3.4 离子反应(题型专练)化学鲁科版选择性必修1
2026-07-31
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第4节 离子反应 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 离子反应 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.92 MB |
| 发布时间 | 2026-07-31 |
| 更新时间 | 2026-07-31 |
| 作者 | xkw_083530491 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59037580.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“题型突破·举一反三”为框架,系统整合离子反应核心概念、类型判断、方程式书写及滴定应用,构建从基础到综合的方法体系,培养化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|离子反应及条件|1典例+3变式|定义实质分析、复分解与氧化还原条件判断|从概念本质到反应类型,建立离子浓度变化认知|
|离子方程式书写|1典例+3变式|“一易两等三查”书写要点、正误判断七原则|衔接物质性质与守恒思想,强化规范表达|
|离子共存|1典例+3变式|“一色二性三特殊四反应”判断体系|融合溶液酸碱性、氧化还原与水解知识,培养综合分析能力|
|离子检验与推断|各1典例+3变式|沉淀/气体/显色法,离子推断四原则|基于实验现象与离子性质的证据推理,提升科学探究能力|
|中和滴定及误差|各1典例+3变式|滴定操作规范、误差分析依据|关联定量实验与误差理论,培养严谨科学态度|
内容正文:
第四节 离子反应
(题型突破·举一反三)
题型01 离子反应及其发生条件
题型02 离子反应的四种类型
题型03 离子反应方程式的书写与判断
题型04 离子共存
题型05 离子的检验
题型06 离子的推断
题型07 离子反应的应用
题型08 酸碱中和滴定
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
题型10 氧化还原滴定
▌题型01 离子反应及其发生条件
1.离子反应
(1)定义:离子反应是溶液中 以及 与 之间发生的反应。
(2)离子反应的实质溶液中某种或某些离子 。
(3)某些物质在熔融状态时也可以发生离子反应。
(4)离子反应的实质是溶液中某种或某些离子的浓度降低,并不是所有的离子浓度都降低。
2.复分解型离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
①Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合的离子反应: 。
②向MgCO3悬浊液中加入溶液的离子反应: 。
(2)生成弱电解质
①与盐酸混合的离子反应: 。
②盐酸与CH3COONa混合的离子反应: 。
③向稀NH4NO3溶液中加入溶液的离子反应: 。
(3)生成气体(或挥发性物质)
①Na2CO3溶液与稀硫酸混合的离子反应: 。
②浓NH4NO3溶液中加入浓溶液的离子反应: 。
3.氧化还原型离子反应
(1)非原电池、电解池的反应
在溶液中,具有氧化性和还原性的离子相遇时,二者能发生氧化还原反应而使离子浓度降低,例如:
①向FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,离子方程式为 。
②向CuSO4溶液中加入锌片,离子方程式为 。
③FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板,离子方程式为 。
(2)原电池、电解池反应
①原电池:CuZnH2SO4。
电极反应式:负极:Zn-2e-===Zn2+,正极:2H++2e-===H2↑,总反应离子方程式: 。
②电解池:电解饱和食盐水。
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。
阴极:2H++2e-===H2↑。
总反应离子方程式: 。
【特别提醒】
(1)微溶物在产物中写成化学式,在反应物中若是澄清溶液写成离子形式,若是悬浊液写成化学式,不能拆。
(2)弱酸的酸式酸根不能拆写成H+和弱酸酸根离子形式。
4.离子反应方向的判断
(1)判据
室温时, 的离子反应能正向自发进行。
(2)平衡常数判据
当反应物的浓度很小时,就可以满足 的条件,因此正反应很容易进行。
【典例1】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是
A.通入澄清石灰水中 B.氢气还原氧化铜
C.金属钠与水反应 D.甲烷()的燃烧
【典例2】(23-24高一上·湖北省直辖县级单位·期中)下列各组物质间的反应中,不属于离子反应的是
A.Zn 和稀硫酸反应 B.NaCl 溶液和 AgNO3 溶液反应
C.Fe 和 CuSO4 溶液反应 D.Fe和Cl2 反应
【变式1-1】下列各组物质混合后,不能发生离子反应的是
A.氢氧化钠溶液中加入碳酸氢钠溶液 B.碳酸钠溶液与稀盐酸混合
C.醋酸钠溶液与稀硫酸溶液混合 D.二氧化碳气体通入氯化钙溶液中
【变式1-2】下列实验能发生离子反应的是
A.氢气还原氧化铜 B.溶液与溶液混合
C.溶液和溶液混合 D.盐酸与溶液混合
【变式1-3】下列反应中,属于离子反应的是
A.KMnO4受热分解制O2的反应 B.澄清石灰水中通入SO2
C.CO2与C在高温条件下生成CO D.NaOH溶液与K2SO4溶液混合
▌题型02 离子反应的四种类型
1.复分解反应型
(1)生成 或微溶物的离子反应。
(2)生成 的离子反应
常见的与H+结合的弱酸酸根离子有:F-、、S2-、HS-、SO、HSO、PO、HPO、H2PO、CO、HCO、、[Al(OH)4]-、等;
常见的与OH-结合的 有:NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、Zn2+、Cu2+等。
(3)生成 或挥发性物质的离子反应
如H+与CO、SO、S2-、HS-、HSO、HCO等;OH-与NH。
2.氧化还原反应型
(1)与Cl-、Br-、I-、S2-、HS-、SO、HSO、Fe2+等。
(2)NO(H+)与Br-、I-、S2-、HS-、SO、HSO、Fe2+等。
(3)与Br-、I-、S2-、HS-、SO、HSO、Fe2+等。
(4)Fe3+与I-、S2-、HS-、SO、HSO等。
3.水解相互促进型
(1)Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、、[Al(OH)4]-、等。
(2)Fe3+与CO、HCO、、[Al(OH)4]-、等。
(3)Mg2+与S2-、HS-、[Al(OH)4]-、等。
(4)NH与[Al(OH)4]-、、等。
4.络合反应型
如Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3;Ag+与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]+。
【典例1】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)制备的一种方法为。下列说法中正确的是
A.该反应既是氧化还原反应,又是离子反应 B.Zn得到电子,发生还原反应,作氧化剂
C.是氧化剂,发生还原反应 D.氧化性:
【典例2】(24-25高一上·海南·阶段检测)工业上从海水中提取溴的主要反应是:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。下列说法错误的是
A.海水中溴元素主要以形式Br-存在 B.上述反应属于离子反应
C.溴单质的氧化性比氯气强 D.上述反应属于氧化还原反应
【变式2-1】离子方程式BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+中的H+不能代表的物质是( )
①HCl ②H2SO4 ③HNO3 ④NaHSO4 ⑤CH3COOH
A.①②③ B.③④⑤ C.②④⑤ D.②③④
【变式2-2】在无色溶液中下列离子能大量共存,加入了一种复盐(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O晶体后,仍能大量共存的是( )
A.Na+、H+、Cl-、MnO
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、K+、Cl-、SO
D.Cu2+、Na+、Br-、Cl-
【变式2-3】下列物质混合后,不会发生离子反应的是( )
A.硫酸钠溶液和氯化钡溶液
B.醋酸钠溶液和稀硫酸
C.碳酸氢钙溶液和硫酸氢钠溶液
D.小苏打溶液和氯化钡溶液
▌题型03 离子反应方程式的书写与判断
1.离子方程式的书写要点:抓住一易、两等、三查
(1)一易:易溶的强电解质(强酸、强碱和大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;其他物质(非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物等)用化学式表示。
(2)两等:离子方程式两边的原子个数、电荷总数均应相等。
(3)三查:检查各项是否都有公约数,是否漏写必要的反应条件,是否漏写离子反应。
2.离子方程式的正误判断
(1)看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应
如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。
(2)看“===”“”“↑”“↓”等是否正确
如用饱和FeCl3溶液制备胶体的离子方程式不能写为Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+,应该写为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
(3)看表示各物质的化学式是否正确
如HCO不能写成CO+H+;HSO通常写成SO+H+,HCOO-不可写成COOH-等。
(4)看是否漏掉离子反应
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO的反应,又要写
Cu2+与OH-的反应。
(5)看是否遵循“两等”
即离子方程式两边的原子个数和电荷总数均应相等。氧化还原反应还应看转移的电子个数是否相等。如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)看反应物或产物的配比是否正确
如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成:
H++OH-+SO+Ba2+BaSO4↓+H2O,
应写成:2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)看是否符合题设条件要求
如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应的影响。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;往FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-;
Na2CO3溶液中通入过量SO2的离子方程式为:CO+2SO2+H2O===CO2↑+2HSO。
(8)对于微溶物的处理归纳为三种情况
①在反应产物中有微溶物析出时,微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入AgNO3溶液:
2Ag++SO===Ag2SO4↓。
②当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时,应写成离子的形式,如少量CO2气体通入澄清石灰水中:
CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O。
③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写成化学式,如石灰乳中加入Na2CO3溶液:
Ca(OH)2+CO===CaCO3+2OH-。
【典例1】(19-20高一·湖北·期末)下列叙述中正确的是
A.离子反应一定使溶液中所有离子的浓度都发生变化
B.铁和醋酸溶液反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑
C.硫酸铝钾在水中电离的方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
D.酸碱中和反应都能用离子方程式H++OH-=H2O表示
【典例2】(18-19高一上·贵州黔西南·阶段检测)能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.石灰水与盐酸的反应 OH﹣+H+===H2O
B.氧化铜与盐酸反应 O2﹣+2H+===H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中 Cu+Ag+===Cu2++Ag
D.碳酸钙溶于醋酸中 CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
【变式3-1】下列离子方程式书写不正确的是
A.食醋去除水垢中的:
B.制备“84”消毒液:
C.向氯化铝溶液中滴加过量氨水:
D.去除废水中的:
【变式3-2】下列离子反应方程式书写正确的是
A.稀盐酸滴在铜片上:
B.将氢氧化铁粉末加入稀醋酸中:
