(化学)高考化学离子反应练习题及答案及解析1
一、高中化学离子反应
1.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为
A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3
D.Na2CO3、CuSO4
【答案】C
【解析】
【详解】
A. NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水,最终无固体存在,A项错误;
B.AgCl不溶于酸,固体不能全部溶解,B项错误;
C.亚硫酸钠和碳酸钡溶于水,碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解,加入稀盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解,再将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀和二氧化碳和水,符合题意,C项正确;
D. Na2CO3、CuSO4中加热足量稀硫酸,振荡后无固体存在,D项错误;
答案选C。
2.有一固体混合物,可能由K2CO3、NaNO2、FeCl3、KClO3、AgNO3混合而成,为检验它的成分,做了如下实验:取固体加入足量的稀硝酸中,搅拌充分反应,得到无色透明溶液,同时有黄绿色气体和白色沉淀生成(已知NaNO2不能被稀硝酸氧化)。根据以上实验现象,你认为以下判断正确的是
A.一定含有KClO3、AgNO3、NaNO2,不能肯定是否含有氯化铁
B.一定含有KClO3,且在反应过程中被还原生成了两种还原产物
C.另取适量固体加水溶解,若出现白色沉淀,即可证明K2CO3的存在
D.将反应产生的气体通入少量澄清石灰水,若有无沉淀出现,即可证明K2CO3不存在【答案】B
【解析】
【分析】
取固体加入足量的稀硝酸中,搅拌,充分反应,得到无色透明溶液,则一定不含FeCl3;同时有黄绿色气体和白色沉淀生成(已知NaNO2不能被稀硝酸氧化),只能是酸性溶液中KClO3把NaNO2氧化为NaNO3,本身被还原为黄绿色气体氯气,则一定含有KClO3,同时有白色沉淀生成,该白色沉淀一定是AgCl,则一定含有AgNO3,则KClO3氧化NaNO2时,同时被还原为Cl-,不确定K2CO3是否存在,以此来解答。
【详解】
由以上分析知,该固体中一定含有KClO 3、NaNO 2、AgNO 3,一定不含有FeCl 3,不确定K 2CO 3是否存在,
A. 一定含有KClO 3、AgNO 3、NaNO 2,一定不含有FeCl 3,故A 错误;
B. 一定含有KClO 3,且在反应过程中被还原生成了两种还原产物氯气和Cl -,故B 正确;
C. 另取适量固体加水溶解,KClO 3氧化NaNO 2,自身被还原为Cl -,Cl -与Ag +反应生成AgCl 白色沉淀,则不能证明K 2CO 3的存在,故C 错误;
D. 反应产生的气体含有氯气,氯气可与水反应生成盐酸,盐酸可与澄清石灰水发生中和反应,因此即使气体中含有CO 2,也不会有碳酸钙沉淀生成,因此不能证明K 2CO 3是否存在,故D 错误;
故选B 。
3.某溶液可能含有Cl -、SO 42-、CO 32-、NH 4+、Al 3+、Cu 2+、Fe 3+和K +中的若干种。为检验其中含有的离子,进行如下实验:取该溶液10mL ,加入过量的氢氧化钡溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,同时产生白色沉淀,过滤;向上述滤液中通入足量CO 2气体,产生白色沉淀。下列关于原溶液的说法正确的是
A .至少存在4种离子
B .Al 3+、NH 4+一定存在,Cl - 可能不存在
C .SO 42﹣、CO 32﹣至少含有一种
D .Al 3+、Cu 2+、Fe 3+一定不存在,K +可能存在 【答案】B
【解析】
【分析】
向溶液中加过量的2Ba(OH)并加热,由于产生了能够使湿润的红石蕊试纸变蓝的气体,所以原溶液中一定有4NH +;又因为同时产生了白色的沉淀,所以原溶液中一定不含Cu 2+和
Fe 3+,而24SO -
和23CO -则至少含有一种;至于Al 3+,若含有的话,则在加入过量2Ba(OH)后转化为了2AlO -;由于向滤液中通入的是过量的CO 2,仍能产生白色沉淀,所以断定原来的溶液中一定有Al 3+,那么这样的话24SO -和23CO -就只能存在24SO -了;综上所述,溶液中一定存在4NH +,Al 3+和24SO -,一定不存在23CO -,Cu 2+和Fe 3+,不一定存在Cl -,K +。
【详解】
A .溶液中至少存在3种离子,Al 3+,4NH +以及24SO -,A 项错误;
B .Al 3+,4NH +一定存在,Cl -不一定存在,B 项正确;
C .24SO -一定存在于溶液中,而23CO -
由于与Al 3+不能共存,所以一定不存在于溶液中,C
项错误;
