逍遥右脑 2013-05-05 20:19
离子反应和
1．(2011•江西联考)下列说法正确的是( )
A．强溶液的导电性一定比弱溶液的导电性强
B．食盐溶液能导电，所以它是电解质
C．SO3的水溶液可以导电，但它是非电解质
D．NaHSO4无论在水溶液里还是在熔融状态下都可以电离出Na＋、H＋和SO2－4
解析：判断电解质的强弱是根据其溶于水的部分是否全部电离，溶液导电性的强弱与溶液中离子的总浓度和离子所带电荷数有关，电解质强弱与其溶液导电性强弱并无直接联系，A项错误；食盐溶液不是电解质，NaCl是电解质，B项错误；SO3是非金属氧化物，属于非电解质，C项正确；NaHSO4在熔融状态下电离出Na＋、HSO－4，D项错误。
答案：C
2．(2011•青岛模拟)下列离子反应能发生且离子方程式表述正确的是( )
A．次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳：ClO－＋CO2＋H2O===HCO－3＋HClO
B．硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液混合：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
C．铝跟氢氧化钠溶液反应：2Al＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2↑
D．氯化铵溶于水：NH＋4＋H2O===H3O＋＋NH3↑
解析：硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液混合时SO2－4与Ba2＋也反应，正确的离子方程式为Cu2＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓＋BaSO4↓，B错误；铝跟氢氧化钠溶液反应生成AlO－2，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，C错误；氯化铵溶于水，NH＋4水解，正确的离子方程式为NH＋4＋2H2O H3O＋＋NH3•H2O，D错误。
答案：A
3．(2011•合肥模拟)下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )
A．无色透明的溶液中：nO－4、SO2－4、K＋、H＋
B．含有大量Al3＋的溶液：K＋、Na＋、AlO－2、SO2－4
C．pH＝1的溶液中：NH＋4、Na＋、SO2－4、Fe3＋
D．水电离产生的c(H＋)＝1×10－14ol•L－1的溶液中：HCO－3、NH＋4、Cl－、Ca2＋
解析：nO－4为紫色，A不正确；Al3＋不能与AlO－2大量共存，B不正确；D溶液可能呈酸性也可能呈碱性，HCO－3无论在酸性还是碱性溶液中均不能大量共存，D不正确。
答案：C
4．(2011•临川模拟)下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2的是( )
A．3S＋6NaOH===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O
B．2CH3COOH＋Ca(ClO)2===2HClO＋Ca(CH3COO)2
C．I2＋2NaClO3===2NaIO3＋Cl2
D．4HCl(浓)＋nO2=====△ nCl2＋Cl2↑＋2H2O
解析：A项氧化剂和还原剂均为S，物质的量之比为2∶1；B项为非；C项NaClO3和I2分别为氧化剂和还原剂，物质的量之比为2∶1；D项nO2和HCl分别为氧化剂和还原剂，4 ol HCl中有2 ol表现出还原性，另外2 ol表现出酸性，即氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。
答案：D
5．(2011•临沂模拟)有A、B、C三种可溶性正盐，阴、阳离子各不相同，其阴离子的摩尔质量依次增大(按A、B、C的顺序)，将等物质的量的A、B、C溶于水，所得溶液中只含有Fe3＋、K＋、SO2－4、NO－3、Cl－五种离子，同时生成一种白色沉淀。请回答下列问题：
(1)经检验，三种正盐中还含有下列选项中的一种离子，该离子是________。
A．Na＋ B．g2＋
C．Cu2＋ D．Ag＋
(2)三种正盐的化学式分别为：A________，B________，C________。
(3)不需要加入任何试剂就能将上述三种正盐溶液区分开，鉴别出的先后顺序为______________(填化学式)。
(4)若将A、B、C三种正盐按一定比例溶于水后，所得溶液中只含有Fe3＋、SO2－4、NO－3、K＋四种离子且物质的量之比依次为1∶2∶3∶4，则A、B、C三种正盐的物质的量之比为________。
解析：(1)由题意可知，该离子能和五种离子中的一种阴离子反应生成沉淀，符合的只有Ag＋。
(2)A、B、C中必有一种盐为AgNO3，因为Ag2SO4、AgCl难溶于水，另两种必是FeCl3和K2SO4，若为KCl和Fe2(SO4)3，则与题意相矛盾(KCl、AgNO3等物质的量反应，溶液中余四种离子)，则按阴离子摩尔质量由小到大为：FeCl3、AgNO3、K2SO4。
(3)FeCl3溶液呈棕黄色，其和AgNO3溶液可产生白色沉淀，最后剩下的即为K2SO4溶液。
(4)溶液中无Ag＋和Cl－，则n(FeCl3)∶n(AgNO3)＝1∶3，又因n(Fe3＋)∶n(SO2－4)＝1∶2，则n(FeCl3)∶n(K2SO4)＝1∶2，则n(FeCl3)∶n(AgNO3)∶n(K2SO4)＝1∶3∶2。
答案：(1)D (2)FeCl3 AgNO3 K2SO4
(3)FeCl3、AgNO3、K2SO4 (4)1∶3∶2
(限时45分钟，满分100分)
一、(本题包括7小题，每小题6分，共42分)
1．下列说法正确的一组是( )
