高考真题化学解析分类汇编—专题离子反应离子方程式离子共存及离子检验

高考真题化学解析分类汇编—专题离子反应离子方程式离子共存及离子检验

2014 年普通高等学校招生全国统一考试化学试题分类汇编 专题三 离子反应（离子方程式、离子共存及离子检验） 1．（2014·四川理综化学卷，T3）能正确表示下列反应的离子方程式是： A．Cl2 通往 NaOH 溶液中：Cl2＋OH－=Cl－＋ClO－＋H2O B．NaHCO3 溶液中加入 HCl：CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O C．AlCl3 溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O AlO2 －＋4NH4 ＋＋2H2O D．Cu 溶液于稀 HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO3 －=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 【答案】D 【解析】Cl2 通往 NaOH 溶液中：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O，A 错误；碳酸氢根不能拆，B 错误；氢 氧化铝不能和氨水反应，C 错误；D 选项正确。 2．（2014·上海单科化学卷，T17）用 FeCl3 溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对 加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是 A．若无固体剩余，则溶液中一定有 Fe3＋ B．若有固体存在，则溶液中一定有 Fe2＋ C．若溶液中有 Cu2＋，则一定没有固体析出 D．若溶液中有 Fe2＋，则一定有 Cu 析出 【答案】B 【解析】A、所得溶液中加入铁粉，发生的反应可能有 Fe+2FeCl3=3FeCl2， Fe+CuCl2═FeCl2+Cu， Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，若无固体剩余，说明铁粉以及生产的 Cu 全部参加反应，此时溶液中的可能含有 Fe3＋，也有可能不含有 Fe3＋，A 错误；B、若有固体存在，说明固体中一定含有 Cu，还有可能含有 Fe，因 此溶液中一定含有 Fe2＋，B 正确；C、若溶液中有 Cu2＋，那么可能会有部分 Cu2＋和 Fe 置换出 Cu，所以不 一定没有固体析出，C 错误；D、若溶液中有 Fe2＋，如若溶液中 Fe3＋过量，则不一定有 Cu 析出，D 错误。 3．（2014·上海单科化学卷，T18）某未知溶液可能含 Cl―、CO32―、Na＋、SO42―、Al3＋，将溶液滴在 蓝色石蕊试纸上，试纸变红。取少量试液，滴加硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成；在上层清液中 滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。下列判断合理的是 A．一定有 Cl― B．一定有 SO42― C．一定没有 Al3＋ D．一定没有 CO32― 【答案】BD 【解析】由题目所给信息“将溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸变红”，说明溶液显酸性，则 CO32―一定不 存在（CO32―+2H+=H2O+CO2↑）；“滴加硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成”，说明白色沉淀是 BaSO4， 则溶液中一定存在 SO42―；“在上层清液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀”，说明白色沉淀是 AgCl，由于 在检验“SO42―”时加入 BaCl2，带入了一部分 Cl―，所以无法确认溶液中是否含有 Cl―。根据溶液电中性原则， 所以该溶液中还有阳离子 Na＋、Al3＋中的至少一种。综上分析，BD 正确。 4．（2014·上海单科化学卷，T20）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相符的是 A．OH―＋CO32―＋2H＋→HCO3 ―＋H2O B．2OH―＋CO32―＋3H＋→HCO3 ―＋2H2O C．2OH―＋CO32―＋4H＋→CO2↑＋3H2O D．OH―＋CO32―＋3H＋→CO2↑＋2H2O 【答案】C 【解析】根据题目提供的信息“向等物质的量浓度的 NaOH 和 Na2CO3 的混合溶液中加入稀盐酸”，可知 首先发生得到离子反应是 OH―＋H＋→H2O，再次是 CO32―＋H＋→HCO3―，最后是 HCO3―＋H＋→CO2↑＋H2O。 如果只发生前两个反应，则总的离子方程式为 OH―＋CO32―＋2H＋→HCO3―＋H2O 或 2OH―＋CO32―＋3H＋ →HCO3―＋2H2O，AB 正确；如果三个反应均发生，则总的离子方程式为 OH―＋CO32―＋3H＋→CO2↑＋2H2O， D 正确。 5．（2014·山东理综化学卷，T12）下列有关溶液组成的描述合理的是 A．无色溶液中可能大量存在 Al3+、NH4+、Cl‾、S2‾ B．酸性溶液中可能大量存在 Na+、ClO‾、SO42‾、I‾ C．弱碱性溶液中可能大量存在 Na+、K +、Cl‾、HCO3‾ D．中性溶液中可能大量存在 Fe3+、K+、Cl‾、SO42‾ 【答案】C 【解析】A、Al3+ 和 S2-能发生双水解反应（2Al3++3S2‾+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑）而不能大量共存，A 错误；B、在酸性条件下，ClO‾具有较强的氧化性，能把 I‾氧化而不能大量共存，B 错误；C 项可以大量共 存；D、中性溶液中，Fe3+能发生水解反应（Fe3+ + 3H2O==Fe(OH)3↓ + 3H+）生成 Fe(OH)3 沉淀而不能大量共 存，D 错误。 6．（2014·全国大纲版理综化学卷，T11）下 列 离 子 方 程 式 错 误 的 是 A ． 