Na2S2O3溶液，溶液恰好由蓝色变成无色，且半分钟内不变蓝色
（4）滴定反应：2MnO4－+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑
①KMnO4滴定H2O2：滴加最后1滴KMnO4溶液，溶液恰好由无色变成紫红色，且半分钟内不变无色
②H2O2滴定KMnO4：滴加最后1滴H2O2溶液，溶液恰好由紫红色变成无色，且半分钟内不变紫红色
考法03 滴定误差分析
【典例3】（2021·山东省等级考节选）利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验如下：
①称量：将足量CS2（易挥发）加入干燥的称量瓶中，盖紧称重为m1g；开盖并计时1分钟，盖紧称重为m2g；再开盖加入待测样品并计时1分钟，盖紧称重为m3g，则样品质量为_________g（不考虑空气中水蒸气的干扰）。
②滴定：先将WCl6转化为可溶的Na2WO4，通过IO3－离子交换柱发生反应：WO42－+Ba（IO3）2＝BaWO4+2IO3－；交换结束后，向所得含IO3－的溶液中加入适量酸化的KI溶液，发生反应：IO3－+5I－+6H+＝3I2+3H2O；反应完全后，用Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－。滴定达终点时消耗cmol•L－1的Na2S2O3溶液VmL，则样品中WCl6（摩尔质量为Mg•mol－1）的质量分数为____________。称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1分钟，则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将____________（填“偏大”“偏小”或“不变”），样品中WCl6质量分数的测定值将___（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【解析】①根据分析，称量时加入足量的CS2，盖紧称重为m1g，由于CS2易挥发，开盖时要挥发出来，称量的质量要减少，开盖并计时1分钟，盖紧称重m2g，则挥发出的CS2的质量为（m1－m2）g，再开盖加入待测样品并计时1分钟，又挥发出（m1－m2）g的CS2，盖紧称重为m3g，则样品质量为：m3g+2（m1－m2）g－m1g＝（m3+m1－2m2）g；②滴定时，根据关系式：WO42－~2IO3－~6I2~12S2O32－，样品中n（WCl6）＝n（WO42－）＝n（S2O32－）＝cV×10－3mol，m（WCl6）＝cV10－3mol×Mg/mol＝g，则样品中WCl6的质量分数为：×100%＝%；根据测定原理，称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1分钟，挥发的CS2的质量增大，m3偏小，但WCl6的质量不变，则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将不变，样品中WCl6质量分数的测定值将偏大。
【答案】①（m3+m1－2m2）②%；不变；偏大
【知识拓展】滴定误差分析及滴定计算
1．分析依据：c待测＝
（1）标准液滴定待测液：c标准和V待测为定值，V标准为变量，c待测与V标准成正比
（2）待测液滴定标准液：c标准和V标准为定值，V待测为变量，c待测与V待测成比
2．常见错误操作及对应误差：（以酸滴定碱为例）

错误操作
c（待）的误差
仪器
洗涤
酸式滴定管水洗后未用标准液润洗
偏大
碱式滴定管水洗后未用待测液润洗
偏小
锥形瓶水洗后用待测液润洗
偏大
量器
读数
滴定前俯视酸式滴定管，滴定后平视
偏大
滴定前仰视酸式滴定管，滴定后俯视
偏小
滴定
操作
滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束后气泡消失
偏大
滴定结束，滴定管尖端挂一滴液体未滴下
偏大
锥形瓶水洗后留有少量蒸馏水
无影响
滴定过程中，振荡锥形瓶时，不小心将溶液溅出
偏小
用甲基橙作指示剂，滴至橙色，半分钟内又恢复成黄色，不处理就计算
偏小
3．滴定计算
（1）多次测量取平均值，与其他数据相差较大的要删除
（2）找出已知量和所求量之间的关系式
①根据所给的多个反应之间的关系
②根据元素守恒
③根据电子守恒
（3）注意有效数字，一般保留4位有效数字
分层提分

题组A 基础过关练
1．（2021·延安高二检测）量取25.00mL的某浓度的硅酸钠溶液，应选用的仪器是（ ）。
