北京市高考化学三年(2020-2022)模拟(二模)题分类汇编-05离子反应及其发生条件与应用
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一、单选题
1.(陕西省咸阳市武功县2021届高三第一次质量检测化学试题)下列解释实验事实的方程式书写不正确的是
选项
事实
解释
A
向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色
2AgCl+S2-=Ag2S+2Cl-
B
将水蒸气通过灼热的铁粉,产生可燃性气体
2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2
C
向澄清石灰水中滴加少量小苏打溶液,产生白色沉淀
Ca2++OH-+HCO=CaCO3↓+H2O
D
将Cl2通入KBr溶液,无色溶液变黄色
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
A.A B.B C.C D.D
2.(北京市房山区2020届高三第二次模拟考试化学试题)下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是( )
A.氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解:Mg(OH)2+2NH=Mg2++2NH3·H2O
B.沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体:Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
C.用食醋能清洗水垢:CO+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑
D.84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+OH-
3.(北京市东城区2020届高三第二次模拟考试化学试题)下列离子方程式正确的是
A.溴化亚铁溶液中通入过量氯气:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
B.硫酸中加入少量氢氧化钡溶液:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
C.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
D.硝酸银溶液中加入过量氨水:Ag++NH3∙H2O=AgOH↓+NH4+
4.(北京市朝阳区2020届高三第二次学业水平等级性考试化学试题)下列解释事实的方程式不正确的是
A.用FeCl3溶液制作铜质印刷线路板:2Fe3++ Cu = Cu2++ 2Fe2+
B.Al片溶于NaOH溶液中产生气体:2Al + 2OH-=2+ H2↑
C.用难溶的MnS除去MnCl2溶液中含有的Pb2+:MnS(s) + Pb2+(aq) =PbS (s) + Mn2+(aq)
D.向银氨溶液中滴加乙醛后水浴加热,出现银镜:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
5.(北京市东城区2020届高三第二次模拟考试化学试题)实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。
实验操作
实验数据
测量下述实验过程的pH变化
下列分析不正确的是
A.①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与该反应
B.加入试剂体积相同时,②所得沉淀质量大于③所得沉淀质量
C.从起始到a点过程中反应的离子方程式为:Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
D.b点对应溶液中水的电离程度小于c点对应溶液中水的电离程度
6.(北京市丰台区2020届高三下学期高三综合练习(二)化学试题)下列解释事实的化学用语正确的是
A.用食醋清洗水垢:CO32-+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑
B.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
C.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红:CO32-+2H2O⇌H2CO3+2OH-
D.Na2O2吸收CO2作供氧剂:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
7.(北京市密云2020届高三第二次模拟考试化学试题)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+、NH4+、I-、CO32-
B.0.1mol•L-1KNO3溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、SO42-
C.使酚酞变红的溶液中:Na+、Mg2+、SO32-、NH4+
D.=1×10-12的溶液:K+、Na+、CO32-、HCO3-
8.(北京市海淀区2020届高三二模化学试题)常温下,下列各离子组在指定溶液中能大量存在的是
A.无色溶液中:
B.的溶液中:
C.使石蕊变红的溶液中:
D.的溶液中:
9.(北京市西城区2021届高三化学第二次模拟考试)下列解释事实的方程式正确的是
A.CO2通入过量的NaOH溶液中:CO2+OH-=
B.SO2的催化氧化反应:2SO2+O22SO3
C.过氧化钠做呼吸面具的供氧剂:Na2O2+CO2=Na2CO3+O2
D.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O⇌2H++Cl-+ClO-
10.(北京市房山区2021届高三二模化学试题)下列解释实验事实的化学方程式正确的是
A.Na和Cl形成NaCl的过程:
B.用FeCl3溶液“腐蚀”覆铜板:Fe3++ Cu = Fe2+ + Cu2+
C.用石墨电极电解CuCl2溶液:2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑
D.“84消毒液”中加少量醋增强漂白性:ClO-+H+= HClO
11.(北京市海淀区2021届高三二模化学试题)下列方程式与所给事实不相符的是
A.向酸性溶液中滴加溶液,溶液褪色:
B.向沸水中滴加饱和溶液,胶体:
C.向银氨溶液中滴加乙醛,水浴加热,析出光亮银镜:
D.用作潜水艇供氧剂:;
12.(北京市丰台区2021届高三第二次模拟考试化学试题)下列化学用语正确的是
A.氢氧化铝电离:Al(OH)3=Al3++3OH-
B.氯气溶于水:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C.氯气与石灰乳反应制漂白粉:2Cl2+Ca2++2OH-=2Cl-+Ca(ClO)2+2H2O
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴酚酞后溶液变红:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
13.(北京市顺义区2021届高三第二次统练化学试题)下列离子方程式正确的是
A.用小苏打治疗胃酸过多:HCO+H+=CO2↑+H2O
B.稀HNO3和铜反应:Cu+2NO+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O
C.钠和水反应:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
D.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
14.(北京市昌平区2022届高三二模化学试题)向铁粉中加入过量稀硫酸,可制备得到硫酸亚铁溶液,下列用来解释事实的方程式中合理的是
A.制备原理:Fe+2H++SO=FeSO4+H2↑
B.得到的溶液显酸性的主要原因:H2SO4=2H++SO
C.得到的溶液在空气中变质:4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3
D.向制备得到的溶液中滴加氢氧化钠溶液只发生反应:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
15.(北京市昌平区2022届高三二模化学试题)如图所示,先在小烧杯中加入0.01mol/LBa(OH)2溶液50mL,再滴入几滴酚酞溶液,接通电源,再向滴定管小烧杯中匀速滴加0.2mol/LH2SO4溶液3mL,可观察到的现象有:①小灯泡变暗直至熄灭②溶液颜色变浅直至褪去③产生白色沉淀④小灯泡变亮,以下说法正确的是
A.现象③可说明溶液中H+与OH-发生反应
B.溶液颜色变浅的原因是反应中酚酞被消耗
C.小灯泡变暗直至熄灭的原因是溶液中自由移动的离子浓度减小直至几乎为0
D.若将H2SO4换为Na2SO4,也会产生相似现象
16.(北京市房山区2022届高三第二次模拟测试化学试题)下列解释事实的方程式不正确的是
A.用食醋清洗水垢:CO+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑
B.84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O
C.用小苏打治疗胃酸过多:HCO+H+=CO2↑+H2O
D.用硫化钠除去废水中的汞离子:Hg2++S2-=HgS↓
17.(北京市东城区2022届高三综合练习(二模)化学试题)下列解释事实的方程式不正确的是
A.NO遇空气变为红棕色:2NO+O2=2NO2
B.用NaOH溶液吸收Cl2:OH-+Cl2=HClO+Cl-
C.明矾净水:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.向AgI悬浊液中滴加Na2S溶液,沉淀变黑:2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)
18.(北京市海淀区2022届高三二模化学试题)氧化铈(CeO2)是应用广泛的稀土氧化物。一种用氟碳铈矿(CeFCO3,含BaO、SiO2等杂质)为原料制备CeO2,的工艺如图。
下列说法不正确的是
A.滤渣A的主要成分为BaSO4和SiO2
B.步骤①、②中均有过滤操作
C.该过程中,铈元素的化合价变化了两次
D.步骤②反应的离子方程式为2Ce3++6HCO=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
19.(北京市顺义区2021-2022学年高三下学期4月第二次统练化学试题)下列解释事实的方程式正确的是
A.向硫酸铜溶液中加少量铁粉,溶液蓝色变浅:3Cu2++2Fe=2Fe3++3Cu
B.向硫化锌悬浊液中滴加硫酸铜溶液,有黑色沉淀生成:ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+ Zn2+(aq)
C.向氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸,一段时间后混合溶液的导电能力接近于0:H++SO+Ba2++OH-= BaSO4+H2O
D.装有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的烧瓶浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2 N2O4 △H>0
二、填空题
20.(北京市昌平区高三2020届第二次模拟化学试题)我国平原地区地下水质量差,铁、锰含量较高,需进行处理才能达到饮用水标准。地下水中铁锰的来源主要是矿物FeCO3和MnCO3。
(1)酸雨地区地下水中铁含量更高,结合化学用语从平衡移动角度解释原因_______。
(2)去除Fe2+
①除铁滤池经过曝气3~7天后,滤料表面形成______色物质,其成分是Fe(OH)3,使得溶液中Fe2+含量迅速下降,其作用过程如图所示。
