高考化学化水溶液中的离子平衡提高练习题压轴题训练Word文档下载推荐.docx
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(5)NaHCO3溶液与FeSO4溶液反应生成FeCO3、H2O、CO2和Na2SO4;
碳酸根离子水解后溶液碱性较强,易生成氢氧化亚铁。
【详解】
(2)b中产生的硫酸亚铁被压入c中与碳酸钠作用产生碳酸亚铁;
实验过程中产生的H2作用有:
赶走空气、防止生成的FeCO3被氧化;
将b中溶液压入c中;
(3)过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色。
FeCO3与O2反应生成Fe(OH)3,用化学方程式:
4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2;
(4)乙醇分子的极性比水小,乙醇降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度,便于葡萄糖酸亚铁析出;
(5)NaHCO3溶液与FeSO4溶液反应生成FeCO3、H2O、CO2和Na2SO4,方程式为:
Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑。
碳酸根离子水解后溶液碱性较强,易生成氢氧化亚铁,此法产品纯度更高的原因是:
降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁。
2.砂质土壤分析中常用KarlFischer法是测定其中微量水含量,该方法是利用I2
和SO2反应定量消耗水作为原理(假设土壤中其他成分不参加反应),据此回答下列问题:
(1)写出该反应的化学反应方程式:
_______________________。
步骤I:
反应样品中的水
下图是某同学在实验室模拟KarlFischer法的实验装置图:
(2)装置连接的顺序为a→____________(填接口字母顺序);
M仪器的名称为________________,其在实验过程中的作用是:
____________;
(3)操作步骤为:
①连接装置并检查装置气密性,②装入药品,____________________;
③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;
④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2
,⑤取下D装置,·
·
步骤④中继续通入N2的目的是________________________________
步骤II:
测定剩余的碘
向反应后的D装置加入蒸馏水,过滤,充分洗涤,并合并洗涤液和滤液,将其配成250.00mL溶液,取
25.00mL
用0.20
mol·
L-1Na2S2O3
标准液滴定剩余的I2单质,已知反应如下:
2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
(4)Na2S2O3
标准液应装在_____________(填“酸式”、“碱式”)滴定管中;
上述操作中,合并洗涤液和滤液的目的是__________________________;
(5)滴定实验重复四次得到数据如下:
实验
①
②
③
④
消耗的标准液的体积/mL
18.37
20.05
19.95
20.00
①若实验开始时,向D
装置中加入10.00g土壤样品和10.16克I2(已知I2过量),则样品土壤中水的含量为_________%。
②若Na2S2O3
标准液已部分氧化变质,则水含量测定结果将____________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【来源】【全国百强校】四川省成都市石室中学2019届第二次诊断性模拟测试化学试题
【答案】SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HId→e→i→h→g→f→b→(c)长颈漏斗平衡内外气压,防止压强过大打开弹簧夹,通入氮气将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收碱式使所有剩余的碘均进入滤液,测量结果更准确7.2%偏低
(1)利用I2和SO2反应定量消耗水,碘单质具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者在水中发生氧化还原反应生成碘化氢和硫酸,据此写出反应的方程式;
(2)装置A是制备二氧化硫气体,装置B中的碱石灰可以吸收尾气,并防止外界水蒸气加入装置,应该在整套装置的最后,D装置应该为二氧化硫与样品反应的装置,进入该装置的二氧化硫需要用浓硫酸(E)干燥,C装置为安全瓶,因此装置的顺序为ACEDB,据此分析解答;
(3)操作步骤:
①连接装置并检查装置气密性,②装入药品,打开弹簧夹,通入氮气,把装置内空气赶净,③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;
④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2,将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收,据此分析解答;
(4)Na2S2O3水解显碱性;
合并洗涤液和滤液,使所有剩余的碘进入滤液,据此分析解答;
(5)①实验过程中碘与二氧化硫反应后,剩余的碘用0.20mol•L-1Na2S2O3标准液滴定,根据消耗的Na2S2O3求出剩余的碘,再根据
(1)中的方程式求出消耗的水,最后求样品中水的含量;
②若Na2S2O3标准液已部分氧化变质,消耗硫代硫酸钠溶液体积增大,测定剩余碘单质物质的量增大,据此分析判断。