A．25mL的量筒 B．25mL容量瓶
C．酸式滴定管 D．碱式滴定管
【解析】选D。要量取25.00mL实际上是考查学生对化学实验中常见仪器的精确度是否了解。25mL的量筒的最小刻度单位是0.5mL是无法准确量取25.00mL溶液的，容量瓶是用于配制溶液的仪器，不能用做量取液体。硅酸钠在水溶液中水解显碱性，因而不能用酸式滴定管量取。
2．（2021·温州高二检测）用0.1026mol·L－1的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液，滴定达终点时，滴定管中的液面如图所示，正确的读数为（ ）。

A．22.30mL B．22.35mL C．23.65mL D．23.70mL
【解析】选B。滴定管是一种精确度较高的仪器，每一小格为0.10mL，零刻度在上，刻度自上而下逐渐增大。读数时视线要与凹液面的最低点相切，故读数为22.35mL。
3．酸碱恰好中和时（ ）。
A．酸与碱的物质的量一定相等
B．溶液呈中性
C．酸与碱的物质的量浓度相等
D．酸所能提供的H+与碱所能提供的OH－的物质的量相等
【解析】选D。酸碱恰好中和时酸所能提供的氢离子和碱所能提供的氢氧根离子则好完全反应。
4．用标准浓度的氢氧化钠溶液来滴定未知浓度的盐酸，使用酚酞做为指示剂，下列叙述中说明恰好达到滴定终点的是（ ）。
A．由红色变为深红色 B．由无色变为深红色
C．由浅红色变成深红色 D．由无色变为浅红色
【解析】选D。实验时，将酚酞滴在HCl溶液中，这时溶液无色，当达到滴定终点时，溶液由无色变粉红色。
5．（双选）（2021·常州高二检测）关于锥形瓶在中和滴定中的作用和使用方法的下列说法中，错误的是（ ）。
A．用于盛装被滴定的溶液
B．使用前用蒸馏水洗后还必须用待测液润洗
C．若锥形瓶中装入被滴定溶液量太少，可向锥形瓶中加入一定量蒸馏水稀释
D．滴定时，应用左手依顺时针方向旋摇锥形瓶
【解析】选BD。锥形瓶是用于盛放被滴定溶液的仪器；在使用前要水洗干净，不能用酸（碱）润洗，否则相当于额外增加酸（碱）的物质的量，对实验的结果引起较大误差；在滴定时，如果锥形瓶中的液体太少，可以继续从滴定管中加入适量液体，绝对不可以加水稀释，否则导致实验的结果的较大误差；滴定过程中，左手控制活塞，以控制液体的流量，右手旋摇锥形瓶，左右手的分工要明确。
6．（2021·南京高二检测）下列实验操作不会引起误差的是（ ）。
A．酸碱中和滴定时，用待测液润洗锥形瓶
B．酸碱中和滴定时，用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液
C．用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时，选用酚酞作指示剂，实验时不小心多加了几滴
D．用标准盐酸溶液测定未知浓度的NaOH溶液，实验结束时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡
【解析】选C。A项，锥形瓶一定不要用待测液润洗，否则会使待测液的量偏大，消耗标准液的体积偏大，从而使所测浓度偏大；B项，冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液，还是待测溶液，都必须用待装溶液润洗2～3次，否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小，影响结果；C项，在滴定过程中，指示剂略多加了几滴，一般不影响实验结果，因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量；D项，实验开始时酸式滴定管中无气泡，实验结束时有气泡，会导致所读取的V（HCl）偏小，依据V（HCl）·c（HCl）＝V（NaOH）·c（NaOH）得所测得的c（NaOH）偏小。
7．某同学进行中和滴定实验，并绘制出如图所示的滴定曲线。下列有关该实验的说法正确的是（ ）。

A．锥形瓶中盛有NaOH溶液，指示剂为酚酞
B．滴定管使用前先用待测液润洗，再用蒸馏水润洗
C．滴定时，应时刻注视滴定管中液面的变化
D．滴定终点附近，测试和记录pH的间隔要小
【解析】选D。反应开始时，测试和记录pH的时间间隔可大一些；滴定终点附近，测试和记录pH的时间间隔要小，每加一滴溶液测定并记录一次数据。
8．（2021·日照高二检测）水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物，分析检测水体中的硝酸（盐）和亚硝酸（盐）含量，控制水体中的含氮污染物，对水资源的循环利用意义重大。
