1.(2015.上海化学,17)某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO、Cl-、OH-、NO。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
答案 C
2.(2015.江苏南京、盐城一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.能溶解Al2O3的溶液:Na+、K+、HCO、NO
B.0.1 mol.L-1Ca(ClO)2溶液:K+、Na+、I-、Cl-
C.能使甲基橙显红色的溶液:K+、Fe2+、Cl-、NO
D.加入KSCN显红色的溶液:Na+、Mg2+、Cl-、SO
解析 A项,能溶解Al2O3的溶液为酸性或碱性溶液,在酸性或碱性溶液中,HCO均不能大量存在,错误;B项,ClO-具有强氧化性,能与I-发生氧化还原反应而不能大量共存,错误;C项,能使甲基橙显红色的溶液为酸性溶液,在酸性条件下Fe2+与NO因发生氧化还原反应而不能大量共存,答案为D。
答案 D
3.下列离子或分子组中能大量共存且满足相应要求的是( )
选项 |
离子或分子 |
要求 |
A |
K+、H+、Cl-、MnO |
c(K+)<c(Cl-) |
B |
K+、I-、HCO |
逐滴滴加盐酸时立刻有气体产生 |
C |
NH、Al3+、SO、CH3COOH |
滴加NaOH溶液时立刻有气体产生 |
D |
Na+、Al3+、Cl-、SO |
逐滴滴加氨水时先有沉淀产生,后沉淀消失 |
解析 选项A,在该溶液中Cl-被MnO(H+)氧化而不能大量共存;选项B,所给三种离子能大量共存,且滴加盐酸时HCO与H+结合立刻产生CO2;选项C,加入的NaOH先与CH3COOH反应,且NH与OH-反应需加热才能放出NH3;选项D,Al3+与NH3.H2O反应生成的Al(OH)3不能溶解在氨水中。
答案 B
4.(2015.通扬泰淮三调)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.饱和氯水中:Cl-、NO、Na+、SO
B.c(H+)=1.0×10-13 mol.L-1溶液中:C6H5O-、K+、SO、Br-
C.Na2S溶液中:SO、K+、Cl-、Cu2+
D.pH=12的溶液中:NO、I-、Na+、Al3+
解析 A项,氯水中的Cl2能将SO氧化成SO而不能大量共存;B项,在碱性溶液中,C6H5O-、K+、SO、Br-均可以大量共存;C项S2-与Cu2+因形成CuS沉淀而不能大量共存;D项,在碱性溶液中,Al3+不能大量存在。
答案 B
5.(2015.南通二调)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.与Al反应放出H2的溶液:Mg2+、Ca2+、HCO、NO
B.10 mol.L-1的浓氨水:Al3+、NH、NO、I-
C.0.1 mol.L-1 KMnO4溶液:Na+、Fe2+、SO、Cl-
D.c(H+)/c(OH-)=1×10-12的溶液:K+、Na+、AlO、CO
解析 选项A中溶液无论呈酸性还是碱性,HCO都不能大量共存,碱性时Mg2+不能大量存在;选项B中因Al3+与浓氨水反应生成Al(OH)3沉淀而不能大量共存;选项C中因KMnO4溶液能氧化Fe2+而不能大量共存;选项D中,溶液呈碱性,离子能大量共存。
答案 D
6.(2015.苏锡常镇一调)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.10 mL 0.5 mol.L-1的明矾溶液与20 mL 0.5 mol.L-1的Ba(OH)2溶液混合反应:3Ba2++6OH-+2Al3++3SO===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
B.氯化铝溶液中加入过量的氨水:Al3++4NH3.H2O===AlO+4NH+2H2O
C.氨水溶解氯化银固体:AgCl+2NH3.H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
D.用饱和纯碱溶液洗涤试管中残留的苯酚:CO+2C6H5OH―→2C6H5O-+CO2↑+H2O
解析 明矾与Ba(OH)2的物质的量之比是1∶2,即Al3+与OH-的物质的量之比是1∶4,应生成NaAlO2,A错误;Al(OH)3沉淀不能溶解在氨水中,即Al(OH)3不能与氨水反应生成AlO,B错误;因为苯酚的酸性小于碳酸,故苯酚与纯碱反应不能生成CO2,只能生成HCO,D错误。
答案 C
7.(2015.南京三模)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.向FeCl3溶液中滴加HI溶液:Fe3++2I-===Fe2++I2
B.Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
C.向稀NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液:NH+OH-===NH3.H2O