C.氢氧化钡与稀硫酸反应:
D.氢氧化钠与碳酸氢钠溶液反应:
【变式3-3】下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.醋酸与水垢中的反应:
B.向澄清石灰水中通入少量:
C.氢氧化镁溶于盐酸:
D.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:
▌题型04 离子共存
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来是一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
Cr2O
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
橙红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中,OH-及 (如、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中,H+及 (如NH、Al3+、Fe3+等)不能大量存在
(3)三特殊——三种特殊情况
①与HCO不能大量共存:+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应:如Ba2+与SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:
强氧化性离子
还原性离子
、、NO(H+)、Fe3+
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO、、HSO
③相互促进的水解反应:如与、或等。
④络合反应:与因生成而不能大量共存;与因生成而不能大量共存;与NH3·H2O因生成而不能大量共存。
【典例1】(25-26高二下·河北承德·期末)常温下,下列各组离子在指定水溶液中能够大量共存的是
A.漂白粉的水溶液中:、、、
B.使石蕊试液变蓝的溶液中:、、、
C.无色透明溶液中:、、、
D.水电离出的的溶液中:、、、
【典例2】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)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.水电离产生的的溶液中:、、、
B.使甲基橙试液变红的溶液中:、、、
C.加入铝粉能产生的溶液中:、、、
D.的溶液:、、、
【变式4-1】在碱性溶液中能大量共存且溶液为澄清透明的离子组是
A.K+、MnO、Na+、Cl- B.、Na+、NO、CO
C.Na+、H+、NO、SO D.Fe3+、Na+、Cl-、SO
【变式4-2】常温下,下列各组离子在指定水溶液中能大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.溶液中:、、、
C.溶液中:、、、
D.溶液中:、、、
【变式4-3】下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.明矾溶液中:、、、
B.能使甲基橙变为黄色的溶液中:、、、
C.常温下,的溶液中:、、、
D.加入铝粉会产生的溶液中:、、、
▌题型05 离子的检验
1.物质检验与含量测定
(1)离子检验
利用Fe3+与SCN-反应检验Fe3+:Fe3++3SCN-FeSCN3
利用I-与Ag+反应检验I-:Ag++I-===
(2)测定溶液中某些离子的浓度
① :如溶液中SO的浓度,用Ba2+将其转化为BaSO4沉淀,再称量 求得。
② :强酸溶液中H+的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。
③ :如溶液中的浓度可以用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定的方法来获得。
2.离子检验的类型
(1)生成沉淀;
(2)生成气体;
(3)显示特殊颜色。
3.离子检验方法
方法
离子
试剂
现象
注意
沉淀
法
Cl-、Br-、I-
AgNO3溶液和稀硝酸
(白色)、(淡黄色)、(黄色)
—
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2+
溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
—
Fe3+
溶液
红褐色沉淀
—
Al3+
溶液
白色沉淀→溶解
—
气体
法
NH
浓溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
SO、HCO、
HSO有干扰
SO
稀硫酸和品红溶液
产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
—
显色
法
I-
氯水(少量),CCl4
下层为紫色
—
Fe2+
KSCN溶液和氯水
先是无变化,滴加氯水后变红色
先加KSCN溶液,无变化,再加氯水
Fe3+
KSCN溶液
红色
—
焰色
实验
Na+、K+
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
要透过蓝色钴玻璃片观察焰色
【典例1】(25-26高三上·重庆·阶段检测)某无色溶液可能含有下表离子中的几种,对此溶液进行以下实验:
阳离子
、、、
阴离子
、、
①取适量溶液加入烧杯中,滴加酚酞溶液,溶液变红。继续加入足量BaCl2溶液,红色褪去并产生大量白色沉淀。过滤得到无色滤液与白色沉淀。
②另取①中的滤液适量于试管中,加入稀硝酸和AgNO3溶液,产生白色沉淀。
下列说法错误的是
A.溶液中一定存在、、
B.无需实验即可判断溶液中肯定不存在
C.溶液中一定不存在的阳离子为、、
D.①中的沉淀加入HBr溶液,发生反应的离子方程式为
【典例2】(25-26高一上·浙江·阶段检测)某无色溶液中只可能含有、、、、、、、中的两种或几种,对其进行如下实验操作:
(1)取少量溶液,滴加无色酚酞试液,酚酞变红;
(2)另取少量溶液,加入足量溶液,产生白色沉淀;
(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是
A.一定不含有、、、 B.可能含有、、
C.一定含有,可能含有 D.需要通过试验判断是否含有
【变式5-1】某澄清溶液含有下列离子中的5种(忽略水的电离及离子的水解),K+、Na+、Ag+、Cu2+、Al3+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-,测得各种离子的物质的量浓度相等.为探究溶液中离子组成,某同学进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰。
②另取溶液加入足量稀盐酸,溶液中阴离子种类不变。
③另取溶液加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
④另取溶液倒入足量的高浓度氢氧化钠,无明显现象,后再加入适量盐酸有白色絮状物生成。根据上述实验,以下推测正确的是( )
A.溶液中无法确定NO3-的存在 B.原溶液中不含的离子为:K+、Ag+、Cu2+、CO32-
C.步骤①中可以确定Na+的存在 D.步骤③中共有2种钡盐沉淀
【变式5-2】某溶液可能含有、、、、、中的几种,为确认溶液组成进行如下实验:①取100mL上述溶液,加入足量溶液,充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀6.63g,向沉淀中加入过量的盐酸,有4.66g沉淀不溶解;②向滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体1.68L(已换算成标准状况,假定产生的气体全部逸出);③用实验②后的溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰。
下列分析正确的是
A.原溶液中一定存在、、、,一定不存在
B.原溶液中一定存在、,、、
C.原溶液中不可能存在
D.原溶液中mol·L-1
【变式5-3】某试液中只可能含有、、、、、、、中的若干种离子,离子浓度均为,某同学进行了如下实验,下列说法正确的是
A.无法确定原溶液是否含有
B.试液中一定存在、,一定不含有、
C.沉淀C为和
D.气体M与N在一定条件下生成的反应属于氮的固定
▌题型06 离子的推断
离子推断的“四原则”
【典例1】(25-26高一下·浙江·开学考试)下列实验操作、现象和结论都正确的是
实验操作
现象
结论
A
用铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧
火焰呈黄色
原溶液中一定含有
B
向某溶液中滴加少量稀硝酸,再滴加溶液
有白色沉淀生成
原溶液中一定含有
C
通入水中
水面上仍有红棕色气体
在水中溶解度低
D
固体溶于水,进行导电性实验
溶液导电能力好
固体含离子键
A.A B.B C.C D.D
【典例2】(23-24高一上·湖南·期末)某溶液仅由中的若干种离子组成,取适量该溶液进行如下实验:
根据以上实验判断,下列推断错误的是
A.气体1通入澄清石灰水中,溶液先变浑浊后变澄清
B.白色沉淀2中加稀硝酸,沉淀部分溶解
C.原溶液中阳离子浓度一定大于阴离子浓度
D.滤液2中加入碳酸钠溶液一定会产生白色沉淀
【变式6-1】对于某些离子或物质成分的检验及推断正确的是
A.将样品中加入稀盐酸,有气体产生,可推断已变质
B.加碳酸钾溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,则溶液中含有
C.用洁净的铂丝蘸取溶液灼烧,火焰呈黄色,则原溶液中有,可能有
D.加入盐酸后有气体逸出,此气体能使澄清石灰水变浑浊,可判定溶液中只含有
【变式6-2】下列实验步骤、现象、结论均正确的是
A.向某溶液中滴入硫氰化钾溶液,无明显现象,再加入少量的氯水,有红色沉淀生成,说明原溶液中含有
B.向某无色溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,说明原溶液中含有
C.向某溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明原溶液中含有
D.向某无色试液中加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中含有
【变式6-3】某透明溶液中可能含有、、、、、、、、、中的几种离子(浓度均为)。常温下,对其进行如下实验操作:
下列说法错误的是
A.实验过程中有氧化还原反应发生
B.无法判断原溶液中是否含有
C.原溶液中一定不含、、、、、
D.原溶液中一定含有、、、
▌题型07 离子反应的应用
1.物质制备与纯化
(1)物质的制备:离子反应可以用于制备物质。
①氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式:
2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。
②实验室制取CO2的离子方程式:
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
(2)物质的纯化
①制高纯度的氯化钠:除去其中少量的SO、Mg2+、Ca2+,需要引入的试剂离子分别为Ba2+、OH-、CO。
②除去污水中的重金属离子:将其转化为 而除去。
2.生活中常见的离子反应
(1)胃酸过多的治疗
①服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3],离子反应为Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
②服用小苏打片,离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O。
(2)硬水及其软化
①硬水的含义:自然界里含Ca2+、Mg2+较多的水。
②硬水的形成:水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中形成,离子方程式为CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO,MgCO3+CO2+H2O===Mg2++2HCO。
③硬水的软化方法
a. :加热可使HCO分解,生成的CO与Ca2+、Mg2+结合成沉淀,发生反应如下:
Ca2++2HCOCaCO3↓+CO2↑+H2O,Mg2++2HCOMgCO3↓+CO2↑+H2O。
b. :在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca2+、
Mg2+的浓度,发生反应如下:Ca2++CO===CaCO3↓,Mg2++CO===MgCO3↓。
【典例1】(25-26高二上·浙江台州·期末)下列离子在人体血液的pH控制中可以起稳定作用的是
A. B. C. D.
【典例2】(25-26高一下·北京朝阳·期末)用化学沉淀法除去粗盐中的、、的过程如下。
下列说法不正确的是
A.ⅰ中可通过搅拌等方法加快粗盐溶解
B.若将ⅱ、ⅲ中的试剂换为溶液,当沉淀完全时,也一定沉淀完全
C.ⅳ中加入溶液的目的:、
D.ⅵ中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性,以除去和
【变式7-1】聚合硫酸铁可用于水的净化,其化学式可表示为。取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应,所得溶液平均分为两份。一份溶液中加入足量的溶液,得到白色沉淀。另一份溶液,先将还原为,再用的标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。该聚合硫酸铁样品中的比值为
