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整理高考化学离子反应试题汇编
2011-2015全国卷汇编---离子反应(索引)
考点
题号
离子方程式的正误判断
2011全国新课标:
6
2013全国新课标II:
4
离子方程式的书写
2011全国新课标:
11
(1)、11
(2)②
2012全国新课标:
8(3)(4)
2013全国新课标I:
9
(2)
2013全国新课标II:
9
(1)、11
(2)②
2014全国新课标I:
9(3)、11
(2)
2014全国新课标II:
9(3)、11
2015全国新课标I:
36
(2)
2015全国新课标Ⅱ:
13、26、28
离子反应方程书写
2011全国新课标:
8(3)
2013全国新课标I:
10
(1)、12(4)
2015全国新课标I:
27
(1)
离子反应及其发生的条件(包括除杂、离子检验、产物判断、现象分析)
2011全国新课标:
8
(2)、13
2012全国新课标:
1、8
(2)
2013全国新课标I:
9(4)、11
(2)
2013全国新课标II:
9
(1)(3)
2014全国新课标I:
2、11(4)
2014全国新课标II:
3、7
2015全国新课标I:
10
2015全国新课标I:
27(3)、36(3)
2015全国新课标Ⅱ:
26、28
电解质化学式的书写
2013全国新课标I:
9(6)、11(5)
电离方程式的书写
2014全国新课标I:
9
(1)
2011-2015全国卷汇编---离子反应(题目)
2011全国新课标
6.(2011全国新课标)能正确表示下列反应的离子方程式为
A.硫化亚铁溶于稀硝酸中:
FeS+2H+=Fe2++H2S↑
B.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:
HCO3-+OH-=CO32-+H2O
C.少量SO2通入苯酚钠溶液中:
C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-
D.大理石溶于醋酸中:
CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
【答案】D
【考点】离子方程式的正误判断
8.(2011全国新课标)0.80gCuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
请回答下列问题:
(1)试确定200℃时固体物质的化学式_____(要求写出推断过程);
(2)取270℃所得样品,于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为 。
把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为 ,其存在的最高温度是 ;
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为________________;
(4)在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=________________mol·L-1(Kap[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
若在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是_______________mol·L-1。
【答案】8.
(1)CuSO4·H2O
CuSO4·5H2O
CuSO4·(5-n)H2O+nH2O
250 18n
0.80g 0.80g-0.57g=0.23g
n=4
(2)CuSO4
CuO+SO3↑,CuSO4·5H2O,102℃
(3)2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+H2O
(4)2.2×10-8 ,0.2
【考点】离子反应产物判断、方程式书写(浓硫酸和铜的反应)
11.(2011全国新课标)普通纸张的主要成分是纤维素,在早期的纸张生产中,常采用纸表面涂覆明矾的工艺,以填补其表面的微孔,防止墨迹扩散,请回答下列问题:
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损,严重威胁纸质文物的保存。
经分析检验,发现酸性腐蚀主要与造纸中涂覆明矾的工艺有关,其中的化学原理是______;为了防止纸张的酸性腐蚀,可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂,该工艺原理的化学(离子)方程式为______。
(2)为了保护这些纸质文物,有人建议采取下列措施:
①喷洒碱性溶液,如稀氢氧化钠溶液或氨水等,这样操作产生的主要问题是______。
②喷洒Zn(C2H5)2。
Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。
用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防治酸性腐蚀的原理______。
(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。
钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分FeTiO3)为原料按下列过程进行的,请完成下列化学方程式:
①□FeTiO3+□C+□Cl2
□TiCl4+□FeCl3+□CO
②□TiCl4+□O2
□TiO3+□Cl2
【答案】
(1)明矾水解产生酸性环境,在酸性条件下,纤维素水解,使高分子链断裂;
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
(2)①过量的碱同样可以导致纤维素的水解,造成书籍污损。
②Zn(C2H5)2+H2O=ZnO+2C2H6↑,ZnO+2H+=Zn2++H2O
(3)①2FeTiO3+6C+7Cl2
2TiCl4+2FeCl3+6CO
②TiCl4+O2
TiO3+2Cl2
【考点】离子方程式的书写
13.(2011全国新课标)香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。
工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)
已知以下信息:
①A中有五种不同化学环境的氢;
②B可与FeCl3溶液发生显色反应;
③同一个碳原子上连有两个羧基通常不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1)香豆素的分子式为_______;
(2)由甲苯生成A的反应类型为___________;A的化学名称为__________;
(3)由B生成C的化学反应方程式为___________;
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有______种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_______种;
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有______中,其中:
①既能发生银境反应,又能发生水解反应的是________(写结构简式)
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是_________(写结构简式)
【答案】13.