D.向苯酚钠溶液中通入少量CO2:O-+CO2+H2O―→OH+HCO
解析 A项电荷不守恒,正确写法为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,A错误;Ba(OH)2和少量NaHSO4反应的离子方程式为:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O,B错误;NaOH过量,则OH-能与HCO反应生成CO和H2O,C错误。
答案 D
8.下列离子方程式正确的是( )
A.大理石溶于醋酸:CaCO3+2H+===CO2↑+Ca2++H2O
B.FeBr2溶液中通入少量的Cl2:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
C.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2至刚好沉淀完全:2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
D.酸性氢氧燃料电池的正极反应:H2-2e-===2H+
解析 A项,醋酸是弱酸,书写离子方程式时不能拆开,错误;B项,亚铁离子的还原性比溴离子的强,所以少量的氯气先与亚铁离子反应,正确;C项,硫酸氢钠中H+与SO的个数比为1∶1,而离子方程式中为2∶1,说明还有SO在溶液中,沉淀不完全,错误;D项,燃料电池的正极发生还原反应,错误。
答案 B
9.酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O转化成蓝色的过氧化铬(CrO5,分子结构为),该反应可用来检验Cr2O的存在,其反应的离子方程式为4H2O2+Cr2O+2H+===2CrO5+5H2O。下列说法正确的是( )
A.过氧化铬中铬元素的化合价为+5
B.该反应中Cr2O发生还原反应
C.该反应为非氧化还原反应
D.该反应中H2O2表现了还原性
解析 从分子结构看,CrO5中Cr形成6个键,故显+6价,而Cr2O中Cr也显+6价,因此反应前后没有元素化合价发生变化,故该反应是非氧化还原反应。
答案 C
10.某离子反应涉及H2O、ClO-、NH、H+、N2、Cl-六种微粒。其中N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断正确的是( )
A.该反应的还原剂是Cl-
B.消耗1 mol还原剂,转移6 mol电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D.反应后溶液的酸性明显增强
解析 由题图知,N2的物质的量由0逐渐增大,说明N2为生成物,则NH为反应物,NH→N2,N化合价升高,NH是还原剂,反应中必有元素化合价降低,从而可知ClO-为反应物,Cl-为生成物,ClO-为氧化剂,1 mol NH转化为N2失去3 mol电子;1 mol ClO-反应生成Cl-得到2 mol电子,根据电子得失守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,则有3ClO-+2NH―→N2+3Cl-,再根据电荷守恒可知,产物中还有H+,反应后溶液的酸性明显增强。
答案 D
11.下列离子方程式书写正确的是( )
A.在100 mL浓度为1 mol.L-1的 Fe(NO3)3的溶液中通入足量SO2
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.在100 mL浓度为2 mol.L-1的FeI2的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 A项,应是NO(H+)先氧化SO2;B项,由于n(FeI2)∶n(Cl2)=4∶5,还原性:I->Fe2+,离子方程式为2Fe2++8I-+5Cl2===2Fe3++4I2+10Cl-;C项,应为HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O;D项正确。
答案 D
12.下述对某些反应方程式的评价合理的是( )
选项 |
叙述 |
离子方程式或电极反应式 |
评价 |
A |
向次氯酸钙溶液中通入足量SO2 |
Ca2++ClO-+SO2+H2O===CaSO4+Cl-+2H+ |
正确 |
B |
硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液混合 |
Fe3++SO+Ba2++3OH-===Fe(OH)3↓+BaSO4↓ |
正确 |
C |
醋酸铵溶于水 |
CH3COONH4===
CH3COO-+NH |
错误,应该用可逆符号 |
D |
用惰性电极电解氯化铜和氯化钠的混合溶液一段时间 |
阴极:2Cu2++4e-===2Cu 阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑ |
错误,该阴阳两极反应不可能同时发生 |