(1)碘单质具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者在水中发生氧化还原反应生成氢碘酸和硫酸,反应的化学方程式为:
SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4,故答案为SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4;
(2)装置A是制备二氧化硫气体,装置B中的碱石灰可以吸收尾气,并防止外界水蒸气加入装置,应该在整套装置的最后,D装置应该为二氧化硫与样品反应的装置,进入该装置的二氧化硫需要用浓硫酸(E)干燥,C装置为安全瓶,因此装置的顺序为ACEDB,接口顺序为d→e→i→h→g→f→b→(c);
根据图示,M为长颈漏斗,在实验过程中,可以起到平衡内外气压,防止压强过大的作用,故答案为d→e→i→h→g→f→b→(c);
长颈漏斗;
平衡内外气压,防止压强过大;
④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2,将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收,⑤取下D装置,·
,故答案为打开弹簧夹,通入氮气;
将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收;
(4)Na2S2O3水解显碱性,标准液应装在碱式滴定管中;
上述操作中,合并洗涤液和滤液,可以使所有剩余的碘均进入滤液,测量结果更准确,故答案为碱式;
使所有剩余的碘均进入滤液,测量结果更准确;
(5)①实验开始时,向D装置中加入10.00克土壤样品和10.16克I2(已知I2过量),n(I2)=
=0.04mol,向反应后的D装置加入蒸馏水,过滤,充分洗涤,并合并洗涤液和滤液,将其配成250.00mL溶液,取25.00mL用0.20mol·
L-1Na2S2O3标准液滴定剩余I2单质,根据实验数据可知,实验①的误差较大,删除该数值,②③④实验消耗Na2S2O3溶液的平均值=
mL=20.00mL,根据2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,消耗碘单质物质的量=n(Na2S2O3)×
×
=
0.0200L×
0.20mol/L×
10=0.02mol,剩余I2物质的量=0.04mol-0.02mol=0.02mol,即与二氧化硫反应的碘单质物质的量=0.04mol-0.02mol=0.02mol,消耗水为0.04mol,土壤样品中水的含量=
100%=7.2%,故答案为7.2%;
②若Na2S2O3标准液已部分氧化变质,滴定过程中消耗的硫代硫酸钠溶液体积增大,测定剩余碘单质物质的量增大,则与二氧化硫反应的碘单质减少,反应的水的物质的量减小,计算得到水的含量偏低,故答案为偏低。
3.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是工业上重要的还原性漂白剂,也是重要的食品抗氧化剂。
某学习小组模拟工业流程设计实验制取保险粉。
已知:
Na2S2O4是白色固体,还原性比Na2SO3强,易与酸反应(2S2O42-+4H+=3SO2↑+S↓+2H2O)。
(一)锌粉法
步骤1:
按如图方式,温度控制在40~45℃,当三颈瓶中溶液pH在3~3.5时,停止通入SO2,反应后得到ZnS2O4溶液。
步骤2:
将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中,过滤,滤渣为Zn(OH)2,向滤液中加入一定量食盐,立即析出Na2S2O4•2H2O晶体。
步骤3:
,经过滤,用乙醇洗涤,用120~140℃的热风干燥得到Na2S2O4。
(二)甲酸钠法
步骤4:
按上图方式,将装置中的Zn粉和水换成HCOONa、Na2CO3溶液和乙醇。
温度控制在70~83℃,持续通入SO2,维持溶液pH在4~6,经5~8小时充分反应后迅速降温45~55℃,立即析出无水Na2S2O4。
步骤5:
经过滤,用乙醇洗涤,干燥得到Na2S2O4。
(1)步骤1容器中发生反应的化学方程式是______;
容器中多孔球泡的作用是______。
(2)步骤2中“向滤液中加入一定量食盐,立即析出Na2S2O4•2H2O晶体”的原理是(用必要的化学用语和文字说明)______。
(3)两种方法中控制温度的加热方式是______。
(4)根据上述实验过程判断,Na2S2O4在水、乙醇中的溶解性为:
______。
(5)甲酸钠法中生成Na2S2O4的总反应为______。
(6)两种方法相比较,锌粉法产品纯度高,可能的原因是______。
(7)限用以下给出的试剂,设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4。
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、AgNO3溶液、BaCl2溶液______。
【来源】四川省攀枝花市2020届高三第二次统一考试理综化学试题
【答案】H2O+SO2=H2SO3,Zn+2H2SO3
ZnS2O4+2H2O或Zn+2SO2
ZnS2O4增大气体与溶液的接触面积,加快气体的吸收速率溶液中存在:
Na2S2O4(s)
Na2S2O4(aq)
2Na+(aq)+
(aq)[或Na2S2O4(s)
(aq)],增大c(Na+),平衡向逆反应方向移动水浴加热Na2S2O4在水中溶解度较大,在酒精中溶解度较小2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2Zn(OH)2难溶于水,易与Na2S2O4分离取少量产品配成稀溶液,加入足量稀盐酸,充分反应后静置,取上层清液,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可确定产品中含有Na2SO4