（1）亚硝酸（HNO2）是一种弱酸，其电离平衡常数的表达式为______________。
（2）水体中亚硝酸的含量可以利用KI溶液进行分析测定。该测定反应中，含氮的生成物可以是NO、N2O、NH2OH、NH3等。
①NH2OH中，氮元素的化合价为________________。
②某水样中含有亚硝酸盐，加入少量稀硫酸酸化后，用KI溶液测定，且选用淀粉溶液作指示剂，反应中含N的生成物为NO，反应的离子方程式为_______________________________，其中氧化产物为________（写化学式）。
③取20mL含NaNO2的水样，酸化后用0.001mol·L－1的KI标准溶液滴定（反应中含N的生成物为NO），滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如图所示，由此可知水样中NaNO2的浓度为________mg·L－1。

【解析】（1）亚硝酸的电离方程式为HNO2NO2－+H+，因此其电离平衡常数Ka＝。（2）①根据化合物中所有元素的化合价代数和为0可知，NH2OH中氮元素的化合价为－1。②亚硝酸具有氧化性，被I－还原，生成NO，I－被氧化为I2。③由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00mL，反应的关系式为NaNO2～HNO2～I－，故n（NaNO2）＝n（I－）＝2.00×10－3L×0.001mol·L－1＝2×10－6mol，则水样中NaNO2的浓度为2×10－6mol×69g·mol－1÷0.02L＝6.9×10－3g·L－1＝6.9mg·L－1。
【答案】（1）Ka＝（2）①－1
②2HNO2+2I－+2H+I2+2NO↑+2H2O（或2NO2－+2I－+4H+2NO↑+I2+2H2O）；I2③6.9
题组B 能力提升练
1．（2022·湖南省等级考）化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作符合规范的是（ ）。




A．碱式滴定管排气泡
B．溶液加热
C．试剂存放
D．溶液滴加
【解析】选A。碱式滴定管排气泡时，把橡皮管向上弯曲，出口上斜，轻轻挤压玻璃珠附近的橡皮管可以使溶液从尖嘴涌出，气泡即可随之排出，A符合规范；用试管加热溶液时，试管夹应夹在距离管口的处，B不符合规范；实验室中，盐酸和NaOH要分开存放，有机物和无机物要分开存放，C不符合规范；用滴管滴加溶液时，滴管不能伸入试管内部，应悬空滴加，D不符合规范。
2．（2021·北京西城区高二检测）（不定项）下列有关水处理的离子方程式不正确的是（ ）。
A．沉淀法：加入Na2S处理含Hg2+废水，Hg2++Na2SHgS↓+2Na+
B．中和法：加入生石灰处理酸性废水，H++OH－H2O
C．氧化法：加入次氯酸处理氨氮废水，2NH4++3HClON2↑+3H2O+5H++3Cl－
D．混凝法：加入明矾［K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O］使水中的悬浮颗粒发生凝聚，Al3++3H2OAl（OH）3（胶体）+3H+
【解析】选A、B。用Na2S处理含Hg2+的废水是利用Hg2+与S2－生成沉淀HgS的原理，其离子方程式为Hg2++S2－HgS↓，故A项错误；生石灰为CaO，不能拆成离子形式，加入酸性废水中发生反应的离子方程式应该是CaO+2H+Ca2++H2O，故B项错误；次氯酸具有强氧化性，氨气具有还原性可以被次氯酸氧化2NH4++3HClON2↑+3H2O+5H++3Cl－，离子、电荷、原子均守恒，故C项正确；明矾作混凝剂是利用Al3+水解生成的Al（OH）3胶体的吸附性使悬浮颗粒发生聚沉，其离子方程式为Al3++3H2OAl（OH）3（胶体）+3H+，故D项正确。
3．（2022·山东省等级考）实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度，应选甲基橙为指示剂，并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是（ ）。
A．可用量筒量取25.00mLNa2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B．应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C．应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D．达到滴定终点时溶液显橙色
