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2019届二轮复习 离子方程式的书写、正误判断与离子共存 学案(全国通用)
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专题五 离子方程式的书写、正误判断与离子共存
[储知识·要点回扣]
■思维深化——做一做
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑。( )
(2)Mg(OH)2和稀盐酸反应:OH-+H+===H2O。( )
(3)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-。( )
(4)MnO2和浓盐酸混合加热:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。( )
(5)将Na投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu。( )
(6)Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。( )
(7)Zn和浓硫酸反应:Zn+2H+===H2↑+Zn2+。( )
(8)稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O。( )
(9)HS-的电离:HS-+H2O===H3O++S2-。( )
(10)向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)×
2.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的打“√”,不能大量共存的打“×”。
(1)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I-。( )
(2)含有大量NO的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO。( )
(3)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO。( )
(4)c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、NH、SO、S2O。( )
(5)使pH试纸显蓝色的溶液:Cu2+、NO、Fe3+、SO。( )
(6)使红色石蕊试纸变蓝的溶液:SO、CO、Na+、K+。( )
(7)常温下=1×10-12的溶液:K+、AlO、CO、Na+。( )
(8)中性溶液:Fe3+、Al3+、NO、SO。( )
(9)使甲基橙变红色的溶液:Mg2+、K+、SO、SO。( )
(10)c(H+)水=10-12 mol·L-1的溶液:Na+、K+、CO、SO。( )
(11)使酚酞变红色的溶液:Na+、Cu2+、Fe2+、NO。( )
(12)0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:Al3+、SO、Cl-、K+。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)× (12)×
[探高考·真题鉴赏]
1.(2016·全国高考卷Ⅱ节选)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析:向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色主要是过氧化氢将氯化亚铁中的二价铁氧化成三价铁的缘故,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
答案:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
2.(2016·全国高考卷Ⅲ节选)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_____________________________________。
解析:NaClO2溶液具有氧化性,则脱硝过程中主要反应的离子方程式为4OH-+3ClO+4NO===4NO+3Cl-+2H2O。
答案:4OH-+3ClO+4NO===4NO+3Cl-+2H2O
3.(2017·全国高考卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:
回答下列问题:
“酸浸”后,钛主要以TiOCl形式存在,写出相应反应的离子方程式________________________________________________________________________。
解析:根据流程可知所加酸为盐酸,铁元素价态应保持不变,依然为+2价,所以答案为FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl+2H2O。
答案:FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl+2H2O
[研考纲·聚焦素养]
最新考纲
1.了解离子反应的概念,离子反应发生的条件。
2.能正确书写离子方程式。
核心素养
1.宏观辨识与微观探析:用符号(离子方程式)表示化学反应,从微观层面理解化学变化的本质。
2.变化观念与平衡思想:通过离子共存问题,多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。
3.证据推理与模型认知:根据判断离子反应的能否发生,体会通过分析、推理等方法认识离子反应的本质特征,并能运用离子反应原理解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
4.科学探究与创新意识:利用特征离子反应或物质进行定性研究或判断,能发现和提出有探究价值的问题。
[题型突破·通法悟道] 摆题型示例 巧取应考宝典
题型一 离子方程式书写、正误判断及应用
[研——题型探究]
►角度一 离子方程式的含义及应用
1.下列反应可用离子方程式“H++OH-===H2O”表示的是( )
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
解析:NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合,生成H2O和BaSO4沉淀,A错误;NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合有NH3·H2O生成,B错误;HNO3溶液与KOH溶液混合后离子方程式为“H++OH-===H2O”,C正确;Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合,Na2HPO4只拆成Na+、HPO,D错误。
答案:C
题中D项将Na2HPO4改为NaHSO4,反应的离子方程式为_________________________。
提示:硫酸为强酸,NaHSO4在溶液中可拆成H+、SO、Na+,故离子方程式为H++OH-===H2O。
拓展思考
2.(2016·北京高考卷)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
解析:在Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4时反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;在Ba(OH)2溶液中滴入NaHSO4时首先发生Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O,当溶液中Ba2+反应完时,发生的反应是OH-+H+===H2O,故①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,故A选项正确;b点Ba2+反应完,而OH-剩余,故B选项正确;对于曲线①来说,c点溶液中的溶质是H2SO4,而曲线②的c点溶液显碱性,故C选项错误;由上述分析可知,a、d两点的Ba(OH)2完全反应,故D选项正确。
答案:C
[题型建模]
溶液的导电能力只与溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷数有关系,与离子种类无关。离子浓度越大,离子所带电荷越多,则溶液的导电能力越强。►角度二 离子方程式的正误判断
3.下列离子方程式不正确的是( )
A.硫酸铁溶液中滴入硫氰化钾溶液:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
B.少量SO2气体通入足量的NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-===Cl-+SO+2H+
C.硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