D .一定不存在的离子有23CO -,Cu 2+和Fe 3+,不一定存在的离子有Cl -,K +,D 项错误;
答案选B 。
【点睛】
判断溶液中是否存在某离子时,一方面依据检验过程中的现象进行判断,一方面还可以利用其是否与溶液中一定存在的离子共存进行判断,最后还可以利用溶液中已经存在的离子
是否满足电荷守恒进行判断;此外,在进行检验时,也要注意检验过程中,前面所加的试剂是否会对后续的检验产生干扰。
4.下列反应的离子方程式书写错误的是()
A.向Na2CO3溶液中滴入少量的盐酸:CO32-+H+=HCO3-
B.向KAl(SO4)2溶液滴加过量NaOH溶液反应:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
C.氯气溶于水生成盐酸和次氯酸:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.固体SiO2和NaOH溶液反应:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A. Na2CO3溶液中滴入少量的盐酸生成碳酸氢钠,离子方程式为:CO32-+H+=HCO3-,A项正确;
B. 铝离子与过量的NaOH溶液反应生成偏铝酸根和水,离子方程式为:Al3++4OH-=AlO2-
+2H2O,B项正确;
C. 氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸,离子方程式为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,C 项错误;
D. 固体SiO2和NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,D 项正确;
答案选C。
5.向含有1molNH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,充分反应。下列说法错误的是()
A.当Al3+恰好完全沉淀时,消耗氢氧化钡1.5mol
B.当SO42-恰好完全沉淀时,铝元素全部以Al(OH)3的形式存在
C.当Al3+恰好完全生成AlO2-时,消耗氢氧化钡2.5mol
D.随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大,沉淀的物质的量不断增大
【答案】D
【解析】
【分析】
1mol NH4Al(SO4)2中逐滴加入Ba(OH)2溶液,反应过程可分三个阶段:
2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2=(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓+3BaS O4↓①;
(NH4)2SO4+Ba(OH)2= 2BaSO4↓+2NH3+2H2O②;
2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba(AlO2)2-+4H2O③;
第一阶段:从开始滴入Ba(OH)2到1.5mol时,反应按①进行,溶液中的Al3+、Ba2+、OH-离子均转化成沉淀;
第二阶段:当滴入Ba(OH)2从1.5mol到2mol时,Ba2+继续与SO42-反应生成BaSO4,共生成2molBaSO4,同时①反应生成的(NH4)2SO4与OH-反应生成氨气和水;
第三阶段:当滴入到Ba(OH)22mol到2.5mol时,按③进行,生成的Al(OH)3全部转化为AlO2-。
【详解】
A. 从开始滴入Ba(OH)2到1.5mol时,反应按①反应,即当1mol Al3+恰好完全沉淀时,消耗氢氧化钡1.5mol,A项正确;
B. 由反应②可知,当SO42-恰好完全沉淀时,铝元素全部以Al(OH)3的形式存在,B项正确;
C. 由反应③可知,当Al3+恰好完全生成AlO2-时,消耗氢氧化钡2.5mol ,C项正确;
D. 随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大,沉淀开始时物质的量不断增大,当加入到2mol 时,Al(OH)3溶解,随后沉淀的物质的量减小,D项错误;
答案选D。
【点睛】
本题难点,掌握分析三个过程,随着加入的Ba(OH)2的量不同,反应进行的过程会不一样,看见这中题型,要进行综合分析,详细罗列每一个过程的反应。
6.某强酸性溶液 X 中可能含有 Ba2+、A13+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、C1-、NO2-中的一种或几种,现取 X 溶液进行连续实验,实验过程及产物如下:
根据以上信息,下列判断正确的是
A.X 溶液中一定存在 A13+、NH4+、Fe3+、SO42-
B.X 溶液中可能存在 SO32-、C1-、NO2-
C.向溶液 J 中加入过量的溶液 E,最终溶液中可能含有两种溶质