A. B. C. D.
【变式7-2】海洋中有丰富的资源,图为海水资源利用的部分过程。
下列有关说法正确的是
A.工业上通过电解饱和溶液制取金属镁
B.含氮、磷的大量废水排入海洋,易引发赤潮
C.反应④的离子方程式为:
D.在第①步中除去粗盐中的、、、等杂质,加入药品的顺序为溶液→溶液→溶液→过滤后加盐酸
【变式7-3】粗盐溶液中常含有、、等杂质,实验室利用溶液、溶液、盐酸,按照如图所示流程可除去杂质得到精盐。下列说法错误的是
A.试剂X不能是
B.加入试剂Z前必须过滤
C.“操作a”用到的仪器有坩埚、玻璃棒、酒精灯
D.若粗盐固体为ag,得到的精盐为bg,则b可能大于a
▌题型08 酸碱中和滴定
1.反应原理
酸和碱反应的实质是H++OH-===H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待=。
2.常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0粉红色
>10.0红色
3.实验用品
(1)仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、 。
①酸式滴定管:可盛放酸性溶液、氧化性溶液,不能盛放碱性溶液,因为碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开。
碱式滴定管:可盛放碱性溶液,不能盛放酸性溶液、氧化性溶液,因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。
②滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度;滴定管的精确度为 mL。
(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
4.实验操作(以标准盐酸滴定待测溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管:检漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断:等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且 内不变原色,视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
5.数据处理
将上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c()=计算。
【典例1】(25-26高二下·浙江宁波·期末)在中和滴定实验中,以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定未知浓度醋酸,下列说法正确的是
A.选择甲基橙作为滴定终点指示剂,可以使得滴定结果更为准确
B.使用少量标准溶液润洗滴定管,仅需将洗涤后溶液从滴定管上口倒出
C.排出盛有NaOH溶液的滴定管中的气泡时,应快速打开旋塞放液,直至气泡排出
D.接近滴定终点时,应放慢滴定速率,采用半滴加入法,以精确控制标准溶液加入量
【典例2】(25-26高二上·河北衡水·阶段检测)下列有关酸碱中和滴定实验的实验装置和操作的描述正确的是
A.图甲操作检查碱式滴定管是否漏液
B.图乙记录滴定终点读数为12.20 mL
C.图丙装置可表示以NaOH为标准溶液滴定未知浓度的醋酸溶液
D.图丁向锥形瓶中滴入最后半滴盐酸标准溶液时,溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不恢复原色,则达到滴定终点
【变式8-1】已知:醋酸钠溶液显弱碱性。某同学想了解食用白醋主要是醋酸的水溶液的准确浓度,从市场上买来一瓶某品牌食用白醋,用标准溶液对其进行滴定,下列叙述正确的是
A.滴定终点的溶液颜色由橙色变成红色
B.盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗会导致所测食醋中醋酸浓度偏大
C.用量筒量取一定体积的食醋溶液放于锥形瓶中,待滴定
D.滴定时,眼睛一直注视着刻度线
【变式8-2】规范化学实验操作是进行科学实验的基础。下列实验操作不正确的是
A.洗涤沉淀时,沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下,重复操作2~3次
B.使用容量瓶前检漏,发现漏水时在玻璃塞和瓶口内侧涂抹少量凡士林以防漏水
C.不慎将水银洒在桌面上时,首先应尽量回收,再用硫粉覆盖
D.用盐酸滴定氨水,以酚酞为指示剂,当滴入最后半滴标准液,溶液由红色变为无色即为终点
【变式8-3】时,向溶液中逐滴加入溶液,相关曲线如图所示,下列有关微粒浓度关系,正确的是
A.A点:溶液中由水电离出的
B.B点:溶液中一定有
C.C点:,酸碱恰好完全中和,
D.D点:
▌题型09 酸碱中和滴定的误差分析
1.分析依据
c待测·V待测=c标准·V标准
c待测=
c标准、V待测均为定值,误差均体现在V标准的大小上。
2.常见的误差分析
以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例:
步骤
操作
V标准
c待测
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
碱式滴定管未用标准溶液润洗
锥形瓶用待测溶液润洗
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
振荡锥形瓶时部分液体溅出
部分酸液滴出锥形瓶外
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴NaOH溶液无变化
读数
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
3.注意事项
在进行误差分析时,要特别注意弄懂俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并会区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。
【典例1】(25-26高二下·江苏泰州·阶段检测)用0.05000 mol·L-1硫酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是
A.稀释浓硫酸 B.配制硫酸溶液
C.碱式滴定管赶气泡 D.滴定
【典例2】(25-26高二下·江苏盐城·阶段检测)用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏高,其原因可能是
A.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
D.滴定到终点读数时,视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数
【变式9-1】市售NaOH中常含杂质,为配制纯净的NaOH溶液并标定其浓度,实验方案为:①除杂:将NaOH配制成饱和溶液,置于试剂瓶中密封静置,待完全析出;②配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成NaOH溶液;③标定:准确称取苯甲酸固体,加水溶解,加酚酞,用②中配制溶液滴定。下列说法错误的是
A.①中试剂瓶不可使用玻璃塞
B.①中析出的主要原因是很大,导致其溶解度显著降低
C.②中可用量筒量取上层清液
D.③中滴定终点时,仰视读数,标定的偏大
【变式9-2】某兴趣小组设计如下实验测定缓冲溶液中和的组成。
平行测定三次,计算缓冲溶液中和的浓度。已知步骤Ⅱ中发生反应,的。
下列说法错误的是
A.指示剂b可选用酚酞溶液
B.步骤Ⅰ中的缓冲溶液可用聚四氟乙烯滴定管量取
C.甲醛中常含有少量酸,若不除去,则使的测定结果偏高
D.步骤Ⅲ中消耗的与缓冲溶液中的物质的量之比为
【变式9-3】某实验小组利用和Mg反应制取,为测定所得的纯度,进行下列实验(假设所得固体中其他杂质与NaOH不反应):
步骤一:取w g所得产品溶解在足量浓NaOH溶液中,加热,将生成的全部蒸出并用250mL 的盐酸(过量)吸收。
步骤二:准确量取25.00mL吸收液于锥形瓶中,滴入两滴指示剂,用标准NaOH溶液滴定至终点。
步骤三:重复步骤二实验两次,平均消耗标准NaOH溶液的体积为V mL。
下列说法中正确的是
A.步骤一蒸氨时,若氨气温度过高,可能造成HCl挥发,最终测定结果偏小
B.步骤二中指示剂可选择酚酞
C.通过上述实验测得的产品纯度为%
D.若盛装NaOH标准溶液的滴定管,洗涤后未经润洗,最终测定结果将偏大
▌题型10 氧化还原滴定
1.氧化还原滴定时,常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等。
2.指示剂的选择:用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液或含Fe2+的溶液时,不需另加指示剂。用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液时,以淀粉溶液为指示剂。
3.计算依据:依据化学方程式、离子方程式或关系式列比例式,或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。
【典例1】(25-26高二下·湖南衡阳·期末)重铬酸钾法测定铁矿样中的全铁含量被广泛应用于生产实践,测定过程中的主要实验步骤如下:
①溶解铁矿样:称取铁矿样份分别置于锥形瓶中,各用浓盐酸溶解。
②预处理:将样品试液加热至近沸,滴加SnCl2溶液至过量还原Fe3+。冷却至室温后滴加冰乙酸至溶液呈稳定的淡黄色氧化多余的Sn2+。加入混合物除去,充分摇匀。
③滴定:向锥形瓶中加一定量的水,滴入指示剂,用的重铬酸钾标准液滴定至终点。平行测定次,计算铁矿样中铁的百分含量。
已知的常见化合价为+2和+4.