D.含0.03 mol NaHCO3的溶液和0.02 mol Ca(OH)2的溶液混合:3HCO+2Ca2++3OH-===CO+2CaCO3↓+3H2O
解析:Fe2(SO4)3、KSCN、K2SO4都是可溶性盐,离子方程式中改写成离子,Fe(SCN)3不改写,所以A正确;NaClO能够氧化SO2生成SO和Cl-,NaClO足量时,反应后溶液不可能呈酸性,所以离子方程式为SO2+H2O+3ClO-===Cl-+SO+2HClO,B不正确;当溶液呈中性时,硫酸氢钠与氢氧化钡按物质的量2∶1参加反应,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,C正确;D项,HCO 0.03 mol、OH-0.04 mol,所以反应OH-0.03 mol,生成0.03 mol CO,0.03 mol CO与0.02 mol Ca2+反应时生成CaCO3沉淀0.02 mol,剩余CO 0.01 mol,所以反应的离子方程式为3HCO+2Ca2++3OH-===CO+2CaCO3↓+3H2O,正确。
答案:B
[题型建模] “四两”破千题——离子方程式正误判断要注意“4个两”
►角度三 定量型离子方程式的书写
4.按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)NaHCO3溶液分别与①少量澄清石灰水、②过量澄清石灰水反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液:①使SO 完全沉淀、②使Al3+完全沉淀、③n[KAl(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=4∶7。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向含有等物质的量的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中通入CO2气体,写出依次发生的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)①2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O
②HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
(2)①Al3++2SO+2Ba2++4OH-===AlO+2H2O+2BaSO4↓
②2Al3++3Ba2++3SO+6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
③4Al3++7SO+7Ba2++14OH-===2Al(OH)3↓+2AlO+4H2O+7BaSO4↓
(3)Ba2++2OH-+CO2===BaCO3↓+H2O,
2OH-+CO2===CO+H2O,
2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO,
CO+CO2+H2O===2HCO,
BaCO3+CO2+H2O===2HCO+Ba2+
[题型建模] 判断离子反应顺序的方法
判断反应产物与其他成分是否能大量共存。例如,某溶液中含有Al3+、NH、H+,向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应:NH+OH-===NH3·H2O,则生成的NH3·H2O与H+、Al3+都不能大量共存,会发生反应:NH3·H2O+H+===NH+H2O,Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。因此,OH-应先与H+反应,再与Al3+反应,最后与NH反应。判断离子反应先后顺序的总规则是先发生反应的反应产物与其他物质能大量共存。►角度四 信息型离子方程式的书写
5.(1)写出O2在碱性条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO(OH)2沉淀的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)Co(OH)3的离子方程式:
________________________________________________________________________。
答案:(1)2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
(2)4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O
(3)2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(4)2Co(OH)3+SO+4H+===2Co2++SO+5H2O
[题型建模] 氧化还原反应型离子方程式的书写程序
[练——即学即用]
1.(2018·江西南昌模拟)化学与生产、生活密切相关。下列与化学有关的事实及其相关化学方程式的书写都正确的是( )
选项
事实
化学方程式
A
家庭用的“84”消毒液与洁厕灵不能同时混合使用
HClO+H++Cl-===Cl2↑+H2O
B
可用生石灰做工业废气脱硫剂
2CaO+2SO2+O2===2CaSO4
C
可用蘸硫酸的玻璃棒检验输送氨气的管道是否漏气
H++NH3===NH
D
侯德榜用饱和食盐水、氨气、CO2制备纯碱
2NaCl+2NH3+CO2+H2O===2NH4Cl+Na2CO3
解析:“84”消毒液的主要成分为NaClO,洁厕灵的主要成分为盐酸,二者混合使用发生反应:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,A项错误;生石灰做工业废气脱硫剂时,CaO与SO2反应生成CaSO3,CaSO3可被氧气氧化为CaSO4,B项正确;硫酸没有挥发性,硫酸与氨气接触不产生白烟,不能用来检验输送氨气的管道是否漏气,可以用浓盐酸或浓硝酸,C项错误;侯德榜制碱法的原理是NaCl+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,D项错误。
答案:B
2.按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)NH4HCO3溶液分别与①少量NaOH溶液、②过量NaOH溶液反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液:
①使SO完全沉淀、②使Al3+刚好完全沉淀、③n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=2∶5。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)①HCO+OH-===CO+H2O
②NH+HCO+2OH-===CO+H2O+NH3·H2O
(2)①NH+Al3++2SO+2Ba2++4OH-===NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓
②2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
③NH+Al3++2SO+2Ba2++5OH-===NH3·H2O+AlO+2H2O+2BaSO4↓
3.月球是个丰富的矿产宝库,地球上已经探明的元素在月球上基本都能找得到。
(1)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。①某月壤样品经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为_______________________________。
②MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为________(写化学式)。
(2)取少量铝粉和Fe3O4反应后所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe3O4,理由是________________________________________________________________________(用离子方程式说明)。
解析:(1)①MgO是碱性氧化物,不溶于氢氧化钠溶液,SiO2是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应,离子方程式为SiO2+2OH-===SiO+H2O;②氧化镁、炭粉和氯气在一定条件下反应制备氯化镁,另一种生成物可以被氢氧化钠溶液完全吸收,则气体应该是二氧化碳,二氧化碳与足量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠;另外过量的氯气有毒也需要尾气处理,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠,则盐的化学式为NaCl、NaClO、Na2CO3。(2)铝热反应后所得的固体中有铁,即使Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe3+,也会与铁反应转化为Fe2+,滴加KSCN溶液无明显现象。