D.沉淀 I 一定是 Al (OH)3
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子,加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀为BaSO4沉淀,说明溶液中含有SO42-离子,生成气体A,A连续氧化生成D和E,则A为NO,D为NO2,E为HNO3,说明溶液中含有还原性离子,一定为Fe2+离子,溶液B中加入过量NaOH溶液,生成气体F,则F为NH3,说明溶液中含有NH4+离子,溶液H中通入过量CO2气体,生成沉淀I,则I为Al(OH)3,H为NaAlO2,说明溶液中含有Al3+离子,溶液中含有Fe2+离子,就一定不含NO2-离子,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子,不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-,根据上述分析,溶液中一定含有A13+、NH4+、Fe2+、SO42-;一定不存在Ba2+、CO32-、SO32-、NO2-;可能存在Fe3+和Cl-,故A、B错误;溶液H中含有前几步加入的过量的Ba2+、Na+、OH-、NO3-和生成的 AlO2-,通入过量CO2,得到的溶液J中含有
Ba2+、Na+、NO3-和HCO3-,加入过量的硝酸(溶液E),最终溶液中有硝酸钠、硝酸钡和过量的硝酸,故C错误;沉淀I 是 Al (OH)3,故D正确;故选D。
【点睛】
本题的易错点和难点是NO2-离子的判断,要注意NO2-在酸性条件下也具有强氧化性。
7.将少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中,下列离子方程式能正确表示该反应的是
A.SO2 + H2O + Ca2+ + 2ClO-→ CaSO3↓+ 2H+ + 2ClO-
B.SO2 + H2O + Ca2+ + ClO-→ CaSO3↓+ 2HClO
C.SO2 + H2O + Ca2+ + ClO-→ CaSO4↓ + 2H+ + Cl-
D.SO2 + H2O + Ca2+ + 3ClO-→ CaSO4↓ + 2HClO + Cl-
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
ClO-有较强的氧化性,而在水溶液中SO2有较强的还原性,二者相遇首先发生氧化还原反应,生成氯离子和硫酸根离子。由于硫酸钙水中溶解度不大,硫酸根离子与钙离子又会形成硫酸钙沉淀,又因为次氯酸钙过量,则反应的离子方程式为:SO2+3ClO-
+Ca2++H2O=CaSO4↓+Cl-+2HClO,故选D
【点睛】
选项C是解答的易错点,主要是忽略了二氧化硫不足,生成的氢离子会继续与次氯酸根离子反应生成难电离的次氯酸。
8.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。
下列说法正确的是
A.a点对应的溶液中大量存在:Al3+、Na+、Cl-、NO3-
B.b点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、NO3-、I-
C.c点对应的溶液中大量存在:Fe3+、Na+、Cl-、SO42-
D.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、SO32-、Cl-
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A、a点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液为中性,Al3+只能存在酸性溶液,不能共存,错误;
B、b点对应的溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液为酸性,此条件下NO3-与I-
发生氧化还原反应而不能共存,错误;
C、c点溶液为中性,Fe3+只能存在酸性溶液,不能共存,错误;
D、d点溶液为碱性,可以共存,正确。
9.在给定条件下,下列离子组的离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是()
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】
【详解】
A. 滴加氨水后,Fe3+与其发生离子反应,离子方程式为Fe3++3 NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3 NH4+,A不正确;
B. 由水电离出的c(H+)=1×10﹣13mol?L﹣1,水的电离受到酸或碱抑制,溶液可能显酸性,也可能显碱性, NH4+在碱性溶液中不能大量存在, AlO2﹣在酸性溶液中不能大量存在,B不正确;