【解析】选A。量筒的精确度不高，不可用量简量取Na2CO3标准溶液，应该用碱式滴定管或移液管量取25.00mLNa2CO3标准溶液置于锥形瓶中，A说法错误；Na2CO3溶液显碱性，盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞，以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有粘性的硅酸钠溶液而将瓶塞粘住，故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液，B说法正确；Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性，故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体，C说法正确；Na2CO3溶液显碱性，甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色，当滴入最后一滴盐酸时，溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点，故达到滴定终点时溶液显橙色，D说法正确。
4．（不定项）铁红是一种广泛使用的红色颜料，其主要成分是Fe2O3。其可以用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可作为催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁原料。如图是某学生设计的探究铁及其化合物的某些化学性质的流程图。下列有关叙述正确的是（ ）。

A．反应①的离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
B．检验乙溶液中的金属阳离子可用KSCN溶液
C．反应③可制得一种红褐色的胶体
D．物质丙在空气中最终会变为红褐色
【解析】选AD。A项，甲、乙、丙分别为FeCl3、FeCl2和Fe（OH）2，Fe2O3溶于酸生成Fe3+，A项正确。B项，KSCN溶液可检验Fe3+，不能检验Fe2+，B项错误。C项，Fe（OH）2为白色沉淀，C项错误。D项，Fe（OH）2不稳定，在空气中易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，D项正确。
5．（不定项）中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法。实际工作中也可以利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析，这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点。下列对几种具体的滴定分析（待测液置于锥形瓶内）中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是（ ）。
A．用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度：KMnO4；紫红色
B．利用“Ag++SCN－AgSCN↓”原理，可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度：Fe（NO3）3；红色
C．利用“2Fe3++2I－I2+2Fe2+”原理，用FeCl3溶液测量KI样品中的KI的百分含量：淀粉；蓝色
D．利用OH－+H+H2O来测量某盐酸的浓度：酚酞；浅红色
【解析】选AC。A项，当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液呈浅红色且半分钟内不褪去，表明SO32－已全部被氧化，若溶液显紫红色表示酸性KMnO4溶液已过量；B项，以Fe3+为指示剂，滴入最后半滴KSCN溶液后溶液呈红色且半分钟内不褪去，表明Ag+恰好完全沉淀；C项，向含I－的溶液中滴入含Fe3+的溶液，以淀粉为指示剂，在刚滴入Fe3+时即有I2生成，溶液即显蓝色，不能指示滴定终点；D项，用NaOH溶液滴定盐酸以酚酞作为指示剂，溶液为浅红色时，说明盐酸已全部被中和，可指示滴定终点。