答案:(1)①SiO2+2OH-===SiO+H2O
②NaCl、NaClO、Na2CO3
(2)不能 Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O、2Fe3++Fe===3Fe2+
题型二 离子共存
[研——题型探究]
►角度一 常见限制条件
判断离子是否共存(能共存的打“√”,不能共存的打“×”)
1.“无色”“透明”
(1)某无色溶液中可能大量存在H+、Cl-、MnO。( )
(2)透明溶液中:Ca2+、Fe3+、Br-、NO。( )
答案:(1)× (2)√
规律方法:①Cu2+(蓝色)、Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO(紫红色)
②透明不一定“无色”。
2.“pH =1”“pH= 13”
(1)pH=1的溶液:Na+、NH、SO、S2O。( )
(2) pH=13的溶液:JP3]K+、Na+、CH3COO-、Br-。( )
答案:(1)× (2)√
规律方法:“pH<7”溶液显酸性,“pH>7”溶液显碱性,但要注意条件是室温。
3.“使甲基橙变红”“使酚酞变红”或“使石蕊变红”
(1)使甲基橙变红色的溶液:Mg2+、K+、SO、SO。( )
(2)使酚酞变红色的溶液:Na+、Cu2+、Fe2+、NO。( )
(3)使红色石蕊试纸变蓝的溶液:SO、CO、Na+、K+。( )
答案:(1)× (2)× (3)√
规律方法:①酸性溶液:pH试纸显红色;甲基橙显红色或橙色;石蕊溶液显红色。
②碱性溶液:pH试纸显蓝色;酚酞溶液显红色;石蕊溶液显蓝色。
4.“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
(1)1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO。( )
(2)0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:K+、NH、I-。( )
(3)0.1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液中:K+、NH、S2-、Br-。( )
答案:(1)× (2)× (3)×
规律方法:①含有大量NO的溶液中,在酸性条件下具有强氧化性。
②注意MnO、ClO-有强氧化性,S2-、I-、SO有强还原性。
►角度二 隐含条件
判断离子是否共存(能共存的打“√”,不能共存的打“×”)
5.“与Al反应放出H2”
(1)加Al能放出H2的溶液中:Cl-、NH、SO、HCO。( )
(2)与铝粉反应放出H2的无色溶液:NO、Al3+、Na+、SO。( )
答案:(1)× (2)×
规律方法:溶液既可显酸性(一定无NO)又可显碱性。
6.“由水电离出的c(H+)=1×10-n mol·L-1”
(1)水电离的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液中一定共存:K+、Na+、AlO、CO。( )
(2)由水电离的c(H+)=1×10-5 mol·L-1的溶液中:NH、Cl-、Na+、NO、SO。( )
答案:(1)× (2)√
规律方法:常温下由水电离出的c(H+)=1×10-n mol·L-1的溶液:n<7时溶液中的盐水解显酸性,n>7时说明溶液中存在酸且酸抑制水的电离。
[练——即学即用]
1.下列离子或分子组中,在相应的环境中能大量共存的是( )
选项
环境要求
离子
A
Fe2(SO4)3溶液中
K+、AlO、Cl-、NO
B
溶液pH>7
Na+、S2-、K+、ClO-
C
水电离产生的c(H+) =10-12 mol·L-1的溶液
ClO-、CO、NH、NO、SO
D
向溶液中逐滴滴加烧碱溶液先有沉淀产生,后沉淀消失
Na+、Al3+、Cl-、SO
解析:A项,在Fe2(SO4)3溶液中,AlO与Fe3+发生相互促进的水解反应,在溶液中不能大量共存;B项,S2-与ClO-发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存;C项,水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中存在大量H+或OH-,SO、ClO-、CO与H+反应,SO与ClO-发生氧化还原反应,NH与OH-反应,在溶液中一定不能大量共存;Na+、Al3+、Cl-、SO之间不发生反应,向溶液中逐滴滴加烧碱溶液先有氢氧化铝沉淀产生,氢氧化钠过量后沉淀消失,正确。
答案:D
2.制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH、Cl-、SO
B.加入少量NaClO溶液:NH、Fe2+、H+、SO、ClO-
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH、SO、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO、Cl-、ClO-、OH-
解析:Cl2过量,Fe2+不能大量存在:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,A错误;NaClO具有强氧化性,Fe2+不能大量存在,同时H+与ClO-生成弱电解质HClO,B错误;Fe2+、NH与OH-不能大量共存,C错误。
答案:D
[限时规范训练] 单独成册
对应学生用书第123页
1.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液:K+、Na+、SO、OH-
B.能使pH试纸显红色的溶液:Na+、NH、I-、NO
C.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液:Mg2+、Cl-、H+、SO
D.Kw/c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:K+、Na+、NO、SiO
解析:A项,NH、HCO均与OH-反应,在溶液中不能大量共存;B项,使pH试纸显红色的溶液呈酸性,酸性条件下NO能氧化I-;C项,CH3COO-与H+不能大量共存;D项,Kw/c(H+)=0.1 mol·L-1,即c(OH-)=0.1 mol·L-1,四种离子与OH-都不反应,能大量共存。
答案:D
2.含有下列各组离子的溶液中通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是( )
A.H+、Ba2+、Fe3+、NO,通入SO2气体
B.Ca2+、Cl-、K+、H+,通入CO2气体
C.AlO、Na+、Br-、SO,通入CO2气体
D.HCO、Na+、I-、HS-,加入AlCl3溶液
解析:A组离子之间不反应,能大量共存,但通入SO2气体与Fe3+(或H+、NO)发生氧化还原反应,不能大量共存;B组离子之间不反应,能大量共存,且通入CO2气体仍不反应,能大量共存;C组离子之间不反应,能大量共存,但通入CO2气体与AlO反应生成沉淀,不能大量共存;D组离子之间不反应,能大量共存,但加入AlCl3溶液与HCO(或HS-)发生相互促进的水解反应,不能大量共存。
答案:B
3.下列各组中离子能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是( )
选项
离子组
加入试剂
发生反应的离子方程式
A
Ca2+、Na+、CO
盐酸
CO+2H+===CO2↑+H2O
B
K+、NH3·H2O、CO
通入少量CO2
2OH-+CO2===CO+H2O
C
H+、Fe2+、SO
Ba(NO3)2溶液
SO+Ba2+===BaSO4↓
D
Na+、Al3+、Cl-
少量澄清石灰水
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
解析:A项,Ca2+与CO不能大量共存;B项,K+、NH3·H2O、CO能够大量共存,加少量二氧化碳后反应的离子方程式为2NH3·H2O+CO2===2NH+H2O+CO,错误;C项,H+和NO大量共存时有氧化性,能够氧化Fe2+,发生反应的离子方程式错误;D项,Na+、Al3+、Cl-能大量共存,加少量的澄清石灰水反应的离子方程式正确。
答案:D
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A.在100 mL 1 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液中通入足量SO2:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.在100 mL 2 mol·L-1的FeI2溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl2:4Fe2++ 6I-+5Cl2===4Fe3++3I2+10Cl-
C.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