②将过程ii的离子方程式补充完整:________。
过程i:Fe2++Fe(OH)3=[Fe(OH)2OFe]++H+
过程ii:4[Fe(OH)2OFe]++ +10H2O= +
③有利于提高过程ii反应速率的措施是______(填序号)。
A.降低温度 B.通入足量O2 C. 搅拌
(3)去除Mn2+
向除锰滤池中加入ClO2将Mn2+氧化为MnO2,随着反应进行,滤池溶液的pH___(填“变大”“变小”或“不变”)。
三、实验题
21.(北京市昌平区2022届高三二模化学试题)某小组同学探究漂白精片(主要有效成分:次氯酸钙)与氯化铜反应产物,操作及现象如表:
序号
操作
现象
实验I
取研磨成粉状的漂白精片10g和少量氯化铜固体放入烧杯中,加足量水搅拌
产生黑色悬浊液,同时有大量气泡产生
(1)甲同学预测气泡主要为Cl2,乙同学不认同甲的观点,理由如表:
理由
对应的离子方程式
ClO-与Cl-需在酸性条件下反应生成Cl2
①
Ca(ClO)2溶液显碱性
②
写出离子方程式:①____,②____。
(2)猜测气泡可能为O2,并通过实验证实了猜测,实验操作及现象是____。
(3)对悬浊液成分进行探究。
①预测悬浊液成分为CuO,进行如图操作。
经验证无色气体为O2,蓝色溶液为CuSO4。此时可推断悬浊液中____(选填序号)CuO。
a.一定有 b.可能有 c.一定没有
②查阅资料,悬浊液中有高铜酸钙:Ca(CuO2)2,实验I中主要发生了以下反应:
i____。(写出该反应的离子方程式)
ii.i中生成的Ca(CuO2)2部分分解:2Ca(CuO2)2=2CaCuO2+2CuO+O2↑
(4)查阅资料:某些低价金属化合物在碱性条件下能被某些强氧化剂氧化为高价酸根离子。小组同学设计如图流程制备高铁酸钾:
FeCl2溶液溶液CK2FeO4溶液
写出第一步反应的离子方程式____。
四、工业流程题
22.(北京市东城区2020届高三第二次模拟考试化学试题)氯化亚铜(CuCl)可用于冶金、电镀等行业,其制备的一种工艺流程如下:
I.溶解:取海绵铜(主要含Cu和CuO),加入稀硫酸和NH4NO3的混合溶液,控制溶液温度在60~70℃,不断搅拌至固体全部溶解,得蓝色溶液(过程中无气体产生);
II.转化:向蓝色溶液中加入(NH4)2SO3和NH4Cl,充分反应后过滤,得到CuCl粗品;
III.洗涤:CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗涤,烘干后得到CuCl产品。
【资料】CuCl固体难溶于水,与Cl-反应生成可溶于水的络离子[CuCl2]-;潮湿的CuCl固体露置于空气容易被氧化。
(1)过程I中:
①本工艺中促进海绵铜溶解的措施有________。
②氧化铜溶解的离子方程式是________。
③充分反应后NH4+的浓度约为反应前的2倍,原因是________。
(2)过程II中:
①(NH4)2SO3的作用是_________。
②NH4Cl的用量对铜的沉淀率的影响如下图所示。
n(NH4Cl)/n(Cu2+)1.1时,CuCl的沉淀率下降的原因是________(用离子方程式表示)。
(3)过程III中,用乙醇洗涤的目的是________。
(4)产品纯度测定:量取CuCl产品a g于锥形瓶中,加入足量的酸性Fe2(SO4)3溶液使其充分溶解,然后用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定Fe2+,消耗KMnO4溶液b mL。(本实验中的MnO4-被还原为Mn2+,不与产品中杂质和Cl-反应)。
①CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的离子方程式是_________。
②产品中CuCl(摩尔质量为99g/mol)的质量分数为_________。
23.(北京市丰台区2021届高三第二次模拟考试化学试题)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料,广泛用作有机合成催化剂。
资料
1.水溶液中存在平衡:2Cl-(aq)+CuCl(s)CuCl(aq)。
2.CuCl是难溶于水的白色固体,在热水中迅速水解生成Cu2O。
3.CuCl在潮湿的空气中易被氧化,生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl。
Ⅰ.实验室中用纯净的CuCl2固体可制备CuCl。取75gCuCl2固体于烧杯中,加入100mL0.2mol/L盐酸和水配成200mL溶液,然后在溶液中通入SO2气体。
(1)结合化学用语解释加入盐酸的主要目的是___。
(2)溶液中通入SO2气体后,发生反应的离子方程式为___。
Ⅱ.工业中,用初级铜矿粉(主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等)为原料制备CuCl。流程如图:
(3)“酸浸”中,加入稀H2SO4不宜过量太多的原因是__。
(4)用化学用语解释,析出的CuCl晶体不能用水洗涤的原因是___。
(5)合成过程中适宜的反应条件为___。
(6)若要制99.5gCuCl,理论上至少需要含Cu2S50%的铜矿粉的质量为___g。
(7)相同时间内,反应物在最佳配比条件下,温度对CuCl产率影响如图所示。溶液温度控制在58℃时,CuCl产率最大,随温度升高CuCl产率降低,其原因是__。(答出2条即可)
24.(北京市昌平区2022届高三二模化学试题)镀镍生产过程中产生的酸性硫酸镍废液(含有Fe2+、Zn2+、Mg2+、Ca2+等杂质离子),通过精制提纯可制备高纯硫酸镍,部分流程如图:
资料1:25℃时,生成氢氧化物沉淀的pH
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Mg(OH)2
Ca(OH)2
Ni(OH)2
开始沉淀时
6.3
1.5
6.2
9.1
11.8
6.9
完全沉淀时
8.3
2.8
8.2
11.1
13.8
8.9
注:金属离子的起始浓度为0.1mol/L.