下列有关过程中离子方程式书写错误的是
A.溶解铁矿样中的Fe2O3:
B.预处理中还原Fe3+:
C.预处理中除去I-:
D.滴定:
【典例2】(25-26高二上·黑龙江大庆·阶段检测)某钨冶炼企业在生产过程中产生大量含钨废水,废水中主要污染物为(钨以价形态存在),浓度达,远超《有色金属工业污染物排放标准》中钨排放限值。为实现废水达标排放与钨资源回收,企业采用“还原沉淀-滴定检测-资源再生”的一体化处理工艺,据此请回答下列问题。
(1)含的钨废水需深度处理,还原步骤:强酸性条件下被还原为(反应1:),后续加碱生成沉淀。处理初始浓度为的废水,理论上需(摩尔质量154.2 g/mol)的质量为__________kg(保留整数)。
(2)用高锰酸钾法测定(1)中所用样品纯度(含杂质,不与反应):取15.000 g样品,溶于浓盐酸后加酸性溶液(反应:),反应后定容至1000 mL。取100 mL稀释液,用滴定过量,消耗40.00 mL。该样品中的纯度为__________%(保留一位小数)。
(3)用(2)中该纯度的样品处理(1)中的废水,实际需样品质量比(1)中理论值多__________kg(保留两位小数)。
(4)处理后废水中残留用碘量法检测:取400mL废水,酸性条件下加过量
(将氧化为,自身还原为),煮沸除去过量氧化剂后,加溶液(反应:),生成的用滴定(反应:)。三次滴定消耗体积分别为50.20 mL、49.80 mL、50.00 mL,则残留浓度(摩尔质量183.8 g/mol)为__________mg/L(保留两位小数)。
(5)结合(1)中初始总量与(4)中残留总量,计算原废水的去除率:__________%(保留一位小数)。
(6)还原生成的转化为回收时,发生反应:(反应a)、(反应b,配平后为)。生成0.6 mol W时共转移5.4 mol电子,则反应a与反应b消耗Zn的物质的量之比为__________。
(7)某含与的混合废水,先通过(4)中方法测:取100 mL废水,滴定消耗;另取同体积废水,用(只与反应)滴定,消耗100.00 mL。计算该混合废水中与的物质的量浓度之比:__________。
【变式10-1】过硼酸钠是一种白色单斜晶系结晶颗粒或粉末,主要用于制备洗涤剂,有强大漂白能力。某化学学习小组用下图装置合成过硼酸钠,反应原理为:。
ⅰ.的制备
①在仪器e中加入固体氢氧化钠、硼砂和水,充分搅拌溶解后,加入硅酸镁稳定剂。
②将仪器e转至水槽中,加入双氧水并控制流量,在6℃左右搅拌1小时,有大量晶体析出。
③待反应完成后,减压过滤,用乙醇洗涤,常温干燥,制得过硼酸钠成品。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器e的名称是___________,仪器d的进水口是___________(填字母)。
(2)步骤2中最适宜的方式为___________(填标号)。
a.水浴加热 b.冰水浴 c.油浴加热 d.酒精灯直接加热
(3)步骤3中,用乙醇洗涤的目的是___________________________。
(4)步骤2中,控制加入双氧水的流量的操作为___________________________。
ⅱ.中活性氧含量的测定
活性氧含量的高低直接决定产品的质量,合格产品中活性氧的含量(相当于1mol活性氧原子)。为了确定所得产品合格与否,学习小组做如下实验:
①称取0.4g干燥样品置于锥形瓶中,加少量水润湿,加入足量稀硫酸使试样全部溶解,产生过氧化氢,摇匀。
②用高锰酸钾标准溶液滴定溶液的至终点,发生的反应为;
(不与反应)
③三次滴定平均消耗溶液12.80mL。
(5)配制0.100mol/L高锰酸钾标准溶液,用到的玻璃仪器除容量瓶和烧杯外,还有___________。
(6)实验②中达到滴定终点的现象是___________________________。
(7)活性氧的质量分数为___________。
【变式10-2】硫代硫酸钠()广泛应用于医药解毒、工业处理和分析化学等领域。利用如图装置制备。
已知:易溶于水,不溶于乙醇,熔点为,以上易分解。回答下列问题:
(1)仪器的名称为__________,中溶液为__________。
(2)向锥形瓶中先加入充分溶解后再加入的可能原因为__________。
(3)锥形瓶中发生反应的离子方程式为__________。
(4)补充完整由锥形瓶中所得溶液制取的实验方案:__________。[实验中须使用的试剂:冰水、乙醇;在水中有关物质的溶解度曲线如图所示]
(5)产品纯度测定:取产品溶于蒸馏水配制成溶液,取溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂,用酸性标准溶液滴定至终点(滴定时发生反应),消耗酸性标准溶液。产品中的质量分数为__________(写出计算过程)。
【变式10-3】利用间接碘量法可测定样品的纯度,其实验步骤如下。回答下列问题:
(1)配制溶液:准确称取样品于100 mL的烧杯中,加入约40 mL的蒸馏水溶解,最终将所配溶液定容至100 mL的_________中(填写仪器名称)。
(2)滴定测量:用移液管移取上层清液10.00 mL于碘量瓶中,加入20 mL蒸馏水,2 mL 6mol/L的醋酸,1 g KI(过量),充分反应后,用0.10 mol/L的标准溶液滴定,接近滴定终点时,加入2 mL指示剂,继续滴定至溶液呈浅蓝色。加入5 mL 10%的KSCN溶液,剧烈振荡,继续滴定至溶液蓝色刚好消失,得到米色的悬浊液。平行滴定三次最终消耗标准溶液。
①量取上层清液所使用的移液管也可用图1中的_________代替(填标号)。
②碘量瓶(图2)中发生反应:,反应过程中需要塞紧碘量瓶的玻璃塞,并在塞子周围加入少量水,使用碘量瓶的目的是_________(写出一点即可)。
③滴定时发生的反应为:,加入2 mL的醋酸其目的是保持反应环境呈弱酸性,若使用强酸,会引发副反应_________(写出1个反应的离子方程式)。
④反应生成的CuI会吸附,从而影响滴定的准确性,则滴定后期加入KSCN溶液的作用为_________。
(3)数据处理:由上述数据可知样品的纯度为_________%(用含V的代数式表示),滴定终点时俯视读数,会导致纯度测定值_________(填“偏高”或“偏低”)。
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第四节 离子反应(题型突破·举一反三)
题型01 离子反应及其发生条件
1.(1)离子之间 离子 原子或分子 (2)浓度降低
2.(1)① ②
(2)① ② ③
(3)① ②
3.(1)①②
③
(2)① ②
4.(1) (2)
【典例1】C
【典例2】D
【变式1-1】D
【变式1-2】B
【变式1-3】B
题型02 离子反应的四种类型
1.(1)难溶物 (2)弱电解质 弱碱阳离子 (3)气体
【典例1】A
【典例2】C
【变式2-1】C
【变式2-2】C
【变式2-3】D
题型03 离子反应方程式的书写与判断
【典例1】C
【典例2】A
【变式3-1】A
【变式3-2】D
【变式3-3】C
题型04 离子共存
2.(2)①弱酸酸根离子 ②弱碱阳离子
【典例1】B
【典例2】D
【变式4-1】A
【变式4-2】B
【变式4-3】A
题型05 离子的检验
1.(2)①沉淀法 沉淀的质量 ②酸碱中和滴定法 ③氧化还原滴定法
【典例1】A
【典例2】C
【变式5-1】B
【变式5-2】D
【变式5-3】B
题型06 离子的推断
【典例1】A
【典例2】B
【变式6-1】C
【变式6-2】C
【变式6-3】B
题型07 离子反应的应用
1.(2)②沉淀
2.(1)③a.加热法 b.加沉淀剂法
【典例1】A
【典例2】B
【变式7-1】C
【变式7-2】B
【变式7-3】C
题型08 酸碱中和滴定
3.(1)锥形瓶 ②0.01 (2)半分钟
【典例1】D
【典例2】D
【变式8-1】B
【变式8-2】D
【变式8-3】D
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
2.
步骤
操作
V标准
c待测
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用标准溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴溶液无变化
变大
偏高
读数
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变小
偏低
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变大
偏高
【典例1】C
【典例2】C
【变式9-1】D
【变式9-2】D
【变式9-3】C
题型10 氧化还原滴定
【典例1】C
【典例2】(1)74016
(2)60.7
(3)47921.40
(4)689.25
(5)81.3
(6)1:2
(7)1:10
【变式10-1】(1)三口烧瓶(或三颈烧瓶) c
(2)b
(3)减少固体流失,洗去固体表面的水,洗去固体表面的杂质
(4)通过控制恒压滴液漏斗的活塞控制加入双氧水的流量
(5)玻璃棒和胶头滴管
(6)当滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液时,锥形瓶内的溶液颜色由无色变为浅红且半分钟内不褪色
(7)12.8%
【变式10-2】(1) 恒压滴液漏斗 氢氧化钠溶液
(2)Na2CO3溶液呈碱性,可抑制Na2S中S2-的水解,防止生成有毒的H2S气体逸出
(3)
(4)水浴蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜,用冰水冷却结晶,过滤,用乙醇洗涤晶体,干燥得到产品
(5)
【变式10-3】(1) 容量瓶
(2) C 防止空气中氧化,影响测定结果 将转化为,释放出被吸附的,提高滴定结果的准确性
(3) 偏低
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第四节 离子反应
(题型突破·举一反三)
题型01 离子反应及其发生条件
题型02 离子反应的四种类型
题型03 离子反应方程式的书写与判断
题型04 离子共存
题型05 离子的检验
题型06 离子的推断
题型07 离子反应的应用
题型08 酸碱中和滴定
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
题型10 氧化还原滴定
▌题型01 离子反应及其发生条件
1.离子反应
(1)定义:离子反应是溶液中离子之间以及离子与原子或分子之间发生的反应。
(2)离子反应的实质溶液中某种或某些离子浓度降低。
(3)某些物质在熔融状态时也可以发生离子反应。
(4)离子反应的实质是溶液中某种或某些离子的浓度降低,并不是所有的离子浓度都降低。
2.复分解型离子反应发生的条件
(1)生成沉淀
①Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合的离子反应:Ba2++SO===BaSO4↓。
②向MgCO3悬浊液中加入溶液的离子反应:MgCO3+2OH-===Mg(OH)2+CO。
(2)生成弱电解质
①与盐酸混合的离子反应:H++OH-===H2O。
②盐酸与CH3COONa混合的离子反应:H++CH3COO-===CH3COOH。
③向稀NH4NO3溶液中加入溶液的离子反应:NH+OH-===NH3·H2O。
(3)生成气体(或挥发性物质)
①Na2CO3溶液与稀硫酸混合的离子反应:CO+2H+===H2O+CO2↑。
②浓NH4NO3溶液中加入浓溶液的离子反应:NH+OH-===NH3↑+H2O。
3.氧化还原型离子反应
(1)非原电池、电解池的反应
在溶液中,具有氧化性和还原性的离子相遇时,二者能发生氧化还原反应而使离子浓度降低,例如:
①向FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,离子方程式为5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