C. pH=1的溶液显酸性,Fe3+可以把I﹣氧化,故不能大量共存,离子方程式为2Fe3++2I﹣
═2Fe2++I2,C正确;
D. ClO﹣有强氧化性,通入少量SO2气体后,可以发生氧化还原反应,其离子方程式为3ClO ﹣+SO2+H2O═Cl﹣+2HClO+SO42﹣,D不正确。
综上所述,离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是C。
10.某废液阳离子只可能含有:Na+、NH4+、Ba2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+中的某几种,实验设计了下述方案进行处理,以回收金属,保护环境
已知:步骤①中,滴加NaOH溶液过程中产生的沉淀会部分溶解,下列说法正确的是:A.根据步骤①中的现象,说明废液中一定含有Al3+
B.步骤②,由红棕色固体可知,废液中一定存在Fe3+
C.取溶液丙进行焰色反应,焰色为黄色,说明原溶液中一定含Na+
D.该废液一定含有NH4+、Ba2+、Cu2+
【答案】D
【解析】
【分析】
沉淀甲灼烧后为红棕色固体,该红棕色固体为Fe2O3,则沉淀甲可能为Fe(OH)2或Fe(OH)3,说明废液中可能含有Fe2+或Fe3+;溶液甲中加入过量硫酸溶液,产生固体乙,则固体乙为BaSO4,说明废液中一定含有Ba2+;溶液乙中加入过量铁屑,产生红色固体,该红色固体为Cu,说明废液中一定含有Cu2+,以此解答该题。
【详解】
A.由步骤④可知,废液中一定含有Cu2+,而沉淀甲中没有Cu(OH)2,说明加入NaOH溶液后,Cu元素以离子形式存在于溶液甲中,则废液中一定含有NH4+,Cu元素以[Cu(NH3)4]2+形式存在于溶液甲中,因此步骤①沉淀部分溶解,不能说明废液中一定含有Al3+,故A错误;
B.由分析可知,废液中可能含有Fe2+或Fe3+,故B错误;
C.由于步骤①中加入过量NaOH溶液,因此溶液丙中一定含有Na+,焰色反应显黄色,不能说明废液中含有Na+,故C错误;
D.由分析可知,废液中一定含有Ba2+和Cu2+,由选项A的分析可知,废液中一定含有NH4+,故D正确;
故答案选D。
11.溶液中可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO32-、SO42-、NO3-中的几种。①加入铝片,产生无色无味的气体;②加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()
A.溶液中一定不含CO32-,可能含有SO42-和NO3-
B.在滴加NaOH溶液物质的量为0.5~0.7mol时,发生离子反应为Al3++4OH-=AlO2-+
2H 2O
C .溶液中的阳离子只有H +、Mg 2+、Al 3+
D .n(H +)∶n(NH 4+)∶n(Mg 2+)=2∶4∶1
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意知,①溶液中加入铝片,产生无色无味的气体为氢气,则溶液中有大量氢离子,则没有碳酸根和硝酸根离子,根据电中性原则知,溶液中一定含有硫酸根;②加入NaOH 溶液,产生白色沉淀,说明溶液中一定不含铁离子;当溶液中含氢离子、铵根离子、镁离子、铝离子时,加入氢氧化钠,先与氢离子反应,再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀,再与铵根离子反应得到一水合氨,再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠。
【详解】
A 、溶液中加入铝片,产生无色无味的气体为氢气,则溶液中有大量氢离子,则一定不含CO 32-和NO 3-,根据电中性原则知,一定含有SO 42-,故A 错误;
B 、根据题给图像知,在滴加NaOH 溶液物质的量为0.5至0.7mol 时,发生的离子反应
为:NH 4++OH -=NH 3·
H 2O ,故B 错误; C 、根据题给图像知,溶液中的阳离子一定含NH 4+、H +、Mg 2+、Al 3+,故C 错误; D 、根据题给图像分析,氢离子消耗氢氧根离子的物质的量是0.1mol ,所以氢离子的物质
的量是0.1mol ,氢氧化钠为0.5至0.7mol 时,发生的离子反应为:NH 4++OH -=NH 3·
H 2O ,所以铵离子的物质的量为0.2mol ,氢氧化钠为0.7至0.8mol 时,发生反应Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O ,所以Al 3+的物质的量是0.1mol ,镁离子的物质的量是(0.4mol-0.1mol
×3)÷2=0.05mol ,n(H +)∶n(NH 4+)∶n(Mg 2+) =2∶4∶1,故D 正确。
12.工业生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al 2O 3、MgO ),过滤后得到滤液用NaHCO 3溶液处理,测得溶液pH 和Al (OH )3生成的量随加入NaHCO 3溶液体积变化的曲线如图,下列有关说法不正确的是( )