解析 A项,向次氯酸钙溶液中通入足量SO2时:Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===2Cl-+CaSO4↓+4H++SO;B项,硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液混合反应,二者的物质的量之比为1∶3;C项,醋酸铵溶于水的离子方程式正确,但评价错误。
答案 D
13.工业上金属铜的冶炼常以黄铜矿为原料。黄铜矿在焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为①2CuFeS2+O2===Cu2S+2FeS+SO2 ②Cu2S+O2===2Cu+SO2,下列有关说法正确的是( )
A.反应①中,O2只作氧化剂,CuFeS2只作还原剂
B.两反应中SO2均是氧化产物
C.若有1 mol Cu生成,则两个反应共转移6 mol电子
D.对于反应①,若有1 mol O2参加反应,则反应①中共转移4 mol电子
解析 本题考查氧化还原反应的基本概念。对于反应①,反应前各元素的化合价:Cu为+2、Fe为+2、S为-2、O为0,反应后各元素的化合价:Cu为+1、Fe为+2、S为-2和+4、O为-2。O2只作氧化剂,由于Cu元素的化合价由+2变为+1,S元素的化合价由-2变为+4,所以CuFeS2既是还原剂又是氧化剂,A说法错误;两反应中S元素的化合价均由-2变为+4,O元素的化合价由0变为-2,所以SO2既是氧化产物又是还原产物,B说法错误;反应①中硫元素的化合价由-2变为+4,失去6个电子,所以每生成1 mol Cu2S转移6 mol电子,反应②中硫元素的化合价由-2变为+4,生成2 mol Cu转移6 mol 电子,即生成2 mol Cu,两个反应共转移12 mol电子,所以若有1 mol Cu生成,则两个反应共转移6 mol电子,C说法正确。反应①中硫元素的化合价由-2变为+4,失去6个电子,所以反应①中若有1 mol O2参加反应时,共有6 mol电子转移,D说法错误。
答案 C
14.近年来,地震、洪水、泥石流等各种自然灾害频发,灾害过后,对环境进行消毒杀菌、获取洁净的饮用水都需要使用大量的消毒剂,开发具有广谱、高效、低毒的杀菌消毒剂是今后消毒行业发展的趋势。
(1)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl-)、HClO等物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质中消毒效率最高的是 (填序号)。
A.Cl2 B.H2O2 C.ClO2 D.HClO
(2)氯氨(NH2Cl)可作杀菌剂,请用化学方程式表示氯氨在水中的杀菌机理: 。
(3)氯溴海因(C5H6BrClN2O2)是一种比较安全的氯气和氯制剂的替代产品,其结构简式如图所示。氯溴海因在水中的水解过程比较复杂,主要生成次卤酸和海因,请写出海因的结构简式: 。
(4)过碳酸钠是一种多用途的新型固体漂白剂,化学式可表示为Na2CO3.3H2O2,它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。下列物质中不能使过碳酸钠失效的是 (填序号)。
A.MnO2 B.KMnO4溶液
C.稀盐酸 D.NaHCO3溶液
(5)消毒剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温、黑暗的条件下可保存一年。亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式:5HClO2===4ClO2+H++Cl-+2H2O。在该反应中,当有1 mol ClO2生成时,转移电子的物质的量是 。
解析 (1)物质的量相等时,ClO2得到的电子最多,消毒效率最高。(2)NH2Cl水解生成HClO和NH3,HClO有强氧化性,具有杀菌作用。(3)氯溴海因在水中水解主要生成次卤酸和海因,即氯溴海因分子中的卤素原子X(X代表Cl、Br)被水中的氢原子取代,卤素原子与水中的羟基(-OH)结合为HXO。(4)MnO2能催化H2O2分解;KMnO4溶液能氧化H2O2;稀盐酸能与Na2CO3反应,Na2CO3.3H2O2与NaHCO3溶液不反应。(5)该反应是歧化反应,HClO2一部分转化为ClO2,其中Cl的化合价由+3―→+4,另一部分转化为Cl-,Cl的化合价由+3―→-1,当有1 mol ClO2生成时,反应中失去电子的物质的量为1 mol,即转移1 mol电子。
答案 (1)C
(2)NH2Cl+H2ONH3+HClO
(3)
(4)D (5)1 mol
15.人造金刚石酸洗废液中含有大量的Ni2+、Mn2+、Co2+等离子。某厂技术人员设计了如下方案,使上述离子的浓度降低到排放标准,且得到了纯度较高的镍粉。
Ⅰ.废液组成:
金属元素 |
Ni |
Mn |
Co |
Fe |
Cu |
Zn |
浓度(g.L-1) |
45 |
15 |
7.5 |
≤0.1 |
≤0.05 |
≤0.05 |
Ⅱ.处理方案:
步骤1:调节pH:向强酸性溶液中加入NaOH溶液调节pH到2。
此步骤中工业上不直接使用饱和Na2CO3溶液来调节溶液的pH的原因可能是 。