D.向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液:Al3++2SO+2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlO+2H2O
解析:酸性溶液中,NO可氧化Fe2+,A项错误;100 mL 2 mol·L-1的FeI2溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl2的离子反应为2Fe2++8I-+5Cl2===2Fe3++4I2+10Cl-,B项错误;向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水的离子反应为HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,C项错误。
答案:D
5.向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸,下列离子方程式与事实不符的是( )
A.OH-+CO+2H+===HCO+H2O
B.2OH-+CO+3H+===HCO+2H2O
C.2OH-+CO+4H+===CO2↑+3H2O
D.OH-+CO+3H+===CO2↑+2H2O
解析:A.当氢氧化钠和碳酸钠的物质的量各为1 mol时,盐酸物质的量大于1 mol小于等于2 mol时,先发生反应:OH-+H+===H2O,然后发生CO+H+===HCO,将两个方程式相加得OH-+CO+2H+===HCO+H2O,故A正确;B.当氢氧化钠和碳酸钠的物质的量各为2 mol时,盐酸物质的量大于3 mol小于等于4 mol时,先发生反应:2OH-+2H+===2H2O,然后发生CO+H+===HCO,将两个方程式相加得2OH-+CO+3H+===HCO+2H2O,故B正确;C.当氢氧化钠和碳酸钠的物质的量各为2 mol时,盐酸物质的量为4 mol时,先发生反应:2OH-+2H+===2H2O,然后发生2CO+2H+===2HCO,将两个方程式相加得OH-+CO+2H+===HCO+H2O,故C错误;D.当NaOH和Na2CO3的物质的量都为1 mol,加入盐酸物质的量大于2 mol时,先发生反应:OH-+H+===H2O,1 mol氢氧化钠消耗1 mol盐酸,再发生反应CO+2H+===CO2↑+H2O,将两个方程式相加得OH-+CO+3H+===CO2↑+2H2O,故D正确。
答案:C
6.利用硫酸渣(主要含Fe2O3、FeO,杂质为Al2O3和SiO2等)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如下:
(1)“酸溶”时,Fe2O3与硫酸反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是FeS2、S和________(填化学式);Fe3+被FeS2还原的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“氧化”中,生成FeOOH的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)滤液Ⅱ中溶质是Al2(SO4)3和______________(填化学式);“洗涤”时,检验铁黄表面已洗涤干净的操作是
________________________________________________________________________。
解析:(2)硫酸渣加硫酸酸溶,得Fe3+、Fe2+、Al3+的溶液,加FeS2还原Fe3+,SiO2不溶于酸,滤渣Ⅰ中还有SiO2。反应物为Fe3+、FeS2(硫显-1价,铁显+2价),生成物有Fe2+(Fe3+被还原为Fe2+)、S(滤渣Ⅰ成分之一),根据得失电子守恒配平。(3)滤液Ⅰ中主要含Fe2+、Al3+,加空气氧化Fe2+为Fe3+,加氨水调节pH至3~4,沉淀Fe3+。反应物为Fe2+、O2、NH3·H2O,生成物有FeOOH、NH,根据电子守恒有4Fe2++NH3·H2O+O2―→4FeOOH↓+NH,根据电荷守恒配NH:4Fe2++8NH3·H2O+O2―→4FeOOH↓+8NH,根据原子守恒补水。(4)由(3)中反应可判断滤液Ⅱ中溶质为Al2(SO4)3、(NH4)2SO4。由滤液Ⅱ成分可知铁黄表面可溶性杂质是Al2(SO4)3、(NH4)2SO4,若洗涤干净,则洗涤液中无SO。
答案:(1)Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
(2)SiO2 2Fe3++FeS2===3Fe2++2S
(3)4Fe2++8NH3·H2O+O2===4FeOOH↓+8NH+2H2O
(4)(NH4)2SO4 取最后一次洗涤液,先加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明已洗涤干净
7.(1) AgNO3在光照条件下易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解反应的化学方程式为__________________________________________________________________。
(2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示:
反应Ⅰ的化学方程式为____________________________________________。
(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为8)中SO将NO2转化为NO,其离子方程式为_____________________________________________。
(4)CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒剂,反应可生成P的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式为_______________________________________________。
(5)H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(6)常温下利用Fe2+、Fe3+的相互转化,可将SO2转化为SO从而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4)。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(7)废旧干电池中的MnO2与FeS在70 ℃的硫酸中浸取,生成MnSO4和Fe2(SO4)3的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析:(1)由已知AgNO3在光照条件下易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,可推测红棕色气体为NO2,根据得失电子守恒和原子守恒,反应中还有氧气生成,故化学方程式为2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。
(2)由转化关系图可得反应Ⅰ:SO2、I2与H2O反应生成H2SO4和HI,故化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI。
(3)由已知,SO在碱性条件下将NO2还原为NO,本身被氧化为SO,离子方程式为SO+2NO2+2OH-===SO+2NO+H2O。
(4)由已知可得CuSO4溶液与P4反应生成H3PO4和铜,根据原子守恒,水参与反应,还生成硫酸,化学方程式为10CuSO4+P4+16H2O===4H3PO4+10Cu+10H2SO4。
(5)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,根据原子守恒,还有水做反应物,化学方程式为2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑。
(6)由题意,一个反应生成Fe3+,Fe3+在水溶液中氧化SO2,生成Fe2+和硫酸,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+。
(7)MnO2、FeS与硫酸溶液反应,生成MnSO4和Fe2(SO4)3,故化学方程式为9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O。
答案:(1) 2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
(2)SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
(3)SO+2NO2+2OH-===SO+2NO+H2O
(4)10CuSO4+P4+16H2O===4H3PO4+10Cu+10H2SO4
(5)2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
(6)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