资料2:25℃时,Ksp(CaF2)=4×10-11,Ksp(MgF2)=9×10-9,ZnF2易溶于水。
资料3:P204(二乙基己基磷酸)萃取金属离子的反应为:x +Mx+M+xH+
(1)操作1、2的名称是____,操作3的名称是____。
(2)操作1中加入Cl2的主要目的是____。
(3)NiF2溶液参与反应的离子方程式是____。杂质离子沉淀完全时,溶液中c(F-)=____mol/L(c(杂质离子)≤10-5mol/L即可视为沉淀完全)。
(4)滤液b中含有的微粒主要有____。
(5)在硫酸盐溶液中,P204对某些金属离子的萃取率与pH关系如图所示,在一定范围内,随着pH升高,萃取率升高的原因是____。
(6)在母液中加入其它物质,可制备操作1中所需Ni(OH)2浆液,写出制备的离子方程式____。
参考答案:
1.B
【详解】A.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,发生沉淀的转化,离子反应为2AgCl+S2-═Ag2S+2Cl-,故A正确;
B.水蒸气通过灼热铁粉,生成黑色固体为四氧化三铁,正确的化学方程式为;故B错误;
C.澄清石灰水中滴加少量的小苏打溶液,反应的离子方程式为:Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O,故C正确;
D.Cl2通入KBr溶液发生氧化还原反应生成溴单质和氯化钾,离子反应为Cl2+2Br-═2Cl-+Br2,故D正确。
答案选B。
2.A
【详解】A. 氢氧化镁为中强碱,与NH反应生成弱碱NH3·H2O,离子方程式正确,A正确;
B. 沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体,由于Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,则离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,B错误;
C. CaCO3难溶于水,在离子方程式中不能改写成离子,则离子方程式为:CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,C错误;
D. 84消毒液与洁厕灵混用产生氯气和水,则离子方程式为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,D错误;
答案选A。
3.A
【详解】A. 过量的氯气将Fe2+和Br-氧化,离子方程式正确,A正确;
B. 硫酸电离成两个H+和一个SO42-,氢氧化钡电离成一个Ba2+和两个OH-,离子方程式为:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,B错误;
C. 苯酚的酸性比碳酸弱,比碳酸氢根强,苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸氢根,离子方程式为:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-,C错误;
D. 氨水过量,AgOH沉淀溶解成Ag(NH3)2OH,离子方程式为:Ag++2NH3∙H2O = [Ag(NH3)2]+ +2H2O ,D错误;
答案选A。
4.B
【详解】A.用FeCl3溶液制作铜质印刷线路板时发生反应的离子方程式为2Fe3+ + Cu =Cu2+ + 2Fe2+,故A正确;
B.Al片溶于NaOH溶液中产生气体时发生反应的离子方程式为2Al +2H2O+ 2OH- = 2+ 3H2↑,故B错误;
C.用难溶的MnS除去MnCl2溶液中含有的Pb2+时发生反应的离子方程式为MnS(s) + Pb2+ (aq) =PbS (s) + Mn2+(aq) ,故C正确;
D.向银氨溶液中滴加乙醛后水浴加热,出现银镜时发生反应的离子方程式为CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,故D正确;
故答案为B。
5.C
【详解】A.②中反应的离子方程式为:Ca2++CO32-=CaCO3↓,①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与该反应,故A不选;
B.加入试剂体积相同时,③中除生成沉淀外还生成水,增加的水会溶解部分沉淀,②所得沉淀质量大于③所得沉淀质量,故B不选;
C.开始氢氧化钙过量,碳酸氢根全部反应,从起始到a点过程中反应的离子方程式为:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O,故C选;
D.b点对应溶液碱溶液,抑制水的电离,c点对应的溶液为碳酸钠溶液,水解促进水的电离,b点水的电离程度小于c点对应溶液中水的电离程度,故D不选;
故选C。
6.D
【详解】A.水垢的成分是碳酸钙,碳酸钙和醋酸都不能拆成离子形式,用食醋清洗水垢发生的反应有:CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑,故A错误;
B.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水,铵根离子和碳酸氢根离子都参与反应,正确的离子方程式为:NH4++HCO3−+Ca2++2OH−═CaCO3↓+H2O+NH3⋅H2O,故B错误;
C.碳酸是二元弱酸,分步水解,CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,溶液显碱性,酚酞遇碱变红,故C错误;
D.Na2O2吸收CO2生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故D正确;