①不溶于水的盐都是弱电解质 ②可溶于水的盐都是强电解质 ③0.5 ol/L一元酸溶液H＋浓度为0.5 ol/L④强酸溶液中的H＋浓度一定大于弱酸溶液中的H＋浓度 ⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴阳离子 ⑥熔融的电解质都能导电
A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥
C．只有⑤ D．只有⑥
解析：电解质的溶解性与电解质的强弱没有直接的关系，①、②错误；若为弱酸则不能完全电离，H＋浓度小于酸的浓度，③错误；强酸溶液中的H＋浓度不一定大于弱酸溶液中的H＋浓度，还与酸本身的浓度大小有关，④错误；属于共价化合物的电解质熔融时不能导电，⑥错误。
答案：C
2．(2011•南昌模拟)下列反应的离子方程式正确的是( )
A．用铁丝网作电极，电解饱和食盐水：
2Cl－＋2H2O=====电解H2↑＋Cl2↑＋2OH－
B．Ba(OH)2溶液中加入过量的Al2(SO4)3溶液：
3Ba2＋＋6OH－＋2Al3＋＋3SO2－4===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓
C．将适量的CO2通入Ca(ClO)2溶液中：
2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO2－3
D．将FeI2滴加到氯水中开始时的反应：
2I－＋Cl2===2Cl－＋I2
解析：A选项用Fe作电极，则阳极是Fe放电，故A错误。C选项由于CO2适量，故离子方程式应为H2O＋CO2＋Ca2＋＋2ClO－===CaCO3↓＋2HClO。D选项最初氯水过量，Fe2＋、I－均会被氯水氧化。
答案：B
3．(2011•郑州模拟)下列A～D四组反应中，Ⅰ和Ⅱ可用同一个离子方程式表示的是
( )
选项ⅠⅡ
A把金属铁放入稀硫酸中把金属铁放入稀硝酸中
BCa(HCO3)2溶液中加
入足量的NaOH溶液Ca(OH)2溶液中加入
足量的NaHCO3溶液
C将0.1 ol Cl2通入含
0．3 ol FeBr2的溶液中将0.3 ol Cl2通入含
0．1 ol FeBr2的溶液中
D将少量Na2CO3溶液滴
入足量HCl溶液中将少量HCl溶液滴入足
量Na2CO3溶液中
解析：A项Ⅰ、Ⅱ中的铁分别与H＋、H＋和NO－3反应；B项中OH－及HCO－3均按物质的量之比为1∶1恰好反应，离子方程式为Ca2＋＋2HCO－3＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O；依得失电子守恒原理可判断出C项Ⅰ中Fe2＋没有反应完，Ⅱ中Fe2＋、Br－均反应完；D项前者有气体产生后者没有。
答案：B
4．(2011•四川高考)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH＋4、Ba2＋、g2＋、H＋、OH－、Cl－、HCO－3、SO2－4中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知：①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成；②0.1 ol/L乙溶液中c(H＋)>0.1 ol/L；③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是
( )
A．甲溶液含有Ba2＋ B．乙溶液含有SO2－4
C．丙溶液含有Cl－ D．丁溶液含有g2＋
解析：本题考查元素及其化合物知识，通过反应现象反推物质，充分考查了考生综合分析问题的能力及逆向思维的方法。根据②可知，乙溶液为H2SO4溶液；根据①可知，只有Ba(OH)2才能与SO2－4、g2＋、HCO－3反应产生白色沉淀，所以甲为Ba(OH)2；根据③可知，丙溶液中含有Cl－，丙为gCl2，丁为NH4HCO3，选项D错误。
答案：D
5．常温下，一定能大量共存的离子组是( )
A．使甲基橙呈红色的溶液中：I－、Cl－、NO－3、Na＋
B．0.5 ol•L－1的NaAlO2溶液中：
K＋、Na＋、SO2－4、Fe3＋
C.KwcH＋＝0.1 ol•L－1的溶液中：
Na＋、K＋、HCO－3、NO－3
D．澄清透明溶液中：K＋、Cu2＋、Na＋、Cl－
解析：选项A中，附加条件说明溶液呈酸性，而在酸性溶液中I－和NO－3将发生氧化还原反应而不能大量共存。选项B中，Fe3＋和AlO－2发生相互促进的水解反应而不能大量共存。选项C中，附加条件说明溶液呈强碱性，HCO－3不能大量存在。选项D中，附加条件是“澄清透明溶液”，“澄清透明”是溶液的特征，不能把“澄清透明溶液”误认为是“无色溶液”。
答案：D
6．(2011•潍坊模拟)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。工业制备高铁酸钾反应的离子方程式为：Fe(OH)3＋ClO－＋OH－?→FeO2－4＋Cl－＋H2O(未配平)下列有关说法不正确的是( )
A．由上述反应可知，Fe(OH)3的氧化性强于FeO2－4
B．高铁酸钾中铁显＋6价
C．上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
D．K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，而且生成的Fe3＋水解形成Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质
解析：在题述反应中，Fe(OH)3是还原剂，FeO2－4是氧化产物；ClO－是氧化剂，氧化性ClO－大于FeO2－4，FeO2－4中铁显＋6价，反应中1 ol Fe(OH)3转移3 ol电子，1 ol ClO－转移2 ol电子，根据电子得失守恒原理，有n(ClO－)：n[Fe(OH)3]＝3∶2。K2FeO4具有强氧化性，能对水进行消毒杀菌，其还原产物Fe3＋水解可生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中悬浮的杂质而沉降。