A .生成沉淀的离子方程式为:232233()HCO AlO H O Al OH CO ---++=↓+
B .原NaHCO 3溶液中22333()()()c H CO c HCO c CO --++ =0.8mol/L
C .a 点溶液中存在:2()()()()c Na c H c AlO c OH ++--+=+
D .a 点水的电离程度小于b 点水的电离程度
【解析】
【分析】
氢氧化钠与氧化铝反应后生成偏铝酸钠,偏铝酸钠与碳酸氢钠反应会生成氢氧化铝沉淀;
根据物料守恒,原溶液中的22333()()()()c H CO c HCO c CO c Na --+
++=,推断出()c Na + 即可得到答案;
【详解】
A .根据强酸制弱酸原理可以写出离子方程式
232233()HCO AlO H O Al OH CO ---++=↓+,故A 正确;
B .加入40mLNaHCO 3溶液时沉淀最多,沉淀为0.032mol ,前8mLNaHCO 3溶液和氢氧化钠反应(2332OH HCO CO H O ---+=+ )不生成沉淀,后32mLNaHCO 3溶液与偏铝酸钠反
应(232233()HCO AlO H O Al OH CO ---++=↓+)生成沉淀,则原NaHCO 3溶液物质的量浓度3()c NaHCO =0.0320.032
mol/L=1.0mol/L ,原NaHCO 3溶液中的物料守恒为22333()()()()c H CO c HCO c CO c Na --+++==1.0mol/L ,故B 错误;
C .a 点为偏铝酸钠和氢氧化钠混合溶液,根据电荷守恒可以写出:
2()()()()c Na c H c AlO c OH ++--+=+,故C 正确;
D .水的电离程度:a 点为偏铝酸钠和氢氧化钠的混合液,b 点为偏铝酸钠与碳酸钠的混合液,因为酸碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,所以水的电离程度:a 点小于b 点,故D 正确;
答案选B 。
【点睛】
氢氧化钠与氧化铝反应后生成偏铝酸钠,偏铝酸钠与碳酸氢钠反应会生成氢氧化铝沉淀;物料守恒是水溶液常考的知识点,例如此题中原溶液的
22333()()()()c H CO c HCO c CO c Na --+++=,推断出()c Na + 即可得到答案;水的电离与酸碱性有很大关系,酸碱抑制水的电离,能水解的盐可以促进水的电离。
13.下列有关离子方程式正确的是( )。
A .向稀盐酸中加入少量钠粒:2Na +2H 2O =2Na ++2OH -+H 2↑
B .NaHSO 4溶液与Ba(OH)2溶液混合呈中性:2H ++SO 42-+Ba 2++2OH -=BaSO 4↓+2H 2O
C .用漂白粉溶液吸收尾气中SO 2:Ca 2++2ClO -+SO 2+H 2O =CaSO 3↓+2HClO
D .向含氯化铝的氯化镁溶液中加入氧化镁:2Al 3++3MgO +3H 2O =2Al(OH)3↓+3Mg 2+
【答案】BD
【解析】
【详解】
A. 稀盐酸中加入少量钠粒,氢离子优先反应,正确的离子方程式为:2Na+2H +=2Na ++H 2↑,
B. NaHSO 4溶液与Ba(OH)2溶液混合呈中性,则硫酸根过量,离子方程式为:2H ++SO 42-+Ba 2++2OH -=BaSO 4↓+2H 2O ,B 项正确;
C. HClO 有强氧化性,会将CaSO 3氧化为CaSO 4,C 项错误;
D. 含氯化铝的氯化镁溶液发生水解,溶液显酸性,加入氧化镁,离子方程式为:2Al 3++3MgO+3H 2O=2Al(OH)3↓+3Mg 2+,D 项正确;
答案选BD 。
【点睛】
本题易错点在C 项,判断离子方程式时,一定要分析反应过程,具有强氧化性和强还原性的物质,不会同时存在于产物之中,会进一步发生反应。
14.2PbO 在工业上可作蓄电池中良好的正极材料。以废铅蓄电池拆解出来的“铅泥”(主要成分为4PbSO ,另有少量Pb 、2PbO 和4CaSO 等)为原料制备2PbO 的一种工艺流程如图所示:
已知:i .常温下,单质铅与盐酸或硫酸几乎都不反应。
ii .铅盐中,(CH 3COO)2Pb 、Pb(NO 3)2均易溶于水,4PbSO 难溶于水。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”时,Pb 和PbO 2转化为可溶性Pb 2+盐,则“酸溶”时所用的强酸X 为____;此条件下的氧化性:X___PbO 2(选填“>”或“<”)
(2)用Pb(NO 3)2溶液反复多次洗涤沉淀,以达到“除钙”的目的,其原理是
_____________。
(3)(CH 3COO)2Pb 属于__________(选填“强电解质”或“弱电解质”);“滤液3”中除CH 3COONa 和NaClO 外,所含钠盐主要还有___________(填化学式)