6．（2021·岳阳高二检测）葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂，为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量（通常以酒样中SO2的量计），某研究小组设计了如下实验（已知还原性：SO32－＞I－＞Cl－）。

下列说法不正确的是（ ）。
A．葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化，利用了亚硫酸盐的还原性
B．通入N2和煮沸的目的是为了将产生的气体从溶液中全部赶出
C．若试剂A选择氯水，则试剂B可选择NaOH标准液
D．若试剂A选择碱液，调节吸收后溶液为中性，则试剂B可选择I2标准液
【解析】选C。亚硫酸盐具有较强的还原性，可以防止葡萄酒被氧化，A正确；温度越高，气体在水中的溶解度越小，通入N2和煮沸可以将产生的气体从溶液中全部赶出，B正确；若试剂A选择氯水，溶液中会引入部分盐酸，当试剂B选择NaOH标准液时，氢氧化钠会偏大，造成结果又较大误差，C错误；若试剂A选择碱液，调节吸收后溶液为中性，试剂B选择I2标准液，碘与亚硫酸盐反应生成硫酸，可以测定亚硫酸盐的含量，D正确。
7．（2021·岳阳高二检测）用酸碱中和滴定的方法测定NaOH和Na2CO3的混合液中的NaOH含量时，可先在混合液中加过量的BaCl2溶液，使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀，然后用标准盐酸滴定（用酚酞用指示剂），下列有关实验的说法正确的是（ ）。
A．向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴入盐酸，不会影响NaOH含量的测定
B．滴定时，若滴定管中滴定液一直下降到活塞处才达到滴定终点，则不会影响计算结果
C．若用甲基橙作指示剂，则测定结果偏小
D．可以不用将Na2CO3完全变成BaCO3沉淀，直接滴加标准盐酸，至不再有气泡产生
【解析】选A。A项，酚酞用指示剂，滴定终点显若碱性盐酸不会与BaCO3反应，不会影响NaOH含量的测定；B项若滴定管中滴定液一直下降到活塞处则无法读取数据；C项，若用甲基橙作指示剂，滴定终点显酸性，部分盐酸与BaCO3反应，则测定结果偏大。
8．（2022·海南省选择考）磷酸氢二铵［（NH4）2HPO4］常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氢气制备（NH4）2HPO4，装置如图所示（夹持和搅拌装置已省略）。

回答问题：
（1）实验室用NH4Cl（s）和Ca（OH）2（s）制备氨气的化学方程式为__________________。
（2）现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的H3PO4溶液，则需浓H3PO4_______mL（保留一位小数）。
（3）装置中活塞K2的作用为________________。实验过程中，当出现________________现象时，应及时关闭K1，打开K2。
（4）当溶液pH为8.0~9.0时，停止通NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH＞10.0时，溶液中OH－、_______和_______（填离子符号）浓度明显增加。
（5）若本实验不选用pH传感器，还可选用_______作指示剂，当溶液颜色由_______变为______时，停止通NH3。
【解析】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵［（NH4）2HPO4］，实验原理为2NH3+H3PO4＝［（NH4）2HPO4］，结合相关实验基础知识分析解答问题。（1）实验室用NH4Cl（s）和Ca（OH）2（s）在加热的条件下制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑；（2）根据公式c＝可得，浓H3PO4的浓度c（H3PO4）＝≈14.7mol/L，溶液稀释前后溶质的物质的量不变，因此配制100mL1.7mol/L的H3PO4溶液，需要浓H3PO4的体积V＝≈11.5mL；（3）由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2；（4）继续通入NH3，（NH4）2HPO4继续反应生成（NH4）3PO4，当pH＞10.0时，溶液中OH－、NH4+、PO43－的浓度明显增加；（5）由（4）小问可知，当pH为8.0~9.0时，可制得（NH4）2HPO4，说明（NH4）2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，当溶液颜色由无色变为浅红时，停止通入NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。