(7)9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O
[储知识·要点回扣]
■思维深化——做一做
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑。( )
(2)Mg(OH)2和稀盐酸反应:OH-+H+===H2O。( )
(3)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-。( )
(4)MnO2和浓盐酸混合加热:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。( )
(5)将Na投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu。( )
(6)Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。( )
(7)Zn和浓硫酸反应:Zn+2H+===H2↑+Zn2+。( )
(8)稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O。( )
(9)HS-的电离:HS-+H2O===H3O++S2-。( )
(10)向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)×
2.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的打“√”,不能大量共存的打“×”。
(1)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I-。( )
(2)含有大量NO的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO。( )
(3)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO。( )
(4)c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、NH、SO、S2O。( )
(5)使pH试纸显蓝色的溶液:Cu2+、NO、Fe3+、SO。( )
(6)使红色石蕊试纸变蓝的溶液:SO、CO、Na+、K+。( )
(7)常温下=1×10-12的溶液:K+、AlO、CO、Na+。( )
(8)中性溶液:Fe3+、Al3+、NO、SO。( )
(9)使甲基橙变红色的溶液:Mg2+、K+、SO、SO。( )
(10)c(H+)水=10-12 mol·L-1的溶液:Na+、K+、CO、SO。( )
(11)使酚酞变红色的溶液:Na+、Cu2+、Fe2+、NO。( )
(12)0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:Al3+、SO、Cl-、K+。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)× (12)×
[探高考·真题鉴赏]
1.(2016·全国高考卷Ⅱ节选)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析:向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色主要是过氧化氢将氯化亚铁中的二价铁氧化成三价铁的缘故,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
答案:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
2.(2016·全国高考卷Ⅲ节选)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_____________________________________。
解析:NaClO2溶液具有氧化性,则脱硝过程中主要反应的离子方程式为4OH-+3ClO+4NO===4NO+3Cl-+2H2O。
答案:4OH-+3ClO+4NO===4NO+3Cl-+2H2O
3.(2017·全国高考卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:
回答下列问题:
“酸浸”后,钛主要以TiOCl形式存在,写出相应反应的离子方程式________________________________________________________________________。
解析:根据流程可知所加酸为盐酸,铁元素价态应保持不变,依然为+2价,所以答案为FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl+2H2O。
答案:FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl+2H2O
[研考纲·聚焦素养]
最新考纲
1.了解离子反应的概念,离子反应发生的条件。
2.能正确书写离子方程式。
核心素养
1.宏观辨识与微观探析:用符号(离子方程式)表示化学反应,从微观层面理解化学变化的本质。
2.变化观念与平衡思想:通过离子共存问题,多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。
3.证据推理与模型认知:根据判断离子反应的能否发生,体会通过分析、推理等方法认识离子反应的本质特征,并能运用离子反应原理解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
4.科学探究与创新意识:利用特征离子反应或物质进行定性研究或判断,能发现和提出有探究价值的问题。
[题型突破·通法悟道] 摆题型示例 巧取应考宝典
题型一 离子方程式书写、正误判断及应用
[研——题型探究]
►角度一 离子方程式的含义及应用
1.下列反应可用离子方程式“H++OH-===H2O”表示的是( )
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
解析:NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合,生成H2O和BaSO4沉淀,A错误;NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合有NH3·H2O生成,B错误;HNO3溶液与KOH溶液混合后离子方程式为“H++OH-===H2O”,C正确;Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合,Na2HPO4只拆成Na+、HPO,D错误。
答案:C
题中D项将Na2HPO4改为NaHSO4,反应的离子方程式为_________________________。
提示:硫酸为强酸,NaHSO4在溶液中可拆成H+、SO、Na+,故离子方程式为H++OH-===H2O。
拓展思考
2.(2016·北京高考卷)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
解析:在Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4时反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;在Ba(OH)2溶液中滴入NaHSO4时首先发生Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O,当溶液中Ba2+反应完时,发生的反应是OH-+H+===H2O,故①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,故A选项正确;b点Ba2+反应完,而OH-剩余,故B选项正确;对于曲线①来说,c点溶液中的溶质是H2SO4,而曲线②的c点溶液显碱性,故C选项错误;由上述分析可知,a、d两点的Ba(OH)2完全反应,故D选项正确。
答案:C
[题型建模]
溶液的导电能力只与溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷数有关系,与离子种类无关。离子浓度越大,离子所带电荷越多,则溶液的导电能力越强。►角度二 离子方程式的正误判断
3.下列离子方程式不正确的是( )
A.硫酸铁溶液中滴入硫氰化钾溶液:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
B.少量SO2气体通入足量的NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-===Cl-+SO+2H+
C.硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
D.含0.03 mol NaHCO3的溶液和0.02 mol Ca(OH)2的溶液混合:3HCO+2Ca2++3OH-===CO+2CaCO3↓+3H2O