答案：A
7．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种粒子之间有如图所示关系，根据图示转化关系推测下列说法不正确的是( )
A．可用KI淀粉试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘
B．足量Cl2能使湿润的KI淀粉试纸变白的原因可能是
5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
C．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2＞I2＞IO－3
D．途径Ⅱ中若生成1 ol I2，反应中转移的电子数为10NA
解析：加碘盐中含有IO－3，其在酸性条件下可被I－还原生成I2，A正确。根据图示转化关系可知B正确。根据途径I可知氧化性Cl2＞I2，根据途径Ⅱ可知氧化性I2＜IO－3，根据途径Ⅲ可知氧化性Cl2＞IO－3，由此可知选项C错误。根据转化关系2IO－3～I2～10e－可知选项D正确。
答案：C
二、非(本题包括4小题，共58分)
8．(12分)(2011•南京二模)已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KnO4、nSO4、K2SO4七种物质：
(1)该反应中，化合价升高的反应物是________，化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(不需配平)_______________。
(3)上述反应中，氧化剂是________，1 ol氧化剂在反应中________(填“得到”或“失去”)________ ol电子。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色，说出NaBiO3的一个性质：
________________________________________________________________________。
解析：(1)反应原理为：在酸性条件下，KnO4将Cl－氧化为Cl2，自身被还原。
(2)由(1)可知反应物为KnO4、KCl、H2SO4，其余四种物质为生成物。
(4)中溶液又显紫红色，说明NaBiO3将n2＋氧化成了nO－4，因而说明NaBiO3的氧化性比KnO4强。
答案：(1)KCl H2SO4
(2)KnO4＋KCl＋H2SO4?→K2SO4＋nSO4＋Cl2↑＋H2O
(3)KnO4 得到 5
(4)NaBiO3具有强氧化性(比KnO4氧化性强)
9．(14分)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－。该厂利用如图所示的工艺流程图，利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜，产生了很好的社会经济效益。
请填写下列空白：
(1)图中试剂1是________，试剂2是________。
(2)步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是_______________________________________。
(3)步骤1反应的离子方程式为。
(4)步骤3反应的离子方程式为___________________________________________。
(5)从节约药品和环保方面考虑，步骤5所发生反应的离子方程式应为
________________________________________________________________________。
解析：所加试剂的关键是有效地将Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－分离并得到相应产品。利用这几种离子之间的性质差异，将它们分离开。若试剂1为足量的NaOH，沉淀A为Fe(OH)3和Cu(OH)2，根据高中知识和题目信息，无法实现Fe(OH)3和Cu(OH)2的分离；若试剂1为足量的废铁屑，Fe与Cu2＋、Fe3＋反应经过滤后得到含有Fe、Cu的沉淀A，向Fe、Cu混合物中加入足量的稀盐酸得到Cu和FeCl2，FeCl2再与H2O2反应得到FeCl3：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。溶液A中含有Na＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－，利用Al(OH)3的两性实现Fe2＋、Al3＋的分离，所以试剂3为过量的NaOH溶液，沉淀C为Fe(OH)2，其与盐酸反应生成FeCl2，再经步骤3可得FeCl3，溶液C为NaCl、NaOH、NaAlO2的混合液，向该溶液中通入过量的廉价CO2，可将AlO－2转化为Al(OH)3沉淀，将得到的Al(OH)3沉淀加热即得到Al2O3，所得溶液D中含有NaCl、NaHCO3，再用盐酸调节其pH得到NaCl溶液，NaCl溶液经蒸发、结晶得到NaCl晶体。
答案：(1)废铁屑 稀盐酸
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(5)AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3
10．(16分)现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阴离子Na＋、Al3＋、g2＋、Ba2＋、Fe3＋和五种阳离子Cl－、OH－、NO－3、CO2－3、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质________和________(填物质的化学式)。