(1)C9H6O2
(2)取代反应,2-氯甲苯(邻氯甲苯)
(3)
(4)4,2
(5)4,
,
【考点】离子反应及其发生的条件
2012全国新课标
1.(2012全国新课标)下列叙述中正确的是
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
【答案】A
【考点】离子反应及其发生的条件(现象分析)
8.(2012全国新课标)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式。
可用离子交换和滴定的方法。
实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预防处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。
交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。
计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中X值
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品,采用上述方法测得n(Fe):
n(Cl)=1:
2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为____。
在实验室中,FeCl2可用铁粉和____反应制备,FeCl3可用铁粉和_______反应制备
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为___
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为______
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为________,该电池总反应的离子方程式为_____。
【答案】
(1)n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol
0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.19g
n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol
n(Fe):
n(Cl)=0.0034:
0.010≈1:
3,x=3
(2)0.10 盐酸 氯气
(3)2Fe3++2I-=2Fe2++I2 (或2Fe3++3I-=2Fe2++I3-)
(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-
(5)FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-;
2FeO42-+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)3+4OH-
【考点】离子反应及其发生的条件、离子方程式的书写、原电池反应离子方程式的书写
2013全国新课标Ⅰ
9.(2013全国高考)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为 。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是 。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 。
在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。
【答案】
(1)+3
(2)2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)-4+3H2↑
(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2
Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
2H2O2
2H2O+O2↑;有氯气生成,污染较大。
(4)CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O
(5)Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
(6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中
Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
【考点】离子方程式的书写、离子反应及其发生的条件、电解池的离子运动、电解质化学式的书写
11.(2013全国高考)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。
一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为 、 。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是 ,滤渣是 ;过滤操作②的滤液是 和 ,滤渣是 。
(3)工艺过程中③和④的目的是 。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。
该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是 。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250g溶于水中,用0.0500mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反应的离子方程式为 ;列式计算该成品的纯度 。
【答案】
(1)CO+NaOH
HCOONa 2HCOONa
Na2C2O4+H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4
H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本),减小污染。
(4)Na2SO4
(5)5C2O2-4+2MnO-4+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑
【考点】离子反应及其发生的条件(产物判断)、离子方程式的书写
4.(2013全国II卷)能正确表示下列反应的离子方程式
A.浓盐酸与铁屑反应:
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:
2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+
C.NaHCO3溶液与稀H2SO4反应:
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
D.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:
3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+
【答案】D
【考点】离子方程式的正误判断
10.(2013全国高考)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。
由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ•mol-1
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2 =-49.0kJ•mol-1
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3 =-41.1kJ•mol-1
二甲醚合成反应:
(iV)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4 =-24.5kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。
工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(iV)对于CO转化率的影响 。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 。
(4)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度等于甲醇直接燃料电池(5.93kW•h•kg-1)。
若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为 ,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 个电子的能量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E= (列式计算。
能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW•h=3.6×106J)。
【答案】10.
(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4
NaAl(OH)4+CO2 =Al(OH)3↓+NaHCO3,2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(i)平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应(iii)消耗部分CO。
(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g) △H =-204.7kJ•mol-1
该反应分子数减少,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加。
压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大。
(4)反应放热,温度升高,平衡左移。
(5)CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e- 12
【分析】离子反应方程书写
12.(2013全国高考)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。
请回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
(2)硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。
工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为 。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ•mol-1
356
413
336
226
318
452
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。
(6)在硅酸盐中,SiO44-四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为 ,Si与O的原子数之比为 ,化学式为 。
【答案】12.
(1)M 9 4
(2)二氧化硅
(3)共价键 3
(4)Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。
而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成。
②C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。
而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
(6)sp3 1∶3 [SiO3]2n-n(或SiO2-3)
【分析】离子反应方程书写
2013全国新课标Ⅱ
9.(2013全国II卷)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌(含有Fe(II)、Mn(II)、Ni(II)等杂质)的流程如下:
提示:
在本实验条件下,Ni(II)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是 ,发生反应的离子方程式为 ;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是 。
(2)反应③的反应类型为 ,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有 。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检查沉淀是否洗涤干净的方法是 。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。
取干燥后的滤饼11.2g,锻烧后可得到产品8.1g,则x等于 。
【答案】
(1)Fe2+和Mn2+
MnO4-+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+
铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质
(2)置换反应 镍
(3)取少量水洗夜于试管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净
(4)1
【考点】离子反应及其发生的条件(除杂)、离子方程式的书写、离子反应及其发生的条件(杂质离子的检验)
11.(2013全国II卷)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。
两种锌锰电池的构造如图(a)所示。
回答下列问题:
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是 ,电解质的主要成分是 ,正极发生的主要反应是 。
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是 。
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。
①图(b)中产物的化学式分别为A ,B 。
②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。
操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为 。
③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是 (填化学式)。
【答案】11.
(1)①ZnNH4Cl MnO2+NH4++e-=2MnOOH+NH3
②碱性电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。
(答对一条即可)
(2)①ZnCl2NH4Cl
②2MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓2CO32-
③H2
【考点】离子方程式的书写
2014全国新课标Ⅰ
2.(2014全国高考I卷)化学与社会、生活密切相关。
对下列现象或事实的解释正确的是
选项
现象或事实
解释
A
用热的烧碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接和油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜
【答案】2.C
【考点
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