解析:Fe2(SO4)3、KSCN、K2SO4都是可溶性盐,离子方程式中改写成离子,Fe(SCN)3不改写,所以A正确;NaClO能够氧化SO2生成SO和Cl-,NaClO足量时,反应后溶液不可能呈酸性,所以离子方程式为SO2+H2O+3ClO-===Cl-+SO+2HClO,B不正确;当溶液呈中性时,硫酸氢钠与氢氧化钡按物质的量2∶1参加反应,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,C正确;D项,HCO 0.03 mol、OH-0.04 mol,所以反应OH-0.03 mol,生成0.03 mol CO,0.03 mol CO与0.02 mol Ca2+反应时生成CaCO3沉淀0.02 mol,剩余CO 0.01 mol,所以反应的离子方程式为3HCO+2Ca2++3OH-===CO+2CaCO3↓+3H2O,正确。
答案:B
[题型建模] “四两”破千题——离子方程式正误判断要注意“4个两”
►角度三 定量型离子方程式的书写
4.按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)NaHCO3溶液分别与①少量澄清石灰水、②过量澄清石灰水反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液:①使SO 完全沉淀、②使Al3+完全沉淀、③n[KAl(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=4∶7。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向含有等物质的量的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中通入CO2气体,写出依次发生的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)①2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O
②HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
(2)①Al3++2SO+2Ba2++4OH-===AlO+2H2O+2BaSO4↓
②2Al3++3Ba2++3SO+6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
③4Al3++7SO+7Ba2++14OH-===2Al(OH)3↓+2AlO+4H2O+7BaSO4↓
(3)Ba2++2OH-+CO2===BaCO3↓+H2O,
2OH-+CO2===CO+H2O,
2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO,
CO+CO2+H2O===2HCO,
BaCO3+CO2+H2O===2HCO+Ba2+
[题型建模] 判断离子反应顺序的方法
判断反应产物与其他成分是否能大量共存。例如,某溶液中含有Al3+、NH、H+,向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应:NH+OH-===NH3·H2O,则生成的NH3·H2O与H+、Al3+都不能大量共存,会发生反应:NH3·H2O+H+===NH+H2O,Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。因此,OH-应先与H+反应,再与Al3+反应,最后与NH反应。判断离子反应先后顺序的总规则是先发生反应的反应产物与其他物质能大量共存。►角度四 信息型离子方程式的书写
5.(1)写出O2在碱性条件下将溶液中的Mn2+氧化成MnO(OH)2沉淀的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)Co(OH)3的离子方程式:
________________________________________________________________________。
答案:(1)2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
(2)4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O
(3)2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(4)2Co(OH)3+SO+4H+===2Co2++SO+5H2O
[题型建模] 氧化还原反应型离子方程式的书写程序
[练——即学即用]
1.(2018·江西南昌模拟)化学与生产、生活密切相关。下列与化学有关的事实及其相关化学方程式的书写都正确的是( )
选项
事实
化学方程式
A
家庭用的“84”消毒液与洁厕灵不能同时混合使用
HClO+H++Cl-===Cl2↑+H2O
B
可用生石灰做工业废气脱硫剂
2CaO+2SO2+O2===2CaSO4
C
可用蘸硫酸的玻璃棒检验输送氨气的管道是否漏气
H++NH3===NH
D
侯德榜用饱和食盐水、氨气、CO2制备纯碱
2NaCl+2NH3+CO2+H2O===2NH4Cl+Na2CO3
解析:“84”消毒液的主要成分为NaClO,洁厕灵的主要成分为盐酸,二者混合使用发生反应:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,A项错误;生石灰做工业废气脱硫剂时,CaO与SO2反应生成CaSO3,CaSO3可被氧气氧化为CaSO4,B项正确;硫酸没有挥发性,硫酸与氨气接触不产生白烟,不能用来检验输送氨气的管道是否漏气,可以用浓盐酸或浓硝酸,C项错误;侯德榜制碱法的原理是NaCl+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,D项错误。
答案:B
2.按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)NH4HCO3溶液分别与①少量NaOH溶液、②过量NaOH溶液反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液:
①使SO完全沉淀、②使Al3+刚好完全沉淀、③n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=2∶5。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)①HCO+OH-===CO+H2O
②NH+HCO+2OH-===CO+H2O+NH3·H2O
(2)①NH+Al3++2SO+2Ba2++4OH-===NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓
②2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
③NH+Al3++2SO+2Ba2++5OH-===NH3·H2O+AlO+2H2O+2BaSO4↓
3.月球是个丰富的矿产宝库,地球上已经探明的元素在月球上基本都能找得到。
(1)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。①某月壤样品经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为_______________________________。
②MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为________(写化学式)。
(2)取少量铝粉和Fe3O4反应后所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe3O4,理由是________________________________________________________________________(用离子方程式说明)。
解析:(1)①MgO是碱性氧化物,不溶于氢氧化钠溶液,SiO2是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应,离子方程式为SiO2+2OH-===SiO+H2O;②氧化镁、炭粉和氯气在一定条件下反应制备氯化镁,另一种生成物可以被氢氧化钠溶液完全吸收,则气体应该是二氧化碳,二氧化碳与足量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠;另外过量的氯气有毒也需要尾气处理,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠,则盐的化学式为NaCl、NaClO、Na2CO3。(2)铝热反应后所得的固体中有铁,即使Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe3+,也会与铁反应转化为Fe2+,滴加KSCN溶液无明显现象。
答案:(1)①SiO2+2OH-===SiO+H2O
②NaCl、NaClO、Na2CO3
(2)不能 Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O、2Fe3++Fe===3Fe2+