(4)“析铅”反应的离子方程式为____________________。
(5)从环境保护的角度分析,该工艺流程可能存在的缺点是_______________(任写一条)
(6)铅蓄电池中的电解液是H 2SO 4,放电后两个电极上均沉积有PbSO 4。则放电时的负极反应式为___;充电时当电极上通过1mol 电子,阳极的质量减少__________g 。
【答案】硝酸(或HNO 3); < PbSO 4比CaSO 4更难溶解,加入Pb(NO 3)2溶液,可使CaSO 4不断转化为PbSO 4,Ca 2+进入到溶液中 弱电解质 NaCl 、Na 2SO 4 (CH 3COO)2Pb +ClO
-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O “酸溶”时会产生大气污染物NO x(重金属铅盐可污染土壤或水源) Pb+SO42--2e-=PbSO4 32
【解析】
【分析】
【详解】
(1)“酸溶”的目的是将Pb、PbO2转化为可溶性Pb2+,而常温下,单质铅与盐酸或硫酸几乎都不反应,故所用的强酸应为硝酸;在有硝酸存在的环境下,PbO2转化为Pb2+,表现出氧化性,说明PbO2的氧化性比硝酸强,故答案为:硝酸(或HNO3);<;
(2)CaSO 4的溶解平衡:CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq),加入Pb(NO3)2溶液,Pb2+与SO42-结合成更难溶的PbSO4,使CaSO4的溶解平衡不断正向移动,最终完全溶解,达到“除钙”的目的,故答案为:PbSO4比CaSO4更难溶解,加入Pb(NO3)2溶液,可使CaSO4不断转化为PbSO4,Ca2+进入到溶液中;
(3)“盐溶”时,加入CH3COONa可使PbSO4的溶解平衡正向移动,转化为(CH3COO)2Pb,说明(CH3COO)2Pb是弱电解质;“盐溶”后,溶液中含有(CH3COO)2Pb和Na2SO4,接下来“析铅”,加入NaClO、NaOH溶液,(CH3COO)2Pb转化为PbO2,Pb元素的化合价升高,推知NaClO转化为NaCl,Cl元素的化合价降低,因此“滤液3”中除CH3COONa和NaClO外,所含钠盐主要还有NaCl和Na2SO4,故答案为:弱电解质;NaCl、Na2SO4;
(4)“析铅”反应的离子方程式为:(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O,故答案为:(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O;
(5)“酸溶”阶段加入的HNO3会转化为NO x污染环境,铅是重金属,铅盐也会污染土壤或水源,故答案为:“酸溶”时会产生大气污染物NO x(重金属铅盐可污染土壤或水源);(6)铅蓄电池的负极为Pb,放电时负极发生的反应为:Pb+SO42--2e-=PbSO4;充电时阳极发生反应:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+,当电极上通过1mol电子,阳极上有0.5molPbSO4转化为0.5molPbO2,质量减少32g,故答案为:Pb+SO42--2e-=PbSO4;32。【点睛】
二次电池充、放电时电极的判断:
放电时的负极发生失电子的氧化反应,该极充电时要恢复原状,则需要发生得电子的还原反应,做阴极;
放电时的正极发生得电子的还原反应,该极充电时要恢复原状,则需要发生失电子的氧化反应,做阳极。
15.一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl2·6H2O)”的工艺流程如下:
(1)锶与钙元素同主族。金属锶应保存在_______中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。(2)天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦
炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶,该过程的化学方程式为__________。
(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是______。
(4)“重结晶”时蒸馏水用量(以质量比m H2O:m SrO表示)对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影
响如下表。最合适的质量比为____________,当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率
减小,其原因是_____。