【答案】（1）2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑（2）11.5
（3）平衡气压防倒吸；倒吸（4）NH4+；PO43－（5）酚酞；无
题组C 培优拔尖练
1．（不定项）下列各步制取物质的方法，最终无法达到目的的是（ ）。
A．AlAl2O3Al（NO3）3晶体
B．CuCuOCuSO4溶液CuSO4·5H2O
C．FeFeCl3Fe（OH）3Fe2O3
D．FeSO4溶液FeSFeS
【解析】选AD。因浓硝酸易挥发，Al（NO3）3蒸干将得到Al（OH）3，得不到Al（NO3）3晶体；FeSO4与H2S不能反应。
2．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数（含少量NaCl），准确称量W0g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理（除W0外）的是（ ）。
选项
方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100mL溶液，取10mL，加入甲基橙，用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增重
C
重量法
样品放入烧瓶中，置于天平上，加入足量盐酸
减轻的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气
排水体积
【解析】选A。盐酸滴定Na2CO3，用甲基橙作指示剂，A正确；碱石灰既可以吸收CO2，也可以吸收水分，无法测定Na2CO3的质量分数，B错误；CO2挥发能带出水分，根据减轻的质量测定Na2CO3的质量分数，会产生较大误差，C错误；CO2能溶于水，则排水体积不等于CO2的体积，D错误。
3．（2021·常州高二检测）某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度，试样不含其他能与I－发生反应的氧化性杂质，已知：2Cu2++4I－＝2CuI↓+I2，I2+2S2O32－＝S4O62－+2I－。取m g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，用0.100 0mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，部分实验仪器和读数如图所示。

下列说法正确的是（ ）。
A．试样在甲中溶解，滴定管选乙
B．选用淀粉作指示剂，当甲中溶液由蓝色变为无色时，即达到滴定终点
C．丁图中，滴定前滴定管的读数为a－0.50 mL
D．对装有标准液的滴定管读数时，滴定前后读数方式如丁图所示，则测得的结果偏小
【解析】选D。A项，甲中盛装的是含有I2的溶液，则滴定管中盛装的为Na2S2O3标准溶液，该溶液显碱性，应选用碱式滴定管（丙），不正确；B项，溶液变色且经过30 s左右溶液不恢复原来的颜色，视为滴定终点，不正确；C项，滴定管“0”刻度在上端，故滴定前的读数为a+0.50 mL，不正确；D项，滴定后俯视读数，将导致读数偏小，故测得的结果偏小，正确。
4．绿矾（FeSO4·7H2O）试剂含量的国家标准如表1所示。称取四份质量均为1.012g某绿矾试剂样品，分别溶于水配制成20.00mL溶液，编号为①、②、③、④。分别用0.04056mol·L－1的KMnO4标准液滴定，滴定数据记录如表2。
表1
等级
Ⅰ级品
Ⅱ级品
Ⅲ级品
FeSO4·7H2O含量
99.50%~100.5%
99.00%~100.5%
98.00%~101.0%
表2
样品编号
①
②
③
④
KMnO4标准液体积/mL
17.66
17.68
18.26
17.70
下列说法错误的是（ ）。
A．盛装KMnO4标准液的酸式滴定管使用前需先检查滴定管是否漏水
B．滴入最后一滴标准液时，锥形瓶中液体变浅红色且半分钟不褪色，则达到滴定终点
C．根据滴定数据分析，该样品属于国家标准的Ⅱ级品
D．若绿矾样品已失部分结晶水，可能会导致测定结果偏高