题型二 离子共存
[研——题型探究]
►角度一 常见限制条件
判断离子是否共存(能共存的打“√”,不能共存的打“×”)
1.“无色”“透明”
(1)某无色溶液中可能大量存在H+、Cl-、MnO。( )
(2)透明溶液中:Ca2+、Fe3+、Br-、NO。( )
答案:(1)× (2)√
规律方法:①Cu2+(蓝色)、Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO(紫红色)
②透明不一定“无色”。
2.“pH =1”“pH= 13”
(1)pH=1的溶液:Na+、NH、SO、S2O。( )
(2) pH=13的溶液:JP3]K+、Na+、CH3COO-、Br-。( )
答案:(1)× (2)√
规律方法:“pH<7”溶液显酸性,“pH>7”溶液显碱性,但要注意条件是室温。
3.“使甲基橙变红”“使酚酞变红”或“使石蕊变红”
(1)使甲基橙变红色的溶液:Mg2+、K+、SO、SO。( )
(2)使酚酞变红色的溶液:Na+、Cu2+、Fe2+、NO。( )
(3)使红色石蕊试纸变蓝的溶液:SO、CO、Na+、K+。( )
答案:(1)× (2)× (3)√
规律方法:①酸性溶液:pH试纸显红色;甲基橙显红色或橙色;石蕊溶液显红色。
②碱性溶液:pH试纸显蓝色;酚酞溶液显红色;石蕊溶液显蓝色。
4.“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
(1)1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、SO。( )
(2)0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:K+、NH、I-。( )
(3)0.1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液中:K+、NH、S2-、Br-。( )
答案:(1)× (2)× (3)×
规律方法:①含有大量NO的溶液中,在酸性条件下具有强氧化性。
②注意MnO、ClO-有强氧化性,S2-、I-、SO有强还原性。
►角度二 隐含条件
判断离子是否共存(能共存的打“√”,不能共存的打“×”)
5.“与Al反应放出H2”
(1)加Al能放出H2的溶液中:Cl-、NH、SO、HCO。( )
(2)与铝粉反应放出H2的无色溶液:NO、Al3+、Na+、SO。( )
答案:(1)× (2)×
规律方法:溶液既可显酸性(一定无NO)又可显碱性。
6.“由水电离出的c(H+)=1×10-n mol·L-1”
(1)水电离的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液中一定共存:K+、Na+、AlO、CO。( )
(2)由水电离的c(H+)=1×10-5 mol·L-1的溶液中:NH、Cl-、Na+、NO、SO。( )
答案:(1)× (2)√
规律方法:常温下由水电离出的c(H+)=1×10-n mol·L-1的溶液:n<7时溶液中的盐水解显酸性,n>7时说明溶液中存在酸且酸抑制水的电离。
[练——即学即用]
1.下列离子或分子组中,在相应的环境中能大量共存的是( )
选项
环境要求
离子
A
Fe2(SO4)3溶液中
K+、AlO、Cl-、NO
B
溶液pH>7
Na+、S2-、K+、ClO-
C
水电离产生的c(H+) =10-12 mol·L-1的溶液
ClO-、CO、NH、NO、SO
D
向溶液中逐滴滴加烧碱溶液先有沉淀产生,后沉淀消失
Na+、Al3+、Cl-、SO
解析:A项,在Fe2(SO4)3溶液中,AlO与Fe3+发生相互促进的水解反应,在溶液中不能大量共存;B项,S2-与ClO-发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存;C项,水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中存在大量H+或OH-,SO、ClO-、CO与H+反应,SO与ClO-发生氧化还原反应,NH与OH-反应,在溶液中一定不能大量共存;Na+、Al3+、Cl-、SO之间不发生反应,向溶液中逐滴滴加烧碱溶液先有氢氧化铝沉淀产生,氢氧化钠过量后沉淀消失,正确。
答案:D
2.制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH、Cl-、SO
B.加入少量NaClO溶液:NH、Fe2+、H+、SO、ClO-
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH、SO、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO、Cl-、ClO-、OH-
解析:Cl2过量,Fe2+不能大量存在:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,A错误;NaClO具有强氧化性,Fe2+不能大量存在,同时H+与ClO-生成弱电解质HClO,B错误;Fe2+、NH与OH-不能大量共存,C错误。
答案:D
[限时规范训练] 单独成册
对应学生用书第123页
1.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液:K+、Na+、SO、OH-
B.能使pH试纸显红色的溶液:Na+、NH、I-、NO
C.0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液:Mg2+、Cl-、H+、SO
D.Kw/c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:K+、Na+、NO、SiO
解析:A项,NH、HCO均与OH-反应,在溶液中不能大量共存;B项,使pH试纸显红色的溶液呈酸性,酸性条件下NO能氧化I-;C项,CH3COO-与H+不能大量共存;D项,Kw/c(H+)=0.1 mol·L-1,即c(OH-)=0.1 mol·L-1,四种离子与OH-都不反应,能大量共存。
答案:D
2.含有下列各组离子的溶液中通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是( )
A.H+、Ba2+、Fe3+、NO,通入SO2气体
B.Ca2+、Cl-、K+、H+,通入CO2气体
C.AlO、Na+、Br-、SO,通入CO2气体
D.HCO、Na+、I-、HS-,加入AlCl3溶液
解析:A组离子之间不反应,能大量共存,但通入SO2气体与Fe3+(或H+、NO)发生氧化还原反应,不能大量共存;B组离子之间不反应,能大量共存,且通入CO2气体仍不反应,能大量共存;C组离子之间不反应,能大量共存,但通入CO2气体与AlO反应生成沉淀,不能大量共存;D组离子之间不反应,能大量共存,但加入AlCl3溶液与HCO(或HS-)发生相互促进的水解反应,不能大量共存。
答案:B
3.下列各组中离子能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是( )
选项
离子组
加入试剂
发生反应的离子方程式
A
Ca2+、Na+、CO
盐酸
CO+2H+===CO2↑+H2O
B
K+、NH3·H2O、CO
通入少量CO2
2OH-+CO2===CO+H2O
C
H+、Fe2+、SO
Ba(NO3)2溶液
SO+Ba2+===BaSO4↓
D
Na+、Al3+、Cl-
少量澄清石灰水
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
解析:A项,Ca2+与CO不能大量共存;B项,K+、NH3·H2O、CO能够大量共存,加少量二氧化碳后反应的离子方程式为2NH3·H2O+CO2===2NH+H2O+CO,错误;C项,H+和NO大量共存时有氧化性,能够氧化Fe2+,发生反应的离子方程式错误;D项,Na+、Al3+、Cl-能大量共存,加少量的澄清石灰水反应的离子方程式正确。
答案:D
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A.在100 mL 1 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液中通入足量SO2:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.在100 mL 2 mol·L-1的FeI2溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl2:4Fe2++ 6I-+5Cl2===4Fe3++3I2+10Cl-
C.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
D.向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液:Al3++2SO+2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlO+2H2O