质量m H2O:m SrO4:15:16:17:18:19:110:1 Sr(OH)2·8H2O纯度%98.6498.6898.6598.6498.6398.6398.65 Sr(OH)2·8H2O产率%17.9153.3663.5072.6692.1789.6588.93
(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品,其中SO42-含量约为1%,“净化”过程中常使用SrCl2
除杂,写出该过程的离子方程式__________。
(6)将精制氢氧化锶完全溶于水,与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间,下列判断MgCl2
是否反应完全的最简易可行的方法是______(填标号)。
A 反应器中沉淀量不再增加
B 测定不同时间反应液pH
C 测定Sr2+浓度变化
D 向反应器中滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀
(7)若需进一步获得无水氯化锶,必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程
采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,此时获得的产物化学式为________。
【答案】煤油 SrSO4+4C SrS+4CO↑ Ca(OH)2,MgO 8:1 随着蒸馏水溶剂的增加,
在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小 SO42-+Sr2+= SrSO4↓ B
SrCl2·H2O
【解析】
【分析】
流程图可知:工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质,高温煅烧生成对应的氧化
物SrO、CaO、MgO、BaO,SrO与水反应生成Sr(OH)2,CaO与水反应生成Ca(OH)2,微溶于
水,BaO与水反应生成Ba(OH)2,MgO难溶于水;过滤后滤渣的主要成分为Ca(OH)2,
MgO;锶与钙元素同主族,均活泼,所以保存在煤油中;SrSO4与过量焦炭隔绝空气微波加
热还原为硫化锶和CO;SrCl2除SO42-杂质利用的是沉淀法;氢氧化锶完全溶于水,与氯化
镁反应后生成氯化锶和氢氧化镁,由于溶液pH变化明显,最简单的方法是测定不同时间
反应液的pH;根据脱水失重的比例计算出失水的物质的量,进而求出化学式。据此分析。
【详解】
(1)锶与钙元素同主族,且锶的金属性大于钙,易与水、乙醇等物质反应,故金属锶应保存在
煤油中;答案为:煤油;
(2)根据氧化还原反应原理可知SrSO4与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶和CO,化
学方程式为SrSO4+4C SrS+4CO↑;答案为:SrSO4+4C SrS+4CO↑;
(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质,高温煅烧生成对应的氧化物CaO、
MgO、BaO,CaO与水反应生成Ca(OH)2,微溶于水,BaO与水反应生成Ba(OH)2,MgO难
溶于水;过滤后滤渣的主要成分为Ca(OH)2,MgO;答案为:Ca(OH)2,MgO;
(4)根据图表信息得质量比为8:1时Sr(OH)2·8H2O的纯度和产率均相对较高;当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率减小,其原因是随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小;答案为:8:1;随着蒸馏水溶剂的增加,在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小;
(5)“净化”过程中常使用SrCl2除SO42-杂质,以生成沉淀的方式除杂,离子方程式为SO42-
+Sr2+= SrSO4↓;答案为:SO42-+Sr2+= SrSO4↓;
(6)氢氧化锶完全溶于水,与氯化镁反应后生成氯化锶和氢氧化镁,由于溶液pH变化明显,最简单的方法是测定不同时间反应液的pH;答案为:B;
(7)SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,失重为H2O的质量。假设SrCl2·6H2O的物质的量1mol,质量为267g,在170℃下预脱水,失重33.7%,失重的质量为267g×33.7%=90g,则失水的物质的量为5mol,则此时产物的化学式为SrCl2·H2O;答案为:SrCl2·H2O;
【点睛】
周期表中元素性质呈现周期性规律变化,钙、锶和钡都是第ⅡA族元素,且金属性依次增强,所以根据常见钙、钡的性质推导锶的性质是解答此题的关键。如第五问沉淀法除去硫酸根离子,保存用煤油保存等;第七问求化学式,方法均是求出各个微粒的物质的量之比即可,此处是根据失重求出减少的水的量,再根据前后系数关系正确书写化学式。