合成保险粉的反应物为Zn、SO2、H2O,根据温度控制在40~45℃,当三颈瓶中溶液pH在3~3.5时,停止通入SO2,反应后得到ZnS2O4溶液,据此分析解答。
(1)合成保险粉的反应物有Zn、SO2、H2O,根据温度控制在40~45℃,当三颈瓶中溶液pH在3~3.5时,说明发生了:
H2O+SO2=H2SO3反应,最后反应得到ZnS2O4溶液,说明又发生了:
Zn+2H2SO3
ZnS2O4+2H2O反应,总过程也可以写成:
Zn+2SO2
ZnS2O4,多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积,加快气体的吸收速率;
(2)溶液中存在:
(aq)],增大c(Na+),平衡向逆反应方向移动,所以向滤液中加入一定量食盐,立即析出Na2S2O4•2H2O晶体;
(3)根据温度控制在40~45℃可知需要控制温度的加热方式一般是水浴加热;
(4)根据步骤2中将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中,过滤,滤渣为Zn(OH)2,向滤液中加入食盐,才析出Na2S2O4•2H2O晶体,可知Na2S2O4在水中溶解度较大;
根据步骤5析出的晶体用无水乙醇洗涤的目的是使晶体迅速干燥,避免溶解而减少损耗,可知其在酒精中溶解度较小;
(5)由题意可知甲酸钠、二氧化硫、碳酸钠反应生成Na2S2O4,同时生成二氧化碳,反应的方程式为2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2;
(6)锌粉法产品纯度高,可能的原因是Zn(OH)2难溶于水,易与Na2S2O4分离;
(7)设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4,要避免Na2S2O4干扰,所以取少量产品配成稀溶液,加入足量稀盐酸,充分反应后静置,取上层清液,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可确定产品中含有Na2SO4。
4.利用间接
酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
2CrO
+2H+===Cr2O
+H2O Ba2++CrO
===BaCrO4↓
步骤Ⅰ移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用bmol·
L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mL。
步骤Ⅱ:
移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中,加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol·
L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。
BaCl2溶液的浓度为________mol·
L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。
【来源】2018版化学(苏教版)高考总复习专题八对接高考精练--水的电离和溶液的酸碱性
【答案】上方
偏大
酸式滴定管的“0”刻度位于滴定管的上方;
待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol•L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL,则发生2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H20的盐酸的物质的量为:
V1×
10-3×
bmol,步骤Ⅰ:
用bmol•L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mL,加入的总盐酸的物质的量:
V0×
bmol,Ba2++CrO42-═BaCrO4↓,与Ba2+反应的CrO42-的物质的量为V0×
bmol-V1×
bmol=(V0-V1)b×
10-3mol,步骤Ⅱ:
移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中,所以BaCl2溶液的浓度为:
mol/L=
mol/L;
若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,V1减小,则Ba2+浓度测量值将偏大。
5.某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。
(1)设计如下实验研究2Fe3++2I-
2Fe2++I2的反应。
①振荡静置后C中观察到的现象是_______________________;
为证明该反应存在一定限度,还应补做实验为:
取C中分液后的上层溶液,然后______________(写出实验操作和现象)。
②测定上述KI溶液的浓度,进行以下操作:
I用移液管移取20.00mLKI溶液至锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,再加入足量H2O2溶液,充分反应。
II小心加热除去过量的H2O2。
III用淀粉做指示剂,用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定,反应原理为:
2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
步骤II是否可省略?