②向CuSO4溶液中加入锌片,离子方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu。
③FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板,离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(2)原电池、电解池反应
①原电池:CuZnH2SO4。
电极反应式:负极:Zn-2e-===Zn2+,正极:2H++2e-===H2↑,总反应离子方程式:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
②电解池:电解饱和食盐水。
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑。
阴极:2H++2e-===H2↑。
总反应离子方程式:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。
【特别提醒】
(1)微溶物在产物中写成化学式,在反应物中若是澄清溶液写成离子形式,若是悬浊液写成化学式,不能拆。
(2)弱酸的酸式酸根不能拆写成H+和弱酸酸根离子形式。
4.离子反应方向的判断
(1)判据
室温时,ΔH-TΔS<0的离子反应能正向自发进行。
(2)平衡常数判据
当反应物的浓度很小时,就可以满足Q<K的条件,因此正反应很容易进行。
【典例1】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是
A.通入澄清石灰水中 B.氢气还原氧化铜
C.金属钠与水反应 D.甲烷()的燃烧
【答案】C
【详解】A.通入澄清石灰水是离子反应,但反应中无元素化合价升降,不属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.氢气还原氧化铜有元素化合价升降,属于氧化还原反应,但反应为气体与固体加热条件下的反应,无离子参与,不属于离子反应,B不符合题意;
C.金属钠与水反应在水溶液中进行,有离子生成,属于离子反应,且反应中、元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C符合题意;
D.甲烷燃烧有元素化合价升降,属于氧化还原反应,但反应为气体间的反应,无离子参与,不属于离子反应,D不符合题意;
故选C。
【典例2】(23-24高一上·湖北省直辖县级单位·期中)下列各组物质间的反应中,不属于离子反应的是
A.Zn 和稀硫酸反应 B.NaCl 溶液和 AgNO3 溶液反应
C.Fe 和 CuSO4 溶液反应 D.Fe和Cl2 反应
【答案】D
【详解】A.Zn和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应中有H+参与,有Zn2+生成,属于离子反应,A不符合题意;
B.NaCl溶液和AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,涉及Ag+和Cl-的结合生成AgCl,属于离子反应,B不符合题意;
C.Fe和CuSO4溶液反应生成Fe2+和Cu,涉及Fe与Cu2+的置换,属于离子反应,C不符合题意;
D.Fe和Cl2在点燃条件下生成FeCl3,反应物和生成物均为固体或气体,无离子参与,不属于离子反应,D符合题意;
故选D。
【变式1-1】下列各组物质混合后,不能发生离子反应的是
A.氢氧化钠溶液中加入碳酸氢钠溶液 B.碳酸钠溶液与稀盐酸混合
C.醋酸钠溶液与稀硫酸溶液混合 D.二氧化碳气体通入氯化钙溶液中
【答案】D
【详解】A.氢氧化钠溶液中的与碳酸氢钠溶液中的反应生成和弱电解质,离子方程式为,能发生离子反应,A不符合题意;
B.碳酸钠溶液中的与稀盐酸中的反应生成气体和,离子方程式为,能发生离子反应,B不符合题意;
C.醋酸钠溶液中的与稀硫酸中的结合生成弱电解质,离子方程式为,能发生离子反应,C不符合题意;
D.二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸是弱酸,盐酸是强酸,弱酸不能制强酸,不能发生离子反应,D符合题意;
故答案为D。
【变式1-2】下列实验能发生离子反应的是
A.氢气还原氧化铜 B.溶液与溶液混合
C.溶液和溶液混合 D.盐酸与溶液混合
【答案】B
【详解】A.氢气还原氧化铜为气体与固体的加热反应,没有离子参与,不属于离子反应,A错误;
B.KOH溶液与CuSO4溶液混合会反应生成氢氧化铜沉淀,有离子参与反应,属于离子反应,B正确;
C.NaNO3溶液和BaCl2溶液混合,离子交换后无沉淀、气体、弱电解质生成,不能发生反应,C错误;
D.盐酸与K2SO4溶液混合,离子交换后无沉淀、气体、弱电解质生成,不能发生反应,D错误;
故答案选B。
【变式1-3】下列反应中,属于离子反应的是
A.KMnO4受热分解制O2的反应 B.澄清石灰水中通入SO2
C.CO2与C在高温条件下生成CO D.NaOH溶液与K2SO4溶液混合
【答案】B
【详解】A.KMnO4受热分解是固体间的反应,无自由离子参与,不属于离子反应,A不符合题意;
B.SO2通入澄清石灰水中,与Ca(OH)2反应生成亚硫酸钙沉淀和水,该反应有离子(、)参与,属于离子反应,其离子方程式为,B符合题意;
C.CO2与C在高温下的反应为气固相反应,无离子参与,不属于离子反应,C不符合题意;
D.NaOH与K2SO4溶液混合后,Na+、OH-、K+、SO未生成新物质,未发生离子反应,D不符合题意;
故选B。
▌题型02 离子反应的四种类型
1.复分解反应型
(1)生成难溶物或微溶物的离子反应。
(2)生成弱电解质的离子反应
常见的与H+结合的弱酸酸根离子有:F-、、S2-、HS-、SO、HSO、PO、HPO、H2PO、CO、HCO、、[Al(OH)4]-、等;
常见的与OH-结合的弱碱阳离子有:NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、Zn2+、Cu2+等。
(3)生成气体或挥发性物质的离子反应
如H+与CO、SO、S2-、HS-、HSO、HCO等;OH-与NH。
2.氧化还原反应型
(1)与Cl-、Br-、I-、S2-、HS-、SO、HSO、Fe2+等。
(2)NO(H+)与Br-、I-、S2-、HS-、SO、HSO、Fe2+等。
(3)与Br-、I-、S2-、HS-、SO、HSO、Fe2+等。
(4)Fe3+与I-、S2-、HS-、SO、HSO等。
3.水解相互促进型
(1)Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、、[Al(OH)4]-、等。
(2)Fe3+与CO、HCO、、[Al(OH)4]-、等。
(3)Mg2+与S2-、HS-、[Al(OH)4]-、等。
(4)NH与[Al(OH)4]-、、等。
4.络合反应型
如Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3;Ag+与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]+。
【典例1】(25-26高一上·广东汕头·阶段检测)制备的一种方法为。下列说法中正确的是
A.该反应既是氧化还原反应,又是离子反应 B.Zn得到电子,发生还原反应,作氧化剂
C.是氧化剂,发生还原反应 D.氧化性:
【答案】A
【详解】A.反应中锌元素化合价从0价升至+2价,铜元素化合价从+2价降至+1价,化合价发生变化,属于氧化还原反应;反应涉及离子参与,如、、等,属于离子反应,A项正确;
B.转化为,化合价升高,失去电子被氧化,发生氧化反应,作还原剂,B项错误;
C.中元素化合价未发生变化,既不是氧化剂也不是还原剂,不发生还原反应,C项错误;
D.氧化剂氧化性大于氧化产物,反应中氧化剂为,氧化产物为,故氧化性强弱应为,D项错误;
故答案选A。
【典例2】(24-25高一上·海南·阶段检测)工业上从海水中提取溴的主要反应是:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。下列说法错误的是
A.海水中溴元素主要以形式Br-存在 B.上述反应属于离子反应
C.溴单质的氧化性比氯气强 D.上述反应属于氧化还原反应
【答案】C
【详解】A.从海水中提取溴的主要反应是:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,可知海水中溴元素主要以形式Br-存在,故A正确;
B.上述反应有离子参加,属于离子反应,故B正确;
C.Cl2+2Br-=2Cl-+Br2反应,氯气是氧化剂、溴单质是氧化产物,溴单质的氧化性比氯气弱,故C错误;
D.Cl2+2Br-=2Cl-+Br2反应,Cl、Br元素化合价改变,属于氧化还原反应,故D正确;
选C。
【变式2-1】离子方程式BaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ba2+中的H+不能代表的物质是( )
①HCl ②H2SO4 ③HNO3 ④NaHSO4 ⑤CH3COOH
A.①②③ B.③④⑤ C.②④⑤ D.②③④
【答案】C
【详解】CH3COOH是弱电解质,不能拆分成离子;H2SO4和NaHSO4中的硫酸根离子和钡离子能形成硫酸钡沉淀,硫酸钡不可拆分成离子,所以答案为C。
【变式2-2】在无色溶液中下列离子能大量共存,加入了一种复盐(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O晶体后,仍能大量共存的是( )
A.Na+、H+、Cl-、MnO
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、K+、Cl-、SO
D.Cu2+、Na+、Br-、Cl-
【答案】C
【详解】A. MnO4-是紫红色,故A不符合题意;
B. K+、Ba2+、OH-、I-共存,加入(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O,OH-与NH4+、Fe2+均反应,不共存,故B不符合题意;
C. Na+、K+、Cl-、SO42−共存,加入(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O,也共存,故C符合题意;
D. Cu2+是蓝色,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
【变式2-3】下列物质混合后,不会发生离子反应的是( )
A.硫酸钠溶液和氯化钡溶液
B.醋酸钠溶液和稀硫酸
C.碳酸氢钙溶液和硫酸氢钠溶液
D.小苏打溶液和氯化钡溶液
【答案】D
【分析】复分解型离子反应发生的条件是有难溶物生成、有难电离物质弱酸、水、弱碱生成、有气体生成等。
【详解】A. 硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,A项不符合;
B. 醋酸钠溶液与稀硫酸反应生成醋酸,醋酸为弱酸,B项不符合;
C. 碳酸氢钙溶液和硫酸氢钠溶液反应有硫酸钙沉淀、水和二氧化碳气体生成,C项不符合;
D. 不符合复分解反应的条件,小苏打溶液和氯化钡溶液不反应,离子浓度不变,D项符合;
故选D。
▌题型03 离子反应方程式的书写与判断
1.离子方程式的书写要点:抓住一易、两等、三查
(1)一易:易溶的强电解质(强酸、强碱和大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;其他物质(非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物等)用化学式表示。
(2)两等:离子方程式两边的原子个数、电荷总数均应相等。
(3)三查:检查各项是否都有公约数,是否漏写必要的反应条件,是否漏写离子反应。
2.离子方程式的正误判断
(1)看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应