答案选D。
7.B
【详解】A.Fe3+为黄色的离子,与溶液无色不符,且Fe3+与I-发生氧化还原反应,Fe3+与CO32-发生双水解反应,都不能大量共存,A错误;
B.在KNO3溶液中,Na+、Fe2+、Cl-、SO42-不发生反应,能大量共存,B正确;
C.使酚酞变红的溶液是碱性溶液, Mg2+、NH4+均能和OH-发生反应,不能共存,C错误;
D.由比值可知,溶液显碱性,HCO3-和OH-发生反应,不能共存,D错误;
故选B。
8.D
【详解】A. 在水溶液中显紫色,不符合题意要求,A错误;
B. 与发生氧化还原反应,不能共存,B错误;
C. 使石蕊变红的溶液为酸性溶液,与反应生成亚硫酸,不能共存,C错误;
D. 的溶液为碱性溶液,均能共存,D正确;
故答案为:D。
9.B
【详解】A.CO2通入过量的NaOH溶液中发生如下反应:,故A错误;
B.SO2的催化氧化反应:2SO2+O22SO3,故B正确;
C.过氧化钠做呼吸面具的供氧剂发生如下反应:,故C错误;
D.氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,次氯酸为弱酸不能拆分,故D错误;
综上答案为B。
10.A
【详解】A.NaCl为由钠离子和氯离子形成的离子化合物,其形成过程为:,A正确;
B.选项所给离子方程式电荷不守恒,正确离子方程式为2Fe3++ Cu = 2Fe2+ + Cu2+,B错误;
C.电解氯化铜溶液时,阴极Cu2+先放电,总反应为2Cl-+Cu2+Cu+Cl2↑,C错误;
D.醋酸为弱酸,不能写成离子,正确离子方程式为ClO-+CH3COOH=HClO+CH3COO-,D错误;
故选A。
11.B
【详解】A. 酸性溶液与溶液反应生成二氧化碳、Mn2+和水,则离子方程式为:,A正确;
B. 向沸水中滴加饱和溶液得到胶体:则,B不正确;
C.银氨溶液与乙醛经水浴加热,得到乙酸铵、银、氨气和水:,C正确;
D. 能分别与水、二氧化碳反应生成氧气,可作供氧剂:;,D正确;
答案选B。
12.D
【详解】A.氢氧化铝是两性氢氧化物,既能电离出H+也能电离出OH-,因而其有酸式电离和碱式电离:Al3++3OH-Al(OH)3H+ + AlO + H2O,故A错误;
B.氯气溶于水的离子方程式是Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,次氯酸是弱酸,不能拆成离子,故B错误;
C.漂白粉的主要成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2]和氯化钙,工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,同时有水生成,反应的离子方程式为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl-+ClO- +H2O,故C错误;
D.Mg(OH)2悬浊液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),滴酚酞后溶液变红,故D正确;
故选D。
13.A
【详解】A.小苏打为NaHCO3,胃酸主要为HCl,因此用小苏打治疗胃酸过多发生的反应为:HCO+H+=CO2↑+H2O,A正确;
B.稀HNO3和铜反应生成NO,而不是NO2,B错误;
C.钠和水反应生成NaOH和H2,反应的离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,C错误;
D.醋酸是弱酸,在离子方程式中不拆写,D错误;
答案选A。
14.B
【详解】A.FeSO4是强电解质,需要拆写后,并删减不参加反应的离子,正确的离子方程式为Fe+2H+=+H2↑,A错误;
B.由于稀硫酸过量,故反应后所得溶液为H2SO4和FeSO4的混合溶液,H2SO4的电离和FeSO4的水解都能使溶液呈酸性,但是H2SO4的电离是完全进行的,FeSO4的水解是可逆反应,且会被H2SO4的电离抑制,故溶液显酸性的主要原因是H2SO4的电离,B正确;
C.由于稀硫酸过量,反应所得溶液显酸性,则溶液在空气中变质的原因是4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,C错误;
D.由于稀硫酸过量,故反应后所得溶液为H2SO4和FeSO4的混合溶液,向所得溶液中滴加NaOH溶液,发生的离子反应有:H++OH-=H2O(优先进行),Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,D错误;
故选B。
15.C
【详解】A.现象③中产生了白色沉淀,氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,故产生白色沉淀的实质是钡离子与硫酸根离子不能共存,生成硫酸钡白色沉淀,故A错误;
B.酚酞遇酸性溶液或中性溶液不变色,遇碱性溶液变红色,故溶液颜色变浅的原因是随着反应的进行,溶液的碱性逐渐减弱导致的,故B错误;
C.氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,实质是氢离子与氢氧根结合生成水分子,钡离子与硫酸根离子生成硫酸钡白色沉淀,随着反应的进行溶液中自由移动的离子浓度逐渐减少直至几乎为0,故小灯泡变暗直至熄灭,故C正确;
D.若将H2SO4换为Na2SO4,硫酸钠与氢氧化钡会生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,会生成白色沉淀,而且溶液显碱性,溶液中一直存在自由移动的离子,因此产生的实验现象与上述实验不同,故D错误;