(2)为了确定X，现将(1)中的两种物质记为A和B，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO3沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。则：①X为________(填序号)。
A．SO2－3 B．SO2－4
C．CH3COO－ D．SiO2－3
②B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为
__________________________________________________________(用离子符号表示)。
③将0.03 ol的A与0.01 ol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的物质的量为________。
④利用上述已经确定的物质，可以检验出D、E中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论_________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现。则物质D一定含有上述离子中的________(填相应的离子符号)。有关反应的离子方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)CO2－3只与五种阳离子中的Na＋共存，首先判断出有Na2CO3，OH－只与剩下的四种阳离子中的Ba2＋共存，故有Ba(OH)2。
(2)①CO2－3与Fe3＋相互促进水解，故B为Na2CO3，A为Ba(OH)2，C中含有Fe3＋，根据“当C与A的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO3沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解”可知X为SO2－4(Fe3＋与SO2－3不共存)。
②Na2CO3是强碱弱酸盐，CO2－3水解使溶液呈碱性，Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)＞c(CO2－3)＞c(OH－)＞c(HCO－3)＞c(H＋)。
③0.03 ol Ba (OH)2与0.01 ol Fe2(SO4)3溶于水生成0.03 ol BaSO4,0.02 ol Fe(OH)3，共0.05 ol。
(3)由加稀H2SO4后Cu溶解，且管口附近有红棕色气体出现，可知D中含有NO－3，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
答案：(1)Na2CO3 Ba(OH)2
(2)①B
②c(Na＋)＞c(CO2－3)＞c(OH－)＞c(HCO－3)＞c(H＋)
③0.05 ol
④往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量，若先出白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3＋，E中含有g2＋。或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色气味的气体，则D中含有Al3＋，E中含有g2＋。
(3)NO－3
3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
11．(16分)(2011•安徽高考)nO2是一种重要的无机功能材料，粗nO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗nO2(含有较多的nO和nCO3)样品转化为纯nO2实验，其流程如下：
(1)第①步加稀H2SO4时，粗nO2样品中的________________(写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式是□________＋□ClO－3＋□________===□nO2↓＋□Cl2↑＋□________。
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、________、________、________，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有________(写化学式)。
(4)若粗nO2样品的质量为12.69 g，第①步反应后，经过滤得到8.7 g nO2，并收集到0.224 L CO2(标准状况下)，则在第②步反应中至少需要__________ol NaClO3 。
解析：(1)结合流程知，混合物中除nO2外的物质均能溶于酸；(2)结合反应ClO－3转化成Cl2，Cl元素化合价下降，故另一反应物为n2＋，被氧化成nO2，结合氧化还原反应方程式的配平原则配平氧化剂和还原剂，再根据电荷守恒关系和质量守恒关系完成缺项配平；(3)由氧化还原反应规律知，Cl2与NaOH反应除生成NaClO3外，还有NaCl；(4)结合nCO3＋H2SO4===nSO4＋H2O＋CO2↑，n(nCO3)＝n(CO2)＝0.01 ol，(nCO3)＝1.15 g，(nO)＝12.69 g－1.15 g－8.7 g＝2.84 g(即0.04 ol)，结合(2)知，至少加入n(ClO－3)＝(0.01 ol＋0.04 ol)×25＝0.02 ol。
答案：(1)nO、nCO3
(2)5n2＋ 2 4H2O 5 1 8H＋
(3)蒸发皿 酒精灯 玻璃棒 NaCl
(4)0.02