解析:酸性溶液中,NO可氧化Fe2+,A项错误;100 mL 2 mol·L-1的FeI2溶液中通入标准状况下5.6 L的Cl2的离子反应为2Fe2++8I-+5Cl2===2Fe3++4I2+10Cl-,B项错误;向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水的离子反应为HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,C项错误。
答案:D
5.向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸,下列离子方程式与事实不符的是( )
A.OH-+CO+2H+===HCO+H2O
B.2OH-+CO+3H+===HCO+2H2O
C.2OH-+CO+4H+===CO2↑+3H2O
D.OH-+CO+3H+===CO2↑+2H2O
解析:A.当氢氧化钠和碳酸钠的物质的量各为1 mol时,盐酸物质的量大于1 mol小于等于2 mol时,先发生反应:OH-+H+===H2O,然后发生CO+H+===HCO,将两个方程式相加得OH-+CO+2H+===HCO+H2O,故A正确;B.当氢氧化钠和碳酸钠的物质的量各为2 mol时,盐酸物质的量大于3 mol小于等于4 mol时,先发生反应:2OH-+2H+===2H2O,然后发生CO+H+===HCO,将两个方程式相加得2OH-+CO+3H+===HCO+2H2O,故B正确;C.当氢氧化钠和碳酸钠的物质的量各为2 mol时,盐酸物质的量为4 mol时,先发生反应:2OH-+2H+===2H2O,然后发生2CO+2H+===2HCO,将两个方程式相加得OH-+CO+2H+===HCO+H2O,故C错误;D.当NaOH和Na2CO3的物质的量都为1 mol,加入盐酸物质的量大于2 mol时,先发生反应:OH-+H+===H2O,1 mol氢氧化钠消耗1 mol盐酸,再发生反应CO+2H+===CO2↑+H2O,将两个方程式相加得OH-+CO+3H+===CO2↑+2H2O,故D正确。
答案:C
6.利用硫酸渣(主要含Fe2O3、FeO,杂质为Al2O3和SiO2等)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如下:
(1)“酸溶”时,Fe2O3与硫酸反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是FeS2、S和________(填化学式);Fe3+被FeS2还原的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“氧化”中,生成FeOOH的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)滤液Ⅱ中溶质是Al2(SO4)3和______________(填化学式);“洗涤”时,检验铁黄表面已洗涤干净的操作是
________________________________________________________________________。
解析:(2)硫酸渣加硫酸酸溶,得Fe3+、Fe2+、Al3+的溶液,加FeS2还原Fe3+,SiO2不溶于酸,滤渣Ⅰ中还有SiO2。反应物为Fe3+、FeS2(硫显-1价,铁显+2价),生成物有Fe2+(Fe3+被还原为Fe2+)、S(滤渣Ⅰ成分之一),根据得失电子守恒配平。(3)滤液Ⅰ中主要含Fe2+、Al3+,加空气氧化Fe2+为Fe3+,加氨水调节pH至3~4,沉淀Fe3+。反应物为Fe2+、O2、NH3·H2O,生成物有FeOOH、NH,根据电子守恒有4Fe2++NH3·H2O+O2―→4FeOOH↓+NH,根据电荷守恒配NH:4Fe2++8NH3·H2O+O2―→4FeOOH↓+8NH,根据原子守恒补水。(4)由(3)中反应可判断滤液Ⅱ中溶质为Al2(SO4)3、(NH4)2SO4。由滤液Ⅱ成分可知铁黄表面可溶性杂质是Al2(SO4)3、(NH4)2SO4,若洗涤干净,则洗涤液中无SO。
答案:(1)Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
(2)SiO2 2Fe3++FeS2===3Fe2++2S
(3)4Fe2++8NH3·H2O+O2===4FeOOH↓+8NH+2H2O
(4)(NH4)2SO4 取最后一次洗涤液,先加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明已洗涤干净
7.(1) AgNO3在光照条件下易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解反应的化学方程式为__________________________________________________________________。
(2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示:
反应Ⅰ的化学方程式为____________________________________________。
(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为8)中SO将NO2转化为NO,其离子方程式为_____________________________________________。
(4)CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒剂,反应可生成P的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式为_______________________________________________。
(5)H3PO2的工业制法:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(6)常温下利用Fe2+、Fe3+的相互转化,可将SO2转化为SO从而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4)。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(7)废旧干电池中的MnO2与FeS在70 ℃的硫酸中浸取,生成MnSO4和Fe2(SO4)3的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析:(1)由已知AgNO3在光照条件下易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,可推测红棕色气体为NO2,根据得失电子守恒和原子守恒,反应中还有氧气生成,故化学方程式为2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。
(2)由转化关系图可得反应Ⅰ:SO2、I2与H2O反应生成H2SO4和HI,故化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI。
(3)由已知,SO在碱性条件下将NO2还原为NO,本身被氧化为SO,离子方程式为SO+2NO2+2OH-===SO+2NO+H2O。
(4)由已知可得CuSO4溶液与P4反应生成H3PO4和铜,根据原子守恒,水参与反应,还生成硫酸,化学方程式为10CuSO4+P4+16H2O===4H3PO4+10Cu+10H2SO4。
(5)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,根据原子守恒,还有水做反应物,化学方程式为2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑。
(6)由题意,一个反应生成Fe3+,Fe3+在水溶液中氧化SO2,生成Fe2+和硫酸,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+。
(7)MnO2、FeS与硫酸溶液反应,生成MnSO4和Fe2(SO4)3,故化学方程式为9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O。
答案:(1) 2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
(2)SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
(3)SO+2NO2+2OH-===SO+2NO+H2O
(4)10CuSO4+P4+16H2O===4H3PO4+10Cu+10H2SO4
(5)2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
(6)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
(7)9MnO2+2FeS+10H2SO49MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O
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