向 Ba(OH)2 溶液中滴加稀硫酸：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42—=BaSO4↓＋2H2O B．酸性介质中 KMnO4 氧化 H2O2：2MnO4 －＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O C．等物质的量的 MgCl2、Ba(OH)2 和 HC1 溶液混合：Mg2＋＋2OH－= Mg(OH)2↓[来源:Zxxk.Com] D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4＋2H2O－2e－= PbO2＋4H＋＋SO42— 【答案】C 【解析】A、向 Ba(OH)2 溶液中逐滴加入稀硫酸反应的离子方程式为 Ba2++2OH—+2H++ SO42—═BaSO4↓+2H2O，A 正确；B、酸 性 介 质 中 KMnO4 氧化 H2O2 是 H2O2 被 KMnO4 氧化生成氧气以 及锰离子的过程，即 2MnO4—+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O，B 正确；C、假设 MgCl2、Ba(OH)2 和 HC1 的物质的量都是 1mol，则混合液中存在 1molMg2+、2mol OH—和 1molH+，所以发生的离子反应有： OH—+H+=H2O 以及 Mg2＋＋2OH－= Mg(OH)2↓，C 错误；D、铅蓄电池总的化学方程式为： Pb+PbO2+2H2SO4 2H2O+2PbSO4；铅失电子生成硫酸铅，二氧化铅得到电子发生还原反应生成 硫酸铅；负极电极反应为：Pb+ SO42—-2e —=PbSO4，正极电极反应为：PbSO4+2H2O-2e—=PbO2+ SO42—+4H+， D 正确。 7．（2014·江苏单科化学卷，T7）下列指定反应的离子方程式正确的是 A．Cu 溶于稀硝酸 HNO3：Cu＋2H＋＋NO3 －=Cu2＋＋NO2↑＋H2O B．(NH4)2Fe(SO4)2 溶液与过量 NaOH 溶液反应制 Fe(OH)2 ：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓ C．用 CH3COOH 溶解 CaCO3：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑ D．向 NaAlO2 溶液中通入过量 CO2 制 Al(OH)3：CO2＋AlO2 －＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3 － 【答案】D 【解析】铜和稀硝酸反应生成 NO，A 错误；硫酸亚铁铵与过量氢氧化钠反应除生成氢氧化亚铁沉淀 外，还生成氨水，B 错误；C 选项中醋酸为弱电解质，应写成化学式，C 错误；偏铝酸钠通入过量二氧化 碳，生成氢氧化铝和碳酸氢根，D 正确。 8．（2014·江苏单科化学卷，T3）25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是[来 源:Z_xx_k.Com] A．pH＝1 的溶液中：Na＋、K＋、MnO4 －、CO32－ B．c(H＋)＝1×10－13mol/L 的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO42－、NO3 － C．0.1mol/LNH4HCO3 溶液中：K＋、Na＋、NO3 －、Cl－ D．0.1mol/LFeCl3 溶液中：Fe2＋、NH4 ＋、SCN－、SO42－ 【答案】C 放电 充电 【解析】pH=1的溶液 CO32－不能大量存在（CO32－+2H+=H2O+CO2↑），A 错误；B 选项中溶液的 pH 值可 能为1或13，pH 为13时，Cu2＋不能大量共存（Cu2＋+2OH—=Cu(OH)2↓），错误；C 选项都能大量共存，正确； D 中 Fe3+与 SCN－不能共存（Fe3++3SCN－= Fe(SCN)3），错误。 9．（2014·广东理综化学卷，T22）下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸 均冒气泡 两者均能与盐酸反应 B 向 AgNO3 溶液中滴加过量氨水 溶液澄清 Ag+与 NH3·H2O 能大量共存 C 将可调高度的铜丝伸入到稀 HNO3 中 溶液变蓝 Cu 与稀 HNO3 发生置换反应 D 将 KI 和 FeCl3 溶液在试管中混合后， 加入 CCl4，振荡，静置 下层溶液 显紫红色 氧化性：Fe3+>I2 【答案】AD 【解析】A 项：B 项氨水可与 Ag+发生络合反应，先生成沉淀 Ag(OH)后溶解生成 Ag(NH3)2OH 溶液，故 B 项错误。C 项铜与稀酸发生的反应不是置换反应，故 C 明显错误。 10．（2014·浙江理综化学卷，T13）雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如 下可溶性无机离子：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42－、NO3 －、Cl－ 。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的 预处理后得试样溶液，设计并完成了如下的实验： 已知：3NO3 － + 8Al + 5OH－ + 2H2O △ 3NH3 + 8AlO2 － 根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确．．．的是 A．试样中肯定存在 NH4+、Mg2+、SO42－和 NO3 － B．试样中一定不含 Al3+ C．试样中可能存在 Na+、Cl－ D．该雾霾中可能存在 NaNO3 、NH4Cl 和 MgSO4 【答案】B 【解析】加入过量氢氧化钡，生成气体遇湿润红色石蕊试纸变蓝，说明有铵根；沉淀 1 加入氢离子， 沉淀部分溶解说明含有镁离子和硫酸根，通入二氧化碳生成沉淀 2 加入氢离子沉淀溶解并放出气体，说明 沉淀有碳酸钡沉淀，也可能有氢氧化铝沉淀，根据 3NO3 －+ 8Al + 5OH－ + 2H2O △ 3NH3 + 8AlO2 －，说明 溶液中一定含有硝酸根，A 正确；溶液中可能含有铝离子，铝离子与过量氢氧化钡反应生成偏铝酸根，通 二氧化碳生成氢氧化铝沉淀进入 2 中，加入氢离子溶解，B 错误；试样中可能存在 Na+、Cl－，C 正确；该 雾霾中可能存在 NaNO3 、NH4Cl 和 MgSO4，D 正确。 