【解析】选C。滴定管使用前需先检查滴定管是否漏水，再洗涤，再润洗，故A正确；达到滴定终点判断是当滴入最后一滴标准液时，锥形瓶中液体变浅红色且半分钟不褪色，故B正确；根据滴定数据分析，第三次数据是错误数据，另外三次平均数值为17.68mL，根据电子守恒可得如下关系式：5FeSO4～KMnO4～5e－，（FeSO4·7H2O）＝×100%＝98.49%，该样品属于国家标准的Ⅲ级品，故C错误；若绿矾样品已失部分结晶水，称量等质量，则硫酸亚铁增加，消耗的高锰酸钾体积增多，会导致测定结果偏高，故D正确。
5．（2022·浙江6月选考）氨基钠（NaNH2）是重要的化学试剂，实验室可用下图装置（夹持、搅拌、尾气处理装置已省略）制备。

简要步骤如下：
Ⅰ．在瓶A中加入100mL液氨和0.05gFe（NO3）3·9H2O，通入氨气排尽密闭体系中空气，搅拌。
Ⅱ．加入5g钠粒，反应，得NaNH2粒状沉积物。
Ⅲ．除去液氨，得产品NaNH2。已知：NaNH2几乎不溶于液氨，易与水、氧气等反应。
2Na+2NH32NaNH2+H2↑
NaNH2 +H2ONaOH+NH3↑
4NaNH2+3O22NaOH+2NaNO2+2NH3
请回答：
（1）Fe（NO3）3·9H2O的作用是_________________；装置B的作用是_____________________。
（2）步骤Ⅰ，为判断密闭体系中空气是否排尽，请设计方案_______________________________。
（3）步骤Ⅱ，反应速率应保持在液氨微沸为宜。为防止速率偏大，可采取的措施有_______。
（4）下列说法不正确的是_______。
A．步骤Ⅰ中，搅拌的目的是使Fe（NO3）3·9H2O均匀地分散在液氨中
B．步骤Ⅱ中，为判断反应是否已完成，可在N处点火，如无火焰，则反应己完成
C．步骤Ⅲ中，为避免污染，应在通风橱内抽滤除去液氨，得到产品NaNH2
D．产品NaNH2应密封保存于充满干燥氮气的瓶中
（5）产品分析：假设NaOH是产品NaNH2的唯一杂质，可采用如下方法测定产品NaNH2纯度。从下列选项中选择最佳操作并排序：准确称取产品NaNH2xg→（ ）→（ ）→（ ）→计算。
a．准确加入过量的水
b．准确加入过量的HCl标准溶液
c．准确加入过量的NH4Cl标准溶液
d．滴加甲基红指示剂（变色的pH范围4.4～6.2）
e．滴加石蕊指示剂（变色的pH范围4.5～8.3）
f．滴加酚酞指示剂（变色的pH范围8.2～10.0）
g．用NaOH标准溶液滴定
h．用NH4Cl标准溶液滴定
i．用HCl标准溶液滴定
【解析】在硝酸铁催化下钠与液氨的反应来生成NaNH2和氢气，该反应是放热反应，为保证液氨处于微沸状态，需要用冷却液控制一定的温度。NaNH2易与水和氧气发生反应，所以装置B中Hg可防止氧气、水进入密闭体系，导气口N与尾气处理连接装置再处理氨气等，据此结合实验原理分析解答。（1）结合实验原理，根据实验操作中加入Fe（NO3）3·9H2O的用料很少，可推知，Fe（NO3）3·9H2O在反应中作催化剂，加快反应速率；结合已知信息可知，制备得到的NaNH2易与水和氧气发生反应，所以装置B中Hg可防止氧气、水进入密闭体系，干扰NaNH2的制备；（2）结合氨气极易溶于水，空气中的氮气难溶于水，氧气不易溶于水的物理性质，所以为判断密封体系中空气是否排尽，可设计方案如下：试管中加满水倒扣于水槽中，M处通入氨气，将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡，则空气尚未排尽，如未出现气泡，则说明空气已排尽；（3）上述化学反应中，反应物的浓度、温度均可影响化学反应速率，所以为防止反应速率偏大，可实施的措施有：分批少量加入钠粒；降低冷却液温度；适当增加液氨量（任写一种即可）；（4）步骤I中，搅拌可使液体混合均匀，所以搅拌可使少量的催化剂Fe（NO3）39H2O均匀分散在液氨中，A正确；步骤II中，由于液氨处于微沸状态，故生成的氢气中混有一定量的氨气；氢气虽然是可燃性气体，由于氨气在空气中不能被点燃，当氨气中只有少量氢气时，则也不能被点然、不会产生火焰，且对易气体点火有安全隐患，B错误；步骤II中得到的粒状沉积物，颗粒较小，颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过，所以不适宜选用抽滤装置进行过滤，C错误；因为制备的产品NaNH2易与水和氧气发生反应，所以可密封保存于充满干燥氮气的瓶中，D正确；（5）题干信息中提到假设产品NaNH2的唯一杂质为NaOH，因为产品溶于水生成氢氧化钠和氨气，所以可设计利用盐酸标准溶液进行滴定，因滴定终点时，溶液中含氯化钠和氯化铵，所以需选用酸性条件下的酸碱指示剂判断滴定终点，过量的盐酸再利用氢氧化钠标准液反滴定，最终利用所测数据计算得出产品中NaNH2的纯度，故涉及的操作步骤为：准确称取产品xg→加入过量盐酸标准溶液→加入滴加甲基橙指示剂→用氢氧化钠标准溶液进行滴定，根据实验所测数据，计算产品纯度。