步骤2:除去Mn2+、Co2+离子:在搅拌下加入适量饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液并控制pH≤3.5,过滤。
①Mn2+反应生成MnO2同时放出CO2,写出此反应的离子方程式:
。
②Co2+反应生成Co(OH)3沉淀同时放出CO2,写出此反应的离子方程式:
;
Ni2+可反应生成Ni(OH)3沉淀,Co2+可使Ni(OH)3转化为Co(OH)3沉淀,写出Ni(OH)3转化为Co(OH)3的离子方程式: 。
③此步骤中必须控制好NaClO溶液的用量,其原因可能是 。
答案 步骤1.产生大量的CO2不利于工业生产
步骤2.①Mn2++ClO-+CO===MnO2↓+Cl-+CO2↑
②2Co2++ ClO-+2CO+3H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+2CO2↑ Co2++Ni(OH)3===Co(OH)3+Ni2+
③使Mn2+、Co2+沉淀完全而Ni2+不被沉淀
16.已知高锰酸钾(硫酸酸化)溶液和草酸(H2C2O4)溶液可以发生氧化还原反应。请回答下列问题:
(1)该反应中的还原剂是 (填化学式)。
(2)写出该反应的化学方程式:
。
(3)反应转移了0.4 mol电子,则参加反应的H2SO4的物质的量为 mol。
(4)高锰酸钾(硫酸酸化)溶液和草酸溶液的反应可用于测定血钙的含量。方法是取2 mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量草酸铵晶体[化学式为(NH4)2C2O4],反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解后得到H2C2O4,再用KMnO4溶液滴定。
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式是
。
②用KMnO4溶液滴定H2C2O4时,判断滴定终点的方法是 。
③若消耗了1.0×10-4 mol.L-1的KMnO4溶液20.00 mL,则100 mL该血液中含钙 g。
解析 根据题意,写出反应的化学方程式:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,则不难看出反应中的还原剂是草酸。在反应中Mn由+7价降到+2价,转移10 mol电子时消耗3 mol H2SO4,所以容易求出反应转移了0.4 mol电子时,参加反应的H2SO4的物质的量为0.12 mol。高锰酸钾溶液本身有颜色,在开始滴入草酸中时被还原,颜色消失,当达到滴定终点时,溶液应该是由无色变为浅红色。利用有关反应的化学方程式可以得出关系式:5Ca2+-2KMnO4,所以可计算出100 mL该血液中含钙的质量为1.0×10-4 mol.L-1×0.02 L×5/2×100 mL/2 mL×40 g.mol-1=0.01 g。
答案 (1)H2C2O4 (2)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
(3)0.12
(4)①CaC2O4+H2SO4===CaSO4+H2C2O4 ②溶液由无色变为浅红色,并在半分钟内不褪色 ③0.01
17.六价铬[Cr(Ⅵ)]有剧毒,废水中的Cr2O常用铁氧磁体法除去,即把过量的FeSO4.7H2O加入含Cr2O的废水中,调节pH<4,Fe2+将Cr(Ⅵ)还原为Cr3+。
(1)写出上述Fe2+还原Cr2O的离子方程式,并标明电子转移的方向和数目: 。
(2)若调节溶液的pH为8-10,将析出相当于Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅲ)xCr2-x]O4(磁性材料铁氧体)的沉淀,由此可确定x= 。
(3)Cr3+在过量的NaOH溶液中会转化为CrO,写出这一转化的离子方程式: 。
由此可知Cr(OH)3呈 (选填“酸”、“碱”或“两”)性。
(4)根据(2)的结果,若废水中Cr(Ⅵ)按CrO3计。加入的FeSO4.7H2O与CrO3的质量比应为多少才能除去废水中的Cr(Ⅵ),m(FeSO4.7H2O)∶m(CrO3)= 。
解析 (1)由题意初步确定反应为Cr2O+Fe2++H+―→Fe3++Cr3++H2O,再由化合价升降法配平得:Cr2O+6Fe2++14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。
(2)上述反应生成的Fe3+、Cr3+将以沉淀的形式析出,根据上述离子方程式有:==,解得:x=1.5。(4)磁性材料铁氧体的组成为Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅲ)1.5.Cr(Ⅲ)0.5]O4,则n(Fe)∶n(Cr)=(1+1.5)∶0.5=5∶1,所以m(FeSO4.7H2O)∶m(CrO3)=(5×278)∶(1×100)=13.9∶1。
答案 (1) +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O(答案合理即可) (2)1.5
(3)Cr3++4OH-===CrO+2H2O 两 (4)13.9∶1