11．（2014·广东理综化学卷，T8）水溶液中能大量共存的一组离子是 A．Na+、Ca2+、Cl—、SO42— B．Fe2+、H+、SO32—、ClO— C．Mg2+、NH4+、Cl—、SO42— D．K+、Fe3+、NO3—、SCN— 【答案】C 【解析】A 项、Ca2+和 SO42—结合生成 CaSO4，CaSO4 微溶不可大量共存；B 项：酸性条件下（H+），ClO— 具有强氧化性，能把 Fe2+、SO32-—具有还原性的微粒氧化，B 不能大量共存；D 项：Fe3+和 SCN—不可共存（结 合生成 Fe(SCN)3）。 12. （2014·广东理综化学卷，T9）下列叙述 I 和 II 均正确并有因果关系的是 选项 叙述 I 叙述 II A KNO3 的溶解度大 用重结晶法除去 KNO3 中混有的 NaCl B BaSO4 难溶于酸 用盐酸和 BaCl2 溶液检验 SO42- C NH3 能使酚酞溶液变红 NH3 可用于设计喷泉实验 D Ca(OH)2 能制成澄清石灰水 可配制 2.0 mol·L-1 的 Ca(OH)2 溶液 【答案】B[来源:学科网 ZXXK] 【解析】A 项、重结晶分离物质的条件是：溶解度随温度变化大与溶解度随温度变化小的可溶性物质， 而 NaCl 的溶解度受温度影响变化不大，A 错误；C 项、NH3 能使酚酞溶液变红说明氨气溶于水得到碱性溶 液，而 NH3 可用于设计喷泉实验说明氨气极易溶于水，C 错误；D 项、Ca(OH)2 微溶于水，常温下溶解度为 0.02 克左右。不可能配制出 2.0 mol·L-1 的 Ca(OH)2 溶液。 13．（2014·安徽理综化学卷，T8）下列有关 Fe2(SO4)3 溶液的叙述正确的是（ ） A．该溶液中，K+、Fe2+、C6H5OH、Br- 可以大量共存 B．和 KI 溶液反应的离子方程式：Fe3++2I -= Fe2++I2 C．和 Ba(OH)2 溶液反应的离子方程式：Fe3++SO42-+Ba2++3OH-=Fe(OH)3↓+BaSO4↓ D．1L 0.1mol·L-1 该溶液和足量的 Zn 充分反应，生成 11.2g Fe 【答案】D 【解析】A、C6H5OH 是苯酚（ ），具有还原性，Fe3+具有氧化性，二者能发生氧化还原反 应，故不能大量共存；B、Fe3++2I -= Fe2++I2 该离子反应不满足电荷守恒，B 错误；C、Fe2(SO4)3 溶液中，Fe3+ 和 SO42-的个数比为 2:3，所以离子方程式的书写不满足配比关系，C 错误；D、发生的离子反应 2Fe3++3Zn=2Fe+3Zn2+，参加反应的 3(Fe ) 1L 0.1mol / L 2 0.2moln      ，故生成产的 Fe 的物质的量也 是 0.2mol，质量为 11.2g，D 正确。 14．（2014·北京理综化学卷，T9）下列解释事实的方程式不正确的是（ ） A．测 0.1mol/L 氨水的 pH 为 11：NH3·H2O NH4++OH- B．将 Na 块放入水中，放出气体：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ C．用 CuCl2 溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2 Cu2++2Cl- D．Al 片溶于 NaOH 溶液中，产生气体：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 【答案】C 【解析】A、0.1mol/L 氨水的 pH 为 11，说明一水合氨属于弱电解质，存在电离平衡，A 正确；B、Na 的化学性质很活泼，能从水中置换出氢气，发生的反应为 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，B 正确；C、CuCl2 溶液 做导电实验的原因是：CuCl2 在水溶液中能电离出自由移动的 Cu2+和 Cl-，电离属于自发进行的过程，不需 要外界条件，C 错误；D、Al 的性质很特殊，能和强碱溶液发生反应，反应的离子方程式为 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，D 正确。 15．（2014·安徽理综化学卷，T26）（14 分）Na、Cu、O、Si、S、Cl 是常见的六种元素。 （1）Na 位于元素周期表第 周期第 族；S 的基态原子核外有 个未成对电子；Si 的基 态原子核外电子排布式为 。 （2）用“>”或“<”填空： 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 Si S O2- Na+ NaCl Si H2SO4 HClO4 （3）CuCl(s)与 O2 反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25℃、101KPa 下，已知该反应每消耗 1 mol CuCl(s)， 放出 44.4KJ，该反应的热化学方程式是 。 （4）ClO2 常用于水的净化，工业上可用 Cl2 氧化 NaClO2 溶液制取。写出该反应的离子方程式，并标出 电子转移的方向和数目 。 【答案】（14 分） （1）三、IA 2 1s2s22p63s23p2 （2）< > < < （3）4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol（合理答案均给分） （4） （合理答案均给分） 【解析】（1）Na（ ）元素位于元素周期表第三周期周期第 IA 族；Si 原子核外电子数为 14， 核外电子基态排布式为 1s22s22p63s23p2。 （2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以第一电离能：S>Si；核外电子排布 相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2->Na+；一般来说，原子晶体（Si）的熔点 高于离子晶体（NaCl）的熔点，故熔点：Si> NaCl；元素的非金属性越强，元素最高价氧化物的水化物的 酸性越强，因为非金属性 Cl>S，所以酸性：HClO4> H2SO4； （3）根据热化学方程式的书写方法，可以写出该反应的热化学方程式为 4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol； （4）在此氧化还原反应中（Cl2+2ClO2—=2 ClO2+ 2Cl—），氧化剂是 Cl2，还原剂是 ClO2—，转移的电子 数为 2e—，所以用单线桥表示为 。 16．（2014·全国理综 I 化学卷，T27）（15 分）次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强 的还原性。回答下列问题： （1）H3PO2 是一元中强酸，写出其电离方程式_______________________。 （2）H3PO2 和 NaH2PO2 均可将溶液中的 Ag+还原为 Ag，从而可用于化学镀银。 ①H3PO2 中，P 元素的化合价为__________。 ②利用 H3PO2 进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4:1，则氧化产物为 ___________（填化学式）。 ③NaH2PO2 为___________（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显_______（填“弱酸性”、“中 性”或“弱碱性”）。 （3）H3PO2 的工业制法是：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_____ ____________ __________________________。 （4）H3PO2 也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离 子、阴离子通过）： ①写出阳极的电极反应____________________________________。 ②分析产品室可得到 H3PO2 的原因___________________________________。 ③早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代 替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂 质，该杂质产生的原因是 。 【答案】（1）H3PO2 H+＋H2PO2- (2)①+1。②H3PO4。③正盐，碱性。 （3）2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O＝2PH3↑＋3Ba(H2PO2)2 （4）①2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑或 4OH-－4e-＝2H2O＋O2. ②由于阳极室 OH-放电，造成 H+浓度增大，通过阳膜扩散进入产品室，而原料室中的 H2PO2-可以通过 阴膜进入产品室，二者反应生成 H3PO2. ③H3PO4 或 PO43-。由于 H3PO2 具有还原性，电解时就会有 H3PO2 在阳极放电而被氧化生成 H3PO4。 【解析】（1）一元酸，只发生一步电离，中强酸是弱电解质：H3PO2 H+＋H2PO2- (2)①利用元素化合价代数和为零，得出 P 元素为+1 价。 ②H3PO2 做还原剂，Ag+是氧化剂，二者 1︰4 反应，则 H3PO2 失去 4 个电子，P 元素变为+5 价，生成 H3PO4。 ③由于 H3PO2 是一元酸，所以 NaH2PO2 是正盐，弱酸强碱盐水解显碱性。 （3）反应的反应物与产物都给出，是 P 元素的歧化反应，注意配平就可以：2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O＝ 2PH3↑＋3Ba(H2PO2)2 （4）①阳极室电极上发生氧化反应，失电子的是 OH-。2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑或 4OH-－4e-＝2H2O＋ O2↑. ②由于阳极室 OH-放电，造成 H+浓度增大，H+通过阳膜进入产品室，而原料室中的 H2PO2-可以通过阴 膜进入产品室，生成 H3PO2. ③由于 H3PO2 具有还原性，电解时就会有 H3PO2 在阳极放电而生成 H3PO3。 17．（2014·广东理综化学卷，T32）（16 分）石墨在材料领域有重要应用 ，某初级石墨中含 SiO2 （7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和 MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下： [来源:Z。xx。 k.Com] （注：SiCl4 的沸点为 57.6℃，金属氯化物的沸点均高于 150℃） （1）向反应器中通入 Cl2 前，需通一段时间 N2，主要目的是_________________。 （2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体 I 中的碳氧化物主要为 ________________________，由气体 II 中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。 （3）步骤①为：搅拌、________、所得溶液 IV 中的阴离子有____________。 （4）由溶液 IV 生成沉淀 V 的总反应的离子方程式为_____________，100kg 初级 石墨最多可获得 V 的质量为___________kg。 （5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图 19 防腐示意图， 并作 相应标注。 【答案】（16 分） （1）排出空气，作为保护气，防止石墨被空气中的氧气氧化而损耗（1 分）。 （2）CO（1 分） ， SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O（2 分） （3）过滤（1 分）。Cl—、AlO2—、OH—（3 分）。 （4）AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO— + Al(OH)3↓+CH3CH2OH （3 分），7.8Kg（2 分） (5) （3 分） 【解析】（1）开始前反应器中存在氧气，那么在加热的条件下，石墨与氧气发生反应，所以在反应 前必须排净反应器中的氧气，故通入 N2 的目的就是排出空气，作为保护气，防止石墨被空气中的氧气氧 化而损耗； （2）只能是 CO 不可能是 CO2，因为石墨与 CO2 高温下也会转化 CO；根据题目中的信息“SiCl4 的沸点 为 57.6℃，金属氯化物的沸点均高于 150℃”，所以气体 II 的主要成分就是 SiCl4，SiCl4 再与 NaOH 反应制 备水玻璃（Na2SiO3），故发生反应的化学方程式是 SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O； （3）固体Ⅲ含 AlCl3、FeCl3、MgCl2 加过量 NaOH 溶液有沉淀 Mg(OH)2、Fe(OH)3 和溶液 NaAlO2、NaCl。 要分离出沉淀的操作是过滤；因为 NaOH 过量，所以溶液中必存在的阴离子是 AlO2—、OH—，反应由 NaCl 生成，则溶液中还存在阴离子 Cl—，那么所得溶液 IV 中的阴离子有 Cl—、AlO2—、OH—； （4）溶液 IV 中的阴离子有 Cl—、AlO2—、OH—。加入了反应物 CH3COOCH2CH3，能除去溶液中的 OH—， 且能促进偏铝酸根离子发生水解生成沉淀 Al(OH)3，则 V 是 Al(OH)3，所以反应的方程式是 AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO—+ Al(OH)3↓+CH3CH2OH ；由 Al2O3～2Al(OH)3 可以计算：Al(OH)3 的质量 m=100Kg×5.1%÷102×156＝7.8Kg （5）铜的化学性质比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴 极。防腐示意图如下： 18、（2014·海南单科化学卷，T17）（9 分）硫代硫酸钠（Na2S2O3）可用做分析试剂及鞣革的还原 剂，它受热、遇酸易分解。工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3 +4SO2==3Na2S2O3+CO2 制得，实验室模拟该工 业过程的装置如图所示，回答下列问题： （1）b 中反应的离子方程式为_______________________________________，c 中试剂为__________。 （2）反应开始后，c 中先有浑浊产生，后又变为澄清，此浑浊物是____________。 （3）d 中的试剂为__________________。 （4）实验中要控制 SO2 生成速率，可采取的措施有__________________（写出两条） （5）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入 SO2 不能过量，原因是__________________。 【答案】（9 分） （1）SO32—+2H+=SO2↑+H2O 或 HSO3—+H+=SO2↑+H2O （1 分）[来源:学*科*网 Z*X*X*K] 硫化钠和碳酸钠混合溶液 （2 分）[来源:学科网] （2）硫 （1 分） （3）NaOH 溶液 （1 分） （4）控制反应温度、调节酸的滴加速度（或调节酸的浓度） （2 分） （5）若 SO2 过量，溶液显酸性，产物分解 （2 分） 【解析】根据装置图可知，最左侧装置是制备 SO2、中间装置用来制备硫代硫酸钠（Na2S2O3），右侧 装置是尾气处理装置（吸收 SO2）。 （1）b 用来制备 SO2，实验室常用亚硫酸钠（或亚硫酸氢钠）和硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水， 离子方程式为：SO32—+2H+=SO2↑+H2O 或 HSO3—+H+=SO2↑+H2O；根据制取硫代硫酸钠（Na2S2O3）的方程式 2Na2S+Na2CO3 +4SO2==3Na2S2O3+CO2，可知 c 中试剂为硫化钠和碳酸钠混合溶液； （2）因为 SO2 具有氧化性，溶液中存在 S2—，所以二者能发生氧化还原反应生成单质 S； （3）d 是尾气处理装置（吸收 SO2），所以 d 中盛放的试剂是 NaOH 溶液； （4）控制 SO2 生成速率，可以采取控制反应温度、调节酸的滴加速度（或调节酸的浓度）的方法； （5）硫代硫酸钠（Na2S2O3）属于强碱弱酸盐，与酸容易发生反应（S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O），如 若 SO2 过量，则溶液显酸性，硫代硫酸钠（Na2S2O3）就发生反应导致产品质量减少。 19、（2014·海南单科化学卷，T20-II）（14 分）锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法” 工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为 ZnS（还含少量 FeS 等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流 程如图所示： [来源:学科网][来源:学#科#网 Z#X#X#K] 回答下列问题： （1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为____。 （2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的_______操作. （3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为________，其作用是__________________。 （4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用 Pb-Ag 合金惰性电极，阳极逸出的气体是____。 （5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又 可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为 ____________________。 （6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于 “升炼倭铅”的记载： “炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……，冷淀，毁罐 取出，……，即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为____。（注：炉甘石的主要成分为碳 酸锌，倭铅是指金属锌） 【答案】（14 分） （1）ZnO （2 分） （2）浸出 （2 分） （3）锌粉 置换出 Fe 等 （每空 2 分，共 4 分） （4）O2 （2 分） （5）2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O （2 分） （6）ZnCO3+2C Zn+3CO↑ （2 分） 浸出液浸出 浸出渣 回收利 用 硫化锌精 矿 焙烧 含尘烟气 净化、制酸 焙 滤渣 回收利 用 净化 滤液 电解沉 锌 废电积液 【解析】（1）硫化锌精矿的主要成分为 ZnS，在沸腾炉中与氧气发生反应的方程式为 ZnS+O2 ZnO+SO2，故产生焙砂的主要成分的化学式 ZnO； （2）从流程图可以看出，“浸出”环节需要加入酸，所以用焙烧过程中产生的含尘烟气制取的酸，可 用于后续的浸出操作；[来源:学&科&网] （3）为了保证“浸出”环节焙砂能够全部溶解，所以加入的酸是过量的，此时杂质 Fe3+也存在于“浸出 液”中，所以加入锌粉的目的就是置换出 Fe； （4）根据题目中的信息“阴极采用铝板，阳极采用 Pb-Ag 合金惰性电极”，则阳极为惰性电极，此时 阳极参加反应的微粒是 OH—，电极反应式 4OH—+4e—=2H2O+O2↑，故阳极逸出的气体是 O2； （5）根据信息“氧压酸浸”，可知参加反应的物质时 ZnS、O2 和酸提供的 H+，生成物“有工业价值的非 金属单质”即为 S，所以离子方程式为 2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O； （6）该炼锌工艺参加反应的物质时煤炭饼和炉甘石（碳酸锌），得到的物质是倭铅（金属锌) 和 CO， ZnCO3+2C Zn+3CO↑。 20．（2014·全国理综 II 化学卷，T27）（15 分）铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及 X 射线 防护材料等。回答下列问题： （1）铅是碳的同族元素，比碳多 4 个电子层，铅在元素周期表的位置为第_ _周期、第_ _ 族，PbO2 的酸性比 CO2 的酸性 （填“强”“弱”）。 （2）PbO2 与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。 （3）PbO2 可由 PbO 与次氯酸钠溶液反应制得反应的离子方程式为 ；PbO2 也可以通过 石 墨 为 电 极 Pb(NO3)2 和 Cu(NO3)2 的 混 合 溶 液 为 电 解 液 电 解 制 取 。 阳 极 发 生 的 电 极 反 应 式 为 _ _。阴极上观察到的现象是_ _；若电解液中不加入 Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为 _，这样做的主要缺点是_ 。 （4）PbO2 在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的 a 点为样品失重 4.0% （ — a 100%样品起始质量 点固体质量即 样品起始质量 ）的残留固体，若 a 点固体组成表示为 PbOx 或 mPbO2·nPbO， 列式计算 x 值和 m:n 值_ _。 【答案】（15 分） （1） 六 ⅣA 弱 （2）PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O （3）PbO+ClO—= PbO2+Cl— Pb2++2H2O - 2e— = PbO2↓+ 4H+ 石墨上包上铜镀层 Pb2++2e— =Pb↓ 不能有效利用 Pb2+ （4）根据 PbO2 PbO x + 2 2 x O2↑，有 2 2 x ×32= 239 4.0% ，x  239 4.0% 16 2 =1.4 ，根 据 mPbO2·nPbO， 2 1.4m n m n   ， n m = 6.0 4.0 = 3 2 【解析】碳在元素周期表中的位置是第二周期，IVA 族，由图中所给的信息“铅是碳的同族元素，比碳 多 4 个电子层（相当于比 C 的周期数大 4）”，所以铅在元素周期表的位置为第六周期，IVA 族；由于同主 族元素随着核电荷数的逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱，所以 PbO2 的酸性比 CO2 的酸性要弱； （2）PbO2 与浓盐酸共热生成黄绿色气体，则该黄色色气体是 Cl2，（则意味着该反应为氧化还原反应）， 所以反应的方程式为 PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O； （3）由题目提供的信息可知，PbO 与次氯酸钠溶液反应属于氧化还原反应，Pb 化合价升高，Cl 元素 化合价降低，故离子方程式为 PbO+ClO—= PbO2+Cl—； （4）电解池的阳极发生失电子反应（氧化反应），因为 Pb2+→PbO2 属于氧化反应，所以发生的电极 反应为 Pb2++2H2O - 2e— = PbO2↓+ 4H+；由于 Cu2+的放电能力强于 Pb2+，故阴极上的电极反应为 Cu2++2e—=Cu，则阴极产生的现象是石墨上包上铜镀层；若电解液中不加入 Cu(NO3)2，阴极发生的电极反 应式为 Pb2++2e— =Pb↓，这样一来就不能有效利用 Pb2+。 （5）样品失重的原因是生成了氧气，根据 PbO2 PbO x + 2 2 x O2↑，有 2 2 x ×32= 239 4.0% ， x  239 4.0% 16 2 =1.4 ，根据 mPbO2·nPbO， 2 1.4m n m n   ， n m = 6.0 4.0 = 3 2 。 21．（2014·全国大纲版理综化学卷，T27）(15 分)A、B、D、E、F 为短周期元素，非金属元素 A 最 外层电子数与其周期数相同，B 的最外层电子数是其所在周期数的 2 倍。B 在 D 中充分燃烧能生成其最高 价化合物 BD2。E＋与 D2－具有相同的电子数。A 在 F 中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题： （1）A 在周期表中的位置是 ，写出一种工业制备单质 F 的离子方程式 。 （2）B、D、E 组成的一种盐中，E 的质量分数为 43%， 其 俗 名 为 ，其水溶液与 F 单质反应的化学方程式为 ；在 产 物 中 加 入 少 量 KI，反应 后加人 CC14 并振荡，有 机 层 显 色 。 （3）由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如下表： 物质[来 源:Zxxk 组成和结构信息 a 含有 A 的二元离子化合物 b 含有非极性共价键的二元离子化合物，且原子数之比为 1:1 c 化学组成为 BDF2 d 只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体 a 的化学式为 ；b 的化学式为 ；；c 的电子式为 ；d 的 晶体类型是 。 （4）由 A 和 B、D 元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构 成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔，其分子的空间结构 为 。 【答案】(15 分) （1）第一周期ⅠA 族 2Cl—+2H2O 2OH—+H2↑+Cl2↑（或 2NaCl（熔融） 2Na+Cl2↑）（每 空 2 分） （2）纯碱（或苏打）（1 分） 2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3 （2 分） 紫（1 分） （3）NaH（1 分） Na2O2 和 Na2C2 （2 分） （1 分） 金属晶体（1 分） （4）氢（1 分） 正四面体（1 分） 【解析】A，B，D，E，F 为短周期元素，非金属元素 A 最外层电子数与其周期数相同，则 A 为 H；B 的最外层电子数是其所在周期数的 2 倍，则 B 为 C 或 S，B 在 D 中充分燃烧能生成其最高价化合物 BD2， 则 D 为 O，B 的最高正价为+4 价，则 B 为 C；E+与 D2—具有相同的电子数，则 E 为 Na；A 在 F 中燃烧， 产物溶于水得到种强酸，则 F 为 Cl； （1）已知 A 为 H 在周期表中位于第一周期ⅠA 族；工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气，其 电解离子方程式为：2Cl—+2H2O 2OH—+H2↑+Cl2↑或者电解熔融的 NaCl，方程式为：2NaCl（熔融） 2Na+Cl2↑； （2）C、O、Na 组成的一种盐中，Na 的质量分数为 43%，则为碳酸钠，其俗名为纯碱（或苏打）； 碳 酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠，反应的化学方程式为： 2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3；次氯酸钠能与 KI 反应生成碘单质，反应后加入 CCl4 并震 荡，有机层显紫色； （3）这几种元素只有 Na 能与 H 形成离子化合物，则 a 的化学式为 NaH；含有非极性共价键的二元离 子化合物，且原子数之比为 1：1，则为 Na2O2 和 Na2C2；已知 COCl2 结构式为 ，则其电子式 为 ；只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为 Na，Na 属于金属晶体； （4）H、C、O 能形成 H2O 和 CH4，H2O 分子间能形成氢键，甲烷是沼气的主要成分，甲烷分子的 空间结构为正四面体。 22．（2014·天津理综化学卷，T9）（18 分）Na2S2O3 是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环 境中稳定。 Cl—C—Cl O Ⅰ.制备 Na2S2O3·5H2O 反应原理：Na2SO3(aq)＋S(s)===== △ Na2S2O3(aq) 实验步骤： ①称取 15 g Na2SO3 加入圆底烧瓶中，再加入 80 mL 蒸馏水。另取 5 g 研细的硫粉，用 3 mL 乙醇润湿， 加入上述溶液中。 ②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸 60 min。 ③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出 Na2S2O3·5H2O ，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。 回答问题： (1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。 (2)仪器 a 的名称是________，其作用是____________________。 (3)产品中除了有未反应的 Na2SO3 外，最可能存在的无机杂质是______________。检验是否存在该杂 质的方法是____________________________。 (4)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.