【答案】（1）催化；防止氧气、水进入密闭体系
（2）试管中加满水倒扣于水槽中，M处通入氨气，将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡，则空气尚未排尽，如未出现气泡，则说明空气已排尽
（3）分批少量加入钠粒；降低冷却液温度；适当增加液氨量（任写一种即可）
（4）BC（5）bdg
6．用氧化还原滴定法可以测定市售双氧水中过氧化氢的浓度（单位g·L－1），实验过程包括标准溶液的准备和滴定待测溶液：
I．准备标准溶液
a．配制100mLKMnO4溶液备用；
b．准确称取Na2C2O4基准物质3.35g（0.025mol），配制成250mL标准溶液。取出25.00mL于锥形瓶中，加入适量3mol·L－1硫酸酸化后，用待标定的KMnO4溶液滴定至终点，记录数据，计算KMnO4溶液的浓度。
II．滴定主要步骤
a．取待测双氧水10.00mL于锥形瓶中；
b．锥形瓶中加入30.00mL蒸馏水和30.00mL3mol·L－1硫酸，然后用已标定的KMnO4溶液（0.1000mol·L－1）滴定至终点；
c．重复上述操作两次，三次测定的数据如下表：
组别
1
2
3
消耗标准溶液体积（mL）
25.24
25.02
24.98
d．数据处理。回答下列问题：
（1）将称得的Na2C2O4配制成250mL标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有___________。
（2）标定KMnO4溶液时，能否用稀硝酸调节溶液酸度___________（填“能”或“不能”），简述理由___________。写出标定过程中发生反应的化学方程式___________。
（3）滴定待测双氧水时，标准溶液应装入___________滴定管，装入标准溶液的前一步应进行的操作是___________。
（4）滴定双氧水至终点的现象是___________。
（5）计算此双氧水的浓度为___________g·L－1。
（6）若在配制Na2C2O4标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则最后测定出的双氧水的浓度会___________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
【解析】（1）配制250mLNa2C2O4标准溶液时，所使用的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250mL容量瓶；（2）稀硝酸具有氧化性，也会氧化草酸钠，会影响KMnO4溶液浓度的标定，因此不能用稀硝酸调节溶液酸度；标定过程中KMnO4氧化Na2C2O4，发生的化学方程式为2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O；（3）滴定待测双氧水时，标准溶液为已标定的KMnO4溶液，具有强氧化性，应装入酸式滴定管中，装入标准溶液前需要用标准溶液润洗滴定管；（4）KMnO4溶液可氧化双氧水，当滴入最后一滴标准溶液，锥形瓶中的液体变为浅紫色，且半分钟不变色时，说明滴定达到终点；（5）由数据分析可知，三次滴定消耗KMnO4溶液的体积第1组与2.3组差距较大，省略，因此消耗KMnO4溶液的平均体积为25.00mL，根据得失电子守恒有：2KMnO4~5H2O2，则此双氧水的浓度为＝21.25g/L。；（6）若在配制Na2C2O4标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则标定出的KMnO4溶液实际浓度偏低，消耗的KMnO4溶液体积偏大，导致最后测定出的双氧水的浓度会偏高。
【答案】（1）250mL容量瓶、胶头滴管
（2）不能；稀硝酸有氧化性，会影响KMnO4溶液浓度的标定；2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
（3）酸式；用标准溶液润洗滴定管
（4）滴入最后一滴标准溶液，锥形瓶中的液体变为浅紫色，且半分钟不变色
（5）21.25（6）偏高