如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。
(2)看“===”“”“↑”“↓”等是否正确
如用饱和FeCl3溶液制备胶体的离子方程式不能写为Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+,应该写为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
(3)看表示各物质的化学式是否正确
如HCO不能写成CO+H+;HSO通常写成SO+H+,HCOO-不可写成COOH-等。
(4)看是否漏掉离子反应
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO的反应,又要写
Cu2+与OH-的反应。
(5)看是否遵循“两等”
即离子方程式两边的原子个数和电荷总数均应相等。氧化还原反应还应看转移的电子个数是否相等。如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)看反应物或产物的配比是否正确
如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成:
H++OH-+SO+Ba2+BaSO4↓+H2O,
应写成:2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)看是否符合题设条件要求
如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应的影响。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;往FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-;
Na2CO3溶液中通入过量SO2的离子方程式为:CO+2SO2+H2O===CO2↑+2HSO。
(8)对于微溶物的处理归纳为三种情况
①在反应产物中有微溶物析出时,微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入AgNO3溶液:
2Ag++SO===Ag2SO4↓。
②当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时,应写成离子的形式,如少量CO2气体通入澄清石灰水中:
CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O。
③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写成化学式,如石灰乳中加入Na2CO3溶液:
Ca(OH)2+CO===CaCO3+2OH-。
【典例1】(19-20高一·湖北·期末)下列叙述中正确的是
A.离子反应一定使溶液中所有离子的浓度都发生变化
B.铁和醋酸溶液反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑
C.硫酸铝钾在水中电离的方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
D.酸碱中和反应都能用离子方程式H++OH-=H2O表示
【答案】C
【详解】A.离子反应中可以有部分离子不参与反应,A错误;
B.醋酸是弱酸,不能拆成离子形式,B错误;
C.硫酸铝钾电离方程式为,C正确;
D.代表的是强酸和强碱的反应,且生成可溶性盐,D错误;
答案选C。
【典例2】(18-19高一上·贵州黔西南·阶段检测)能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.石灰水与盐酸的反应 OH﹣+H+===H2O
B.氧化铜与盐酸反应 O2﹣+2H+===H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中 Cu+Ag+===Cu2++Ag
D.碳酸钙溶于醋酸中 CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
【答案】A
【分析】离子反应中,单质、氧化物、气体、沉淀、弱电解质写化学式。
【详解】A. 澄清的石灰水拆写为离子,A正确;
B.氧化铜写化学式 ,B错误;
C. Cu+2Ag+===Cu2++2Ag,反应未配平,C错误;
D. 醋酸为弱电解质,写化学式,D错误;
答案为A
【点睛】要牢记离子反应拆分离子的规则,离子反应中,单质、氧化物、气体、沉淀、弱电解质写化学式。
【变式3-1】下列离子方程式书写不正确的是
A.食醋去除水垢中的:
B.制备“84”消毒液:
C.向氯化铝溶液中滴加过量氨水:
D.去除废水中的:
【答案】A
【详解】A.食醋的主要成分醋酸是弱电解质,离子方程式中不能拆写为,需保留化学式,正确的离子方程式为,A符合题意;
B.制备“84”消毒液是与溶液的反应,离子方程式符合反应事实、拆写规则和原子、电荷守恒,书写正确,B不符合题意;
C.氨水为弱碱,无法溶解,氯化铝与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,离子方程式书写正确,C不符合题意;
D.与反应生成难溶的沉淀,离子方程式书写正确,D不符合题意;
故选A。
【变式3-2】下列离子反应方程式书写正确的是
A.稀盐酸滴在铜片上:
B.将氢氧化铁粉末加入稀醋酸中:
C.氢氧化钡与稀硫酸反应:
D.氢氧化钠与碳酸氢钠溶液反应:
【答案】D
【详解】A.铜的金属活动性排在氢之后,稀盐酸和铜不发生反应,A错误;
B.氢氧化铁是难溶弱电解质,不能拆分,正确反应应为,B错误;
C.氢氧化钡与稀硫酸反应除生成硫酸钡沉淀外,还有水生成,正确离子方程式为,C错误;
D.氢氧化钠与碳酸氢钠反应时,为弱酸的酸式酸根不可拆,反应生成碳酸根和水,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
【变式3-3】下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.醋酸与水垢中的反应:
B.向澄清石灰水中通入少量:
C.氢氧化镁溶于盐酸:
D.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:
【答案】C
【详解】A.醋酸是弱酸不能拆写为,是难溶物不能拆写为,正确的方程式为,A错误;
B.向澄清石灰水中通入少量会生成沉淀和,而非,正确的方程式为,B错误;
C.氢氧化镁是难溶弱碱不拆,盐酸是强酸拆为,反应生成氯化镁和水,离子方程式书写正确,C正确;
D.稀硫酸与氢氧化钡反应除生成沉淀外,还有生成,离子方程式遗漏了和的反应,正确的方程式为,D错误;
故选C。
▌题型04 离子共存
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来是一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
Cr2O
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
橙红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中,OH-及弱酸酸根离子(如、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)不能大量存在
(3)三特殊——三种特殊情况
①与HCO不能大量共存:+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应:如Ba2+与SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:
强氧化性离子
还原性离子
、、NO(H+)、Fe3+
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO、、HSO
③相互促进的水解反应:如与、或等。
④络合反应:与因生成而不能大量共存;与因生成而不能大量共存;与NH3·H2O因生成而不能大量共存。
【典例1】(25-26高二下·河北承德·期末)常温下,下列各组离子在指定水溶液中能够大量共存的是
A.漂白粉的水溶液中:、、、
B.使石蕊试液变蓝的溶液中:、、、
C.无色透明溶液中:、、、
D.水电离出的的溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.漂白粉水溶液中含有强氧化性的,会与还原性的发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;
B.使石蕊试液变蓝的溶液呈碱性,含大量,、、、之间互不反应,也不与反应,可以大量共存,B正确;
C.为蓝色,不符合无色透明溶液的要求,不能大量存在,C错误;
D.常温下水电离出的的溶液为酸性或碱性溶液,酸性条件下与反应,碱性条件下、、均能与反应,一定不能大量共存,D错误;
故答案选B。
【典例2】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)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.水电离产生的的溶液中:、、、
B.使甲基橙试液变红的溶液中:、、、
C.加入铝粉能产生的溶液中:、、、
D.的溶液:、、、
【答案】D
【详解】A.水电离产生的说明水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或碱性,碱性条件下会与反应生成沉淀,不能大量共存,A错误;
B.使甲基橙试液变红的溶液呈酸性,溶液中大量存在的会与反应生成和,不能大量共存,B错误;
C.加入铝粉能产生的溶液可能呈酸性或碱性,碱性条件下会与反应生成沉淀,酸性条件下具有强氧化性,与反应不会生成,不能大量共存,C错误;
D.常温下的溶液中,呈碱性,、、、之间不发生反应,可大量共存,D正确;
故答案选D。
【变式4-1】在碱性溶液中能大量共存且溶液为澄清透明的离子组是
A.K+、MnO、Na+、Cl- B.、Na+、NO、CO
C.Na+、H+、NO、SO D.Fe3+、Na+、Cl-、SO
【答案】A
【详解】A.四种离子之间不发生反应,且均不与碱性溶液中的大量反应,有颜色但不影响溶液澄清透明,能大量共存,A正确;
B.碱性溶液中存在大量,会与反应生成,不能大量共存,B错误;
C.碱性溶液中存在大量,会与反应生成,不能大量共存,C错误;
D.碱性溶液中存在大量,会与反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故答案选A。
【变式4-2】常温下,下列各组离子在指定水溶液中能大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.溶液中:、、、
C.溶液中:、、、
D.溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.溶液为酸性环境,会与发生氧化还原反应,且与结合生成弱电解质,不能大量共存,A错误;
B.溶液呈碱性,碱性条件下无强氧化性,各离子之间不发生反应,能大量共存,B正确;
C.溶液中的会与发生络合反应生成稳定络合物,不能大量共存,C错误;
D.溶液中的会与发生双水解反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选B。
【变式4-3】下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.明矾溶液中:、、、
B.能使甲基橙变为黄色的溶液中:、、、
C.常温下,的溶液中:、、、
D.加入铝粉会产生的溶液中:、、、
【答案】A
【详解】A.明矾溶液中含有、Al3+、,、Al3+、与、、两两之间均不发生反应,能大量共存,A正确;