测定产品纯度 准确称取 W g 产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用 0.100 0 mol·L－1 碘的标准溶液滴定。 反应原理为 2S2O2－ 3 ＋I2===S4O2－ 6 ＋2I－ (5)滴定至终点时，溶液颜色的变化：________________________________。 (6)滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设 Na2S2O3·5H2O 相对分子质量为 M)______________。 Ⅲ.Na2S2O3 的应用 (7)Na2S2O3 还原性较强，在溶液中易被 Cl2 氧化成 SO2－ 4 ，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为 ____________________________________________。 【答案】（18 分） (1)使硫粉易于分散到溶液中 (2)冷凝管 冷凝回流 (3)Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸，过滤，向滤液中加 BaCl2 溶液，若有白色沉淀，则产品中含 有 Na2SO4 (4)S2O2－ 3 ＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O (5)由无色变蓝色 (6)18.10 3.620×10－3M W ×100% (7)S2O2－ 3 ＋4Cl2＋5H2O===2SO2－ 4 ＋8Cl－＋10H＋ 【解析】(1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。(2)装置中仪器 a 是 冷凝管，起冷凝回流汽化的反应物的作用。(3)因反应物 Na2SO3 易被空气中的氧气氧化成 Na2SO4，故可能 存在的无机杂质是 Na2SO4；检验产品中是否含有 Na2SO4，即检验 SO 2－ 4 是否存在，需要防止 SO 2－ 3 的干扰， 故不能用具有强氧化性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液。(4) 产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中 Na2S2O3 不稳定，发生歧化反应：2H＋＋ S2O2－ 3 ===S↓＋SO2↑＋H2O 所致。(5)滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝，可指示滴定终点。 (6)起始读数为0.00 mL，终点读数为18.10 mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL－0.00 mL＝18.10 mL；根据 2Na2S2O3·5H2O～2S2O2－ 3 ～I2，得 n(Na2S2O3·5H2O) ＝2n(I2)＝2×0.100 0 mol·L－1×18.10×10－3 L ＝3.620×10－3 mol，则产品的纯度3.620×10－3 mol×M g/mol W g ×100%＝3.620×10－3M W ×100%。(7)S2O 2－ 3 被 Cl2 氧化成 SO2－ 4 ，Cl2 被还原为 Cl－，首先根据化合价升降总数相等写出 S2O2－ 3 ＋4Cl2→2SO2－ 4 ＋8Cl－，然后根 据原子守恒和电荷守恒写出 S2O2－ 3 ＋4Cl2＋5H2O===2SO2－ 4 ＋8Cl－＋10OH－。 23．（2014·重庆理综化学卷，T8）（15 分）月球含有 H、He、N、Na、Mg、Si 等元素，是人类未来 的资源宝库。 (1)3He 是高效能原料，其原子核内的中子数为 (2)Na 的原子结构示意图为 ，Na 在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为 (3)MgCl2 在工业上应用广泛，可由 MgO 制备。 ①MgO 的熔点比 BaO 的熔点 (填“高”或“低”。) ②月球上某矿石经处理得到的 MgO 中含有少量 SiO2，除去 SiO2 的离子方程式为；SiO2 的晶体类型 为 。 ③MgO 与碳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)。 (4)月壤中含有丰富的 3He，从月壤中提炼 1kg 3He，同时可得 6000kg H2 和 700kg N2，若以得到 H2 和 N2 为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵 kg 【答案】(15 分) （1）1 （2） （3）①高 ②SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O；原子晶体 ③NaCl，NaClO，Na2CO3 （4）3950 【解析】（1）He 的质子数为 2，所以 3He 的中子数为 1；（2）Na 在氧气中完全燃烧生成 Na2O2，其 电子式为 ；（3）①MgO 和 BaO 中离子所带的电荷数相同，但由于 Mg2+的半径小于 Ba2+，所以 MgO 的熔点要高于 BaO；②除去 MgO 中的 SiO2 杂质，要利用二者性质的差异性，即 SiO2 能 和强碱反应而 MgO 不反应，则可以加入 NaOH 或 KOH 等强碱溶液，发生的离子反应为 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；③根据反应物以及生成物，可知尾气中含有 Cl2 和 CO2 气体，当用 NaOH 来吸收时， 生成的物质有 NaCl、NaClO 和 Na2CO3；（4）6000kgH2 的物质的量是 36000 10 2 / g g mol  =3×106mol， 700kg N2 的物质的量为 3700 10 28 / g g mol  =2.5×104mol，根据方程式 3H2+N2 2NH3 可知 H2 过量。根据 N 元素守恒可知， 生成的 NH4HCO3 的物质的量应是 5×104mol，则 NH4HCO3 的质量 m=5×104mol×79g/mol=3.95×106g=3950Kg。