____________(答“可以”或“不可以”)
步骤III达到滴定终点的现象是___________________________。
巳知I2浓度很高时,会与淀粉形成稳定的包合物不易解离,为避免引起实验误差,加指示剂的最佳时机是________。
(2)探究Mn2+对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响。
反应原理(化学方程式)为________;
仪器及药品:
试管(两支)、0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/LH2C2O4溶液、一粒黄豆大的MnSO4固体;
实验方案:
请仿照教材(或同教材)设计一个实验用表格,在行标题或列标题中注明试剂及观察或记录要点。
______________
【来源】四川省成都市2019—2020学年高二上学期期末调研考试化学试题
【答案】溶液分层,上层水层为黄绿色,下层四氯化碳层为紫色滴加KSCN溶液,溶液变红不能;
;
当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,蓝色褪去且半分钟内不复原用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加淀粉指示剂,再继续滴加标准溶液2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
加入试剂
0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液
0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体
褪色时间
实验结论
(1)①由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在Fe3+;
②由步骤I可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若步骤II省略,溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应;
当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色;
为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉;
(2)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。
(1)①由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,上层为氯化铁和氯化亚铁得混合溶液,溶液的颜色为黄绿色,下层为碘的四氯化碳溶液,溶液的颜色为紫色;
为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在Fe3+,还应补做实验为:
取C中分液后的上层溶液,然后滴加KSCN溶液,溶液变红色,故答案为:
溶液分层,上层水层为黄绿色,下层四氯化碳层为紫色;
滴加KSCN溶液,溶液变红;
②由步骤I可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若步骤II省略,溶液中过氧化氢会与Na2S2O3溶液反应,导致Na2S2O3标准溶液体积偏大,所测结果偏高,故不能省略;
当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原;
由I2浓度很高时,会与淀粉形成稳定的包合物不易解离,为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉,故答案为:
不能;
当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,蓝色褪去且半分钟内不复原;
用cmol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加淀粉指示剂,再继续滴加标准溶液;
(2)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
据题给条件,设计探究Mn2+对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响的实验,应用取两份等体积的0.01mol/LKMnO4酸性溶液,一份加入0.1mol/L的H2C2O4溶液,另一份加入等体积的0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体,测定溶液由紫色退为无色所需要的时间,实验用表格如下:
故答案为:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
【点睛】
当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉是解答关键,也是难点和易错点。
6.一水硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4SO4·
H2O]常用作杀虫剂,媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。
常温下该物质可溶于水,难溶于乙醇,在空气中不稳定,受热时易发生分解。
某化学兴趣小组以Cu粉、3mol·
L-1的硫酸、浓氨水、10%NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500mol·
L-1稀盐酸、0.500mol·
L-1的NaOH溶液来制备一水硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
I.CuSO4溶液的制取
①实验室用铜与浓硫酸制备硫酸铜溶液时,往往会产生有污染的SO2气体,随着硫酸浓度变小,反应会停止,使得硫酸利用率比较低。
②实际生产中往往将铜片在空气中加热,使其氧化生成CuO,再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸铜溶液;
这一过程缺点是铜片表面加热易被氧化,而包裹在里面的铜得不到氧化。
③所以工业上进行了改进,可以在浸入硫酸中的铜片表面不断通O2,并加热;
也可以在硫酸和铜的混合容器中滴加H2O2溶液。
④趁热过滤得蓝色溶液。
(1)某同学在上述实验制备硫酸铜溶液时铜有剩余,该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现,冷却析出的晶体中含有白色粉末,试解释其原因________________。
(2)若按③进行制备,请写出Cu在H2O2作用下和稀硫酸反应的化学方程式_______________。
(3)H2O2溶液的浓度对铜片的溶解速率有影响。
现通过下图将少量30%的H2O2溶液浓缩至40%,在B处应增加一个设备,该设备的作用是____________馏出物是______________________。
II.晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作
(1)硫酸铜溶液含有一定的硫酸,呈酸性,加入适量NH3·
H2O调节溶液pH,产生浅蓝色沉淀,已知其成分为Cu2(OH)2SO4,试写出生成此沉淀的离子反应方程式_________
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