故答案选C
16.A
【详解】A.碳酸钙为沉淀,不能拆成离子,正确离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+H2O+CO2↑+Ca2+,A错误;
B.84消毒液主要成分为NaClO,洁厕灵主要成分为盐酸,二者混合后发生归中反应生成氯气,离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,B正确;
C.小苏打为NaHCO3,可以和胃酸即HCl反应生成二氧化碳和水,离子方程式为HCO+H+=CO2↑+H2O,C正确;
D.硫化钠可以和汞离子生成硫化汞沉淀,离子方程式为Hg2++S2-=HgS↓,D正确;
综上所述答案为A。
17.B
【详解】A.NO遇空气,会与空气中的O2反应:2NO+O2=2NO2,生成红棕色气体NO2,A正确;
B.用NaOH溶液吸收Cl2,由于溶液呈碱性,HClO不能稳定存在,所以离子方程式为2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O,B不正确;
C.明矾溶于水,Al3+会发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3(胶体)具有吸附水中悬浮颗粒物的能力,所以可用于净水,C正确;
D.由于Ag2S的Ksp比AgI的Ksp还小,所以向AgI悬浊液中滴加Na2S溶液,发生反应:2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq),从而产生黑色沉淀,D正确;
故选B。
18.C
【分析】由流程可知,氟碳铈矿在空气中焙烧主要将CeFCO3转化为CeO2和CeF4,Ce3+被氧化为Ce4+,然后再用硫酸浸取,Ce4+进入溶液中,SiO2不反应,BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀,过滤分离,即滤渣A为SiO2、BaSO4,滤液中加还原剂将Ce4+还原Ce3+,再加入碳酸氢铵使Ce3+转化为Ce2(CO3)3,最后灼烧分解生成CeO2,据此解答。
【详解】A.由上述分析可知,滤渣A的主要成分为BaSO4和SiO2,故A正确;
B.步骤①、②中均分离出沉淀,所以均为过滤操作,故 B正确;
C.焙烧、滤液还原、灼烧时铈元素的化合价均变化,所以共三次,故C错误;
D.步骤②加入碳酸氢铵使Ce3+转化为Ce2(CO3)3,反应的离子方程式为:2Ce3++6HCO=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O,故D正确;
故答案选C。
19.B
【详解】A.向硫酸铜溶液中加少量铁粉,溶液蓝色变浅,铁变为亚铁离子:Cu2++Fe=Fe2++Cu,故A错误;
B.向硫化锌悬浊液中滴加硫酸铜溶液,有黑色沉淀CuS生成:ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+ Zn2+(aq),故B正确;
C.向氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸,一段时间后混合溶液的导电能力接近于0,说明两者恰好完全反应完:2H++SO+Ba2++2OH-= BaSO4+2H2O,故C错误;
D.装有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的烧瓶浸泡在冷水中,颜色变浅,说明平衡逆向移动,则降低温度,逆向是吸热反应,则得出:2NO2 N2O4△H<0,故D错误。
综上所述,答案为B。
20. FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq),酸雨中含H+,结合CO32-,使得平衡正向移动,增大地下水中Fe2+的浓度 红褐 4[Fe(OH)2OFe]++O2+10H2O=8Fe(OH)3+4H+ BC 变小
【分析】(1)根据FeCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡分析;
(2)①根据Fe(OH)3是红褐色难溶性物质分析;
②根据题目已知条件,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒,书写方程式;
③根据化学反应速率的影响因素分析;
(3)结合发生的氧化还原反应,分析溶液中H+离子浓度变化进行判断。
【详解】(1)FeCO3难溶于水,在溶液中存在沉淀溶解平衡:FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32-(aq),酸雨中含有H+浓度较大,H+结合CO32-形成HCO3-,使得溶液中c(CO32-)浓度降低,沉淀溶解平衡正向移动,最终使地下水中Fe2+的浓度增大;
(2)①除铁滤池经过曝气3~7天后,表面被氧化产生Fe(OH)3,由于Fe(OH)3是红褐色难溶性物质,因此会看到滤料表面形成红褐色物质;
②根据电子守恒、原子守恒电荷守恒,可得过程ii的离子方程式为:4[Fe(OH)2OFe]++O2+10H2O=8Fe(OH)3+4H+;
③A. 降低温度,物质具有的能量降低,反应速率减低,A不符合题意;
B. 通入足量O2,增大了反应物浓度,化学反应速率加快,B符合题意;
C. 搅拌能够使反应物充分接触,反应物接触面积增大,反应速率加快,C符合题意;
故合理选项是BC;
(3)向除锰滤池中加入ClO2可将Mn2+氧化为MnO2,在溶液中发生反应:2ClO2+6H2O+5Mn2+=2Cl-+5MnO2+12H+,可见随着反应进行,滤池溶液中c(H+)增大,导致溶液的酸性增强,溶液的pH变小。