B.能使甲基橙变为黄色的溶液pH>4.4,Fe3+在此条件下完全水解生成沉淀,不能大量存在,B错误;
C.常温下,,溶液呈强酸性,H+与CH3COO-反应可生成CH3COOH,不能大量共存,C错误;
D.加入铝粉产生H2的溶液为酸性或强碱性。酸性环境中,ClO-与H+反应生成HClO,不能大量存在,且酸性环境下的氧化铝粉产生的气体是氮氧化物而非氢气;强碱性环境中,、生成对应氢氧化物沉淀;因此该组离子不能同时大量共存,D错误;
故选A。
▌题型05 离子的检验
1.物质检验与含量测定
(1)离子检验
利用Fe3+与SCN-反应检验Fe3+:Fe3++3SCN-FeSCN3
利用I-与Ag+反应检验I-:Ag++I-===
(2)测定溶液中某些离子的浓度
①沉淀法:如溶液中SO的浓度,用Ba2+将其转化为BaSO4沉淀,再称量沉淀的质量求得。
②酸碱中和滴定法:强酸溶液中H+的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。
③氧化还原滴定法:如溶液中的浓度可以用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定的方法来获得。
2.离子检验的类型
(1)生成沉淀;
(2)生成气体;
(3)显示特殊颜色。
3.离子检验方法
方法
离子
试剂
现象
注意
沉淀
法
Cl-、Br-、I-
AgNO3溶液和稀硝酸
(白色)、(淡黄色)、(黄色)
—
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
白色沉淀
先用稀盐酸酸化
Fe2+
溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
—
Fe3+
溶液
红褐色沉淀
—
Al3+
溶液
白色沉淀→溶解
—
气体
法
NH
浓溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
SO、HCO、
HSO有干扰
SO
稀硫酸和品红溶液
产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
—
显色
法
I-
氯水(少量),CCl4
下层为紫色
—
Fe2+
KSCN溶液和氯水
先是无变化,滴加氯水后变红色
先加KSCN溶液,无变化,再加氯水
Fe3+
KSCN溶液
红色
—
焰色
实验
Na+、K+
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
要透过蓝色钴玻璃片观察焰色
【典例1】(25-26高三上·重庆·阶段检测)某无色溶液可能含有下表离子中的几种,对此溶液进行以下实验:
阳离子
、、、
阴离子
、、
①取适量溶液加入烧杯中,滴加酚酞溶液,溶液变红。继续加入足量BaCl2溶液,红色褪去并产生大量白色沉淀。过滤得到无色滤液与白色沉淀。
②另取①中的滤液适量于试管中,加入稀硝酸和AgNO3溶液,产生白色沉淀。
下列说法错误的是
A.溶液中一定存在、、
B.无需实验即可判断溶液中肯定不存在
C.溶液中一定不存在的阳离子为、、
D.①中的沉淀加入HBr溶液,发生反应的离子方程式为
【答案】A
【分析】溶液无色,说明一定不含。滴加酚酞变红,说明溶液显碱性,可能含有或,再加入,产生大量白色沉淀,说明含有,则不含有、。且红色褪去,说明不含有。根据电荷守恒可知,无色溶液中一定要有;步骤②中产生白色沉淀氯化银,不能说明是否存在氯离子,因为步骤①氯化钡引入了氯离子。
【详解】A.由分析可知,溶液中一定存在、,不能确定无色溶液中是否含有,A错误;
B.题干提示该溶液无色,而含的溶液为蓝色,所以无需实验即可判断溶液中不存在,B正确;
C.根据分析可知,溶液中一定不存在的阳离子是、、,C正确;
D.根据分析可知,①中沉淀为,加入时反应生成气体,离子方程式无误,D正确;
故选A。
【典例2】(25-26高一上·浙江·阶段检测)某无色溶液中只可能含有、、、、、、、中的两种或几种,对其进行如下实验操作:
(1)取少量溶液,滴加无色酚酞试液,酚酞变红;
(2)另取少量溶液,加入足量溶液,产生白色沉淀;
(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是
A.一定不含有、、、 B.可能含有、、
C.一定含有,可能含有 D.需要通过试验判断是否含有
【答案】C
【分析】无色溶液一定不含有Cu2+,滴加酚酞变红,有OH-,Ag+和OH-不能大量共存,一定没有Ag+,加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀,加入足量盐酸后,沉淀部分溶解,且有无色气体,那么一定有和,溶解的是BaCO3,不溶的是BaSO4,无色气体是CO2,所以原溶液一定没有Ba2+,将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀(AgCl)生成,溶液中可能有Cl-,也可能Cl-全部来自足量的盐酸中,综上,溶液中一定有OH-、、,一定没有Cu2+、Ag+、Ba2+,可能有Cl-,溶液电中性,所以还一定有K+。
【详解】A.根据分析,可能有Cl-,A错误;
B.一定有OH-、、,B错误;
C.根据分析一定有K+,可能有Cl-,C正确;
D.溶液电中性,所以还一定有K+,不需额外试验判断,D错误;
故选C。
【变式5-1】某澄清溶液含有下列离子中的5种(忽略水的电离及离子的水解),K+、Na+、Ag+、Cu2+、Al3+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-,测得各种离子的物质的量浓度相等.为探究溶液中离子组成,某同学进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰。
②另取溶液加入足量稀盐酸,溶液中阴离子种类不变。
③另取溶液加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
④另取溶液倒入足量的高浓度氢氧化钠,无明显现象,后再加入适量盐酸有白色絮状物生成。根据上述实验,以下推测正确的是( )
A.溶液中无法确定NO3-的存在 B.原溶液中不含的离子为:K+、Ag+、Cu2+、CO32-
C.步骤①中可以确定Na+的存在 D.步骤③中共有2种钡盐沉淀
【答案】B
【分析】①.透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰,说明原溶液中无;
②.加入足量稀盐酸,溶液中阴离子种类不变说明溶液中不存在可以和反应的离子,即溶液中不存在;
③.加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成说明原溶液中存在;
④.溶液倒入足量的高浓度氢氧化钠,无明显现象,说明溶液中不存在 ,后再加入适量盐酸有白色絮状物生成说明原溶液中存在;
【详解】①.透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰,说明原溶液中无,不能确定是否含有;
②.加入足量稀盐酸,溶液中阴离子种类不变说明溶液中不存在可以和反应的离子,即溶液中不存在,若存在则会发生,但是不能确定是否有存在;
③.加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成说明原溶液中存在或,生成的白色沉淀为或;
④.溶液倒入足量的高浓度氢氧化钠,无明显现象,说明溶液中不存在,后再加入适量盐酸有白色絮状物生成说明原溶液中存在;
故可以确定的是溶液中必定存在的离子为,由于某澄清溶液含有5种离子且测得各种离子的物质的量浓度相等故溶液中一定存在,故答案选择B
【点睛】钾元素的焰色为紫色,钠元素的焰色为黄色, ,
【变式5-2】某溶液可能含有、、、、、中的几种,为确认溶液组成进行如下实验:①取100mL上述溶液,加入足量溶液,充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀6.63g,向沉淀中加入过量的盐酸,有4.66g沉淀不溶解;②向滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体1.68L(已换算成标准状况,假定产生的气体全部逸出);③用实验②后的溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰。
下列分析正确的是
A.原溶液中一定存在、、、,一定不存在
B.原溶液中一定存在、,、、
C.原溶液中不可能存在
D.原溶液中mol·L-1
【答案】D
【分析】由实验①沉淀6.63g,向沉淀中加入过量的盐酸,有4.66 g沉淀不溶解,说明该沉淀中含有4.66g BaSO4和1.97 g BaCO3,则溶液中:n()==0.0 2mol,n()=0.01mol,不含Al3+(碳酸根和铝离子会发生双水解、不共存);②向滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体1.68 L,该气体为NH3,则溶液中含有n()==0.075 mol;③用实验②后的溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰,说明实验②后的溶液中含有Na+,由于实验②加入了NaOH溶液,无法确定原溶液中是否含有Na+;综上所述,原溶液中一定含有0.02mol 、0.01mol 和0.075mol ,结合电荷守恒可知,溶液中一定含有Cl-,无法确定原溶液中是否含有Na+。
【详解】A.由分析可知,原溶液中一定存在、、,但Na⁺无法确定是否来自原溶液,可能来自实验②加入的NaOH,因此“一定存在Na+”错误;Al3+与因水解反应无法共存,故Al3+一定不存在。A错误;
B.原溶液中一定存在Cl-、、、,但Na+的存在无法确定,焰色反应的Na+可能来自实验②的NaOH,因此“一定存在Na+”错误。B错误;
C.由分析可知,原溶液中肯定存在、Cl-、、,可能存在Na+。根据电荷守恒,若原溶液含Na+,Cl-的物质的量会随Na+增加而增加,Cl-的物质的量可能大于。C错误;
D.若原溶液中不存在Na+,Cl-的物质的量最小,由电荷守恒计算:2n()+2n()+n(Cl-)=n(),则n(Cl-)的最小物质的量为0.015 mol,对应浓度至少为=0.15mol/L。D正确;
答案选D。
【变式5-3】某试液中只可能含有、、、、、、、中的若干种离子,离子浓度均为,某同学进行了如下实验,下列说法正确的是
A.无法确定原溶液是否含有
B.试液中一定存在、,一定不含有、
C.沉淀C为和
D.气体M与N在一定条件下生成的反应属于氮的固定
【答案】B
【分析】试液中加入过量的稀硫酸无明显现象,说明原试液中不含和[Al(OH)4]-,再加入过量硝酸钡溶液之后有气体和沉淀A生成,则沉淀A为硫酸钡,第一步加入过量的稀硫酸,硝酸根在酸性条件下有氧化性,生成气体,所提供的离子中只有有还原性,则原试液中一定有,再加入过量NaOH溶液又有气体和沉淀B生成,沉淀B中一定有,可能含有的离子中与碱反应生成气体的一定是,铵根离子一定存在。因为所含离子浓度均为,原试液中一定含有的阳离子为和,根据电荷守恒,原试液中一定含有阴离子和,一定不含和,最后通入产生的沉淀C只能是。
【详解】A.根据分析及通过电荷守恒可知原试液中一定含有、、、,一定不含、、、, A错误;
B.根据分析及通过电荷守恒可知原试液中一定含有、、、,一定不含、、、, B正确;
C.由分析知沉淀C只有,C错误;
D.气体M、N分别为NO和,在一定条件下可以生成氮气,氮的固定指氮元素由游离态变成化合态,D错误;
故选B。
▌题型06 离子的推断
离子推断的“四原则”
【典例1】(25-26高一下·浙江·开学考试)下列实验操作、现象和结论都正确的是
实验操作
现象
结论
A
用铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧
火焰呈黄色
原溶液中一定含有
B
向某溶液中滴加少量稀硝酸,再滴加溶液
有白色沉淀生成
原溶液中一定含有
C
通入水中
水面上仍有红棕色气体
在水中溶解度低