【点睛】本题考查了化学反应速率的影响因素、沉淀溶解平衡及氧化还原反应的应用。掌握有关概念、反应原理是本题解答的关键。对于有电子转移的离子反应,在方程式书写时,要同时遵循电子守恒、电荷守恒和原子守恒,同时应注意物质的溶解性及电解质的强弱、物质的拆分原则,题目考查了学生应用能力和接受信息及处理能力。
21.(1)
(2)将带火星的木条伸入烧杯中,木条复燃
(3) b
(4)
【详解】(1)次氯酸跟与氯离子反应生成氯气,离子反应方程式为:;次氯酸钙溶液显碱性是由于次氯酸跟的水解,离子反应方程式为:;
(2)若产生的气体为氧气,可使带火星的木条复燃,故实验操作为:将带火星的木条伸入烧杯中,木条复燃;
(3)预测悬浊液成分为CuO,加稀硫酸后有气体产生,同时还有蓝色溶液生成,故悬浊液成分不一定是CuO,但也不能确定悬浊液中是否有CuO存在,故选b;
(4)实验1中i的反应为生成Ca(CuO2)2的反应,离子反应方程式为:;根据题干信息,某些低价金属化合物在碱性条件下能被某些强氧化剂氧化为高价酸根离子,故亚铁离子在碱性条件下被次氯酸钠氧化成高铁酸根,加KOH后生成高铁酸钾。第一步的离子反应方程式为:。
22. 控制温度在60~70℃、不断搅拌 CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O NO3-几乎全部被还原为NH4+ 还原剂 CuCl + Cl- = [CuCl2]- 去除CuCl固体表面的水,防止其被空气氧化 CuCl + Fe3+ = Cu2+ + Fe2++ Cl-
【分析】I.溶解:溶解步骤的温度应控制在60~70℃,原因是温度低溶解速率慢,温度过高NH4NO3易分解,该步骤中Cu与NH4NO3反应的离子方程式为(N元素被还原到最低价)4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O;
II.转化:发生反应的离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO42-+2H+;过滤得到固体为CuCl,滤液主要是硫酸铵和硫酸;
III.洗涤:CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗涤,去除CuCl固体表面的水,防止其被空气氧化,烘干后得到CuCl产品。
【详解】(1)①温度低溶解速率慢,温度过高NH4NO3易分解,本工艺中促进海绵铜溶解的措施有控制温度在60~70℃、不断搅拌。故答案为:控制温度在60~70℃、不断搅拌;
②氧化铜是碱性氧化物,与酸反应生成铜盐和水,氧化铜溶解的离子方程式是CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O。故答案为:CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O;
③充分反应后NH4+的浓度约为反应前的2倍,原因是:发生4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O反应,NO3-几乎全部被还原为NH4+。故答案为:NO3-几乎全部被还原为NH4+;
(2)①根据发生的反应;2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO42-+2H+,(NH4)2SO3的作用是还原剂。故答案为:还原剂;
②n(NH4Cl):n(Cu2+)1.1时,Cl-浓度增大,与CuCl络合生成可溶的络合物,CuCl的沉淀率下降的原因是CuCl + Cl- = [CuCl2]-。故答案为:CuCl + Cl- = [CuCl2]-;
(3)过程III中,用乙醇洗涤的目的是去除CuCl固体表面的水,防止其被空气氧化。 故答案为:去除CuCl固体表面的水,防止其被空气氧化;
(4)①铁离子具有氧化性,能将CuCl氧化,CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的离子方程式是CuCl + Fe3+ = Cu2+ + Fe2++ Cl-。故答案为:CuCl + Fe3+ = Cu2+ + Fe2++ Cl-;
②根据电子守恒得关系式:5CuCl~5e-~KMnO4,产品中CuCl(摩尔质量为99g/mol)的质量分数为= == 。故答案为:。
【点睛】本题考查混合物分离提纯,把握流程中的反应、物质的性质、离子反应的书写等为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,难点(4)计算CuCl的含量:根据电子守恒得关系式:5CuCl~5e-~KMnO4,计算CuCl的物质的量,再根据质量分数的计算公式计算。
23. Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加酸抑制了Cu2+的水解 SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO+2CuCl↓+4H+ 避免除杂步骤消耗更多的氨水和碳酸氢铵 4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl 温度不宜过高、控制HCl浓度不宜过高、隔绝空气 160 温度过高,CuCl水解生成Cu2O/CuCl被直接氧化/SO2逸出/HCl挥发
【分析】初级铜矿粉(主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等)中加入稀硫酸、二氧化锰,Cu2S和二氧化锰、稀硫酸发生氧化还原反应,发生的离子反应方程式为Cu2S+2MnO2+8H+=2Cu2++2Mn2++S+4H2O,杂质FeO、Fe2O3分别与稀硫酸反应,过滤生成的S,向滤液中加入氨水调节溶液的pH值,铁离子生成Fe(OH)3沉淀,加入碳酸氢铵,得到MnCO3沉淀,过滤,得到的滤液中含有Cu(NH3)4CO3,加热Cu(NH3)4CO3得到CuO, CuO与盐酸、二氧化硫反应:SO2+2CuO+2Cl-=2CuCl+SO,经过过滤、洗涤、真空干燥或隔绝空气干燥得产品, 以此解答。
【详解】(1)氯化铜溶液中存在平衡:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加酸抑制了Cu2+的水解,故答案为:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加酸抑制了Cu2+的水解;
(2)溶液中通入SO2气体后,二氧化硫将Cu2+还原为CuCl沉淀,Cu元素化合价由+2价下降到+1价,S元素化合价由+4价上升到+6价,根据得失电子守恒和质量守恒配平离子方程式为:SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO+2CuCl↓+4H+,故答案为:SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO+2CuCl↓+4H+;
(3)H2SO4过多会消耗“除杂”步骤中的氨水和碳酸氢铵,影响除杂效果,故答案为:避免除杂步骤消耗更多的氨水和碳酸氢铵;
(4)CuCl在潮湿的空气中易被氧化,生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl,若用水洗会生成Cu2(OH)3Cl,方程式为:4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl,故答案为:4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl;
(5)由(2)可知,合成步骤中发生反应SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO+2CuCl↓+4H+,结合CuCl在潮湿的空气中易被氧化可知,为了使反应更加充分地进行,合成过程中适宜的反应条件为温度不宜过高、控制HCl浓度不宜过高、隔绝空气,故答案为:温度不宜过高、控制HCl浓度不宜过高、隔绝空气;
(6)由Cu元素守恒得到关系式:Cu2S2CuCl,99.5gCuCl的物质的量为=1mol,理论上需要0.5mol Cu2S,其质量为160g/mol0.5mol=80g,理论上至少需要含Cu2S50%的铜矿粉的质量为=160g,故答案为:160;
(7)合成步骤中发生反应SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO+2CuCl↓+4H+,由图可知溶液温度控制在58℃时,CuCl产率最大,随温度升高CuCl产率降低,温度过高,CuCl水解生成Cu2O;CuCl被直接氧化;SO2逸出;HCl挥发可知,其原因是温度过高,CuCl水解生成Cu2O,CuCl被直接氧化,SO2逸出,HCl挥发;故答案为:温度过高,CuCl水解生成Cu2O,CuCl被直接氧化,SO2逸出,HCl挥发。
24.(1) 过滤 萃取分液
(2)将废液中的氧化为
(3) , 3×10-2
(4)Ni2+、Zn2+、F-、Cl-、
(5)萃取产生H+,随pH的升高H+被消耗,促进萃取金属离子的反应正向移动
(6)
【分析】酸性硫酸镍废液(含有Fe2+、Zn2+、Mg2+、Ca2+等杂质离子),加入Cl2氧化Fe2+,用Ni(OH)2调节溶液pH值,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去,再进行过滤,得滤渣为Fe(OH)3;得到滤液a含有Ni2+、Zn2+、Mg2+、Ca2+等离子,向滤液a加入NaF溶液,使Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀,再次进行过滤得到滤液b含有Ni2+、Zn2+等离子,加入萃取剂萃取Zn2+,有机相中含有锌,通过反萃取使萃取剂再生;萃余液含有Ni2+和硫酸根离子等,进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤等操作得到产品硫酸镍晶体,母液中加碱溶液得到Ni(OH)2可循环利用,据此分析解答。
(1)
操作1、2用于分离沉淀和溶液,故名称是过滤,操作3的名称是萃取分液。
(2)
操作1中加入Cl2的主要目的是将废液中的氧化为。
(3)
NiF2溶液使Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀,参与反应的离子方程式是,。已知,25℃时,Ksp(CaF2)=4×10-11,Ksp(MgF2)=9×10-9,则CaF2溶解度小于MgF2,钙离子先沉淀,镁离子后沉淀,已知(c(杂质离子)≤10-5mol/L即可视为沉淀完全,则杂质离子沉淀完全时,溶液中c(F-)mol/L。
(4)
结合流程与分析,滤液b中含有的微粒主要有Ni2+、Zn2+、F-、Cl-、离子。
(5)
P204(二乙基己基磷酸)萃取金属离子的反应为:x +Mx+M+xH+,萃取产生H+,随pH的升高H+被消耗,促进平衡正向移动,故P204对某些金属离子的萃取率随pH的升高而升高。
(6)
母液中含有Ni2+、加入强碱Ca(OH)2,可得到Ni(OH)2,多余钙离子可转化为硫酸钙沉淀在操作1中被过滤与氢氧化铁一起除去,故加入石灰乳可制备操作1中所需Ni(OH)2浆液,离子方程式。
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