D
固体溶于水,进行导电性实验
溶液导电能力好
固体含离子键
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.钠元素的焰色反应火焰呈黄色,该操作和现象可证明原溶液中一定含有Na+,A正确;
B.若原溶液中存在,稀硝酸会将其氧化为,若原溶液中存在,也会与BaCl2中的生成白色沉淀,因此原溶液不一定含有,B错误;
C.NO2通入水中会发生反应,生成的会与水面上方的氧气反应重新生成红棕色NO2,不是因为NO2在水中溶解度低,C错误;
D.AlCl3是共价化合物,固体中只含共价键,溶于水后在水分子作用下发生电离使溶液导电,不能证明AlCl3固体含离子键,D错误;
故选A。
【典例2】(23-24高一上·湖南·期末)某溶液仅由中的若干种离子组成,取适量该溶液进行如下实验:
根据以上实验判断,下列推断错误的是
A.气体1通入澄清石灰水中,溶液先变浑浊后变澄清
B.白色沉淀2中加稀硝酸,沉淀部分溶解
C.原溶液中阳离子浓度一定大于阴离子浓度
D.滤液2中加入碳酸钠溶液一定会产生白色沉淀
【答案】B
【分析】向原溶液中加入过量盐酸,有气体生成,气体1为CO2,并得到无色溶液,则溶液中含,不能含与反应的Ba2+及蓝色Cu2+和黄色Fe3+;向所得的无色溶液1中加入过量氢氧化钡溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀2为BaSO4,则原溶液中含;向所得的滤液2中加入过量稀硝酸和硝酸银溶液,产生白色沉淀,,即有AgCl生成,但由于开始操作中加入了过量HCl,引入了Cl-,则不能确定原溶液中是否有Cl-。根据溶液呈电中性规则可知,原溶液中一定含Na+;综上所述可知:原溶液中一定含有Na+、、,一定不含有Cu2+、Ba2+、Fe3+,可能含有Cl-,据此分析解答。
【详解】A.气体1是,将其通入澄清石灰水中,首先反应产生沉淀,当气体过量时,、反应产生可溶性,因此气体1通入澄清石灰水中,溶液先变浑浊后变澄清,A正确;
B.盐酸过量,白色沉淀2只能是,该物质既不溶于水,也不溶于稀硝酸,因此向沉淀2中加稀硝酸,沉淀不溶解,B错误;
C.根据上述分析可知:原溶液中一定存在,不存在,可能存在,也可能不存在,溶液电荷守恒,故浓度一定大于阴离子浓度,C正确;
D.滤液2中含有,向其中加入碳酸钠溶液,与发生复分解反应产生沉淀和,故一定会产生白色沉淀,D正确;
本题选B。
【变式6-1】对于某些离子或物质成分的检验及推断正确的是
A.将样品中加入稀盐酸,有气体产生,可推断已变质
B.加碳酸钾溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,则溶液中含有
C.用洁净的铂丝蘸取溶液灼烧,火焰呈黄色,则原溶液中有,可能有
D.加入盐酸后有气体逸出,此气体能使澄清石灰水变浑浊,可判定溶液中只含有
【答案】C
【详解】A.Na2O2与稀盐酸反应本身就会产生O2,无论是否变质(如生成Na2CO3),加入盐酸均会产气体,无法据此推断变质,A错误;
B.白色沉淀可能是CaCO3、BaCO3等,均溶于盐酸,无法确定是Ca2+,B错误;
C.火焰呈黄色说明含Na+,而K⁺的紫色需通过蓝色钴玻璃观察,未使用则无法排除K+,C正确;
D.气体使石灰水变浑浊可能是CO2或SO2,且HCO、SO等也可能与酸反应,无法确定只含CO,D错误;
故答案为:C。
【变式6-2】下列实验步骤、现象、结论均正确的是
A.向某溶液中滴入硫氰化钾溶液,无明显现象,再加入少量的氯水,有红色沉淀生成,说明原溶液中含有
B.向某无色溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,说明原溶液中含有
C.向某溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明原溶液中含有
D.向某无色试液中加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中含有
【答案】C
【详解】A.向溶液滴加KSCN无明显现象说明无Fe3+,加入氯水后Fe2+被氧化为Fe3+,与结合生成红色络合物,得到的是红色溶液而非红色沉淀,现象描述错误,A错误;
B.盐酸酸化的氯化钡溶液中含有Cl-,若原溶液中含有Ag+,也会生成AgCl白色沉淀,无法证明原溶液一定含,B错误;
C.铵根与氢氧化钠溶液共热会反应生成NH3,NH3是碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该检验方法合理,C正确;
D.若原溶液中含有、等离子,加入硝酸银也会生成碳酸银、硫酸银白色沉淀,未加稀硝酸排除干扰,无法证明一定含Cl-,D错误;
故选C。
【变式6-3】某透明溶液中可能含有、、、、、、、、、中的几种离子(浓度均为)。常温下,对其进行如下实验操作:
下列说法错误的是
A.实验过程中有氧化还原反应发生
B.无法判断原溶液中是否含有
C.原溶液中一定不含、、、、、
D.原溶液中一定含有、、、
【答案】B
【分析】溶液pH=1,说明有H+,则不含有、、;继续滴加足量硝酸钡溶液,生成白色沉淀,说明原溶液中有;向得到的澄清溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,说明原溶液中含有,由于H+与同时有时溶液有强氧化性,故溶液中不含有;浓度均为,根据电荷守恒可以判断出溶液中含有,、都不能含有;综上,原溶液中一定含有的离子是:、、、,一定不含有的离子是、、、、、;
【详解】A.加入足量硝酸钡溶液时,在酸性溶液中,将氧化为Fe3+,发生了氧化还原反应,故A正确;
B.由分析可知,原溶液中不含有,故B错误;
C.由分析可知,原溶液中一定不含、、、、、,故C正确;
D.由分析可知,原溶液中一定含有、、、,故D正确。
答案选B。
▌题型07 离子反应的应用
1.物质制备与纯化
(1)物质的制备:离子反应可以用于制备物质。
①氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式:
2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。
②实验室制取CO2的离子方程式:
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
(2)物质的纯化
①制高纯度的氯化钠:除去其中少量的SO、Mg2+、Ca2+,需要引入的试剂离子分别为Ba2+、OH-、CO。
②除去污水中的重金属离子:将其转化为沉淀而除去。
2.生活中常见的离子反应
(1)胃酸过多的治疗
①服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3],离子反应为Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
②服用小苏打片,离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O。
(2)硬水及其软化
①硬水的含义:自然界里含Ca2+、Mg2+较多的水。
②硬水的形成:水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中形成,离子方程式为CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO,MgCO3+CO2+H2O===Mg2++2HCO。
③硬水的软化方法
a.加热法:加热可使HCO分解,生成的CO与Ca2+、Mg2+结合成沉淀,发生反应如下:
Ca2++2HCOCaCO3↓+CO2↑+H2O,Mg2++2HCOMgCO3↓+CO2↑+H2O。
b.加沉淀剂法:在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca2+、
Mg2+的浓度,发生反应如下:Ca2++CO===CaCO3↓,Mg2++CO===MgCO3↓。
【典例1】(25-26高二上·浙江台州·期末)下列离子在人体血液的pH控制中可以起稳定作用的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.人体血液依靠缓冲体系稳定pH:当血液中积累多余时,可与结合转化为;当积累多余时,可与反应转化为,血液pH不发生很大变化,因此能维持血液pH相对稳定,A正确;
B.Na+不具备调节pH的作用,B错误;
C.不存在于人体pH调节体系,且对人体有害,C错误;
D.Cl-不具备调节pH的作用,D错误;
故选A。
【典例2】(25-26高一下·北京朝阳·期末)用化学沉淀法除去粗盐中的、、的过程如下。
下列说法不正确的是
A.ⅰ中可通过搅拌等方法加快粗盐溶解
B.若将ⅱ、ⅲ中的试剂换为溶液,当沉淀完全时,也一定沉淀完全
C.ⅳ中加入溶液的目的:、
D.ⅵ中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性,以除去和
【答案】B
【分析】粗盐中含有、、,将粗盐溶解得到粗盐水,向粗盐水中加入氯化钡溶液除去粗盐中的,再加入氢氧化钠溶液除去粗盐中,再加入饱和的碳酸钠溶液除去粗盐中的和过量的,过滤,向滤液中加入稀盐酸,除去过量的、,蒸发得到精盐,据此分析回答。
【详解】A.溶解过程中搅拌可以增大接触面积,加快粗盐溶解速率,A正确;
B.若换为溶液,沉淀时,引入的物质的量为的2倍,若粗盐中物质的量大于,则完全沉淀时,未沉淀完全,B错误;
C.由分析可知,ⅳ中加入溶液可将和过量的转化为沉淀除去,反应的离子方程式为:、,C正确;
D.由分析可知,ⅵ中滴加盐酸可与过量的、反应,从而除去这两种杂质离子,D正确;
故选B。
【变式7-1】聚合硫酸铁可用于水的净化,其化学式可表示为。取一定量聚合硫酸铁样品与足量盐酸反应,所得溶液平均分为两份。一份溶液中加入足量的溶液,得到白色沉淀。另一份溶液,先将还原为,再用的标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。该聚合硫酸铁样品中的比值为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】白色沉淀为,;滴定反应中与反应的物质的量之比为,,故;由电荷守恒,得,因此;
故答案为C。
【变式7-2】海洋中有丰富的资源,图为海水资源利用的部分过程。
下列有关说法正确的是
A.工业上通过电解饱和溶液制取金属镁
B.含氮、磷的大量废水排入海洋,易引发赤潮
C.反应④的离子方程式为:
D.在第①步中除去粗盐中的、、、等杂质,加入药品的顺序为溶液→溶液→溶液→过滤后加盐酸
【答案】B
【分析】由流程可知,海水晒盐分离出粗盐、母液,粗盐加NaOH可除去镁离子、加氯化钡除去硫酸根离子、加碳酸钠除去钙离子及过量的钡离子,且碳酸钠一定在氯化钡之后,过滤后加盐酸、蒸发得到NaCl,食盐水与氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠加热生成碳酸钠;母液中加石灰乳生成氢氧化镁,与盐酸反应生成氯化镁,在HCl气流中加热得到无水氯化镁;NaBr与氯气反应生成溴,溴与二氧化硫反应生成硫酸和HBr,最后氯气与HBr反应生成溴,达到富集溴的目的,以此来解答。
【详解】A.Mg为活泼金属,工业上通过电解熔融MgCl2制取金属镁,故A错误;
B.N、P元素可导致水中藻类植物大量生长,含氮、磷的大量废水排入海洋,易引发赤潮,故B正确;
C.HBr为强酸,则反应④的离子方程式为Br2+SO2+2H2O═2Br-+4H++,故C错误;
D.第①步中除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入药品的顺序为NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,碳酸钠一定在氯化钡之后,故D错误;
故选:B。
【变式7-3】粗盐溶液中常含有、、等杂质,实验室利用溶液、溶液、盐酸,按照如图所示流程可除去杂质得到精盐。下列说法错误的是
A.试剂X不能是
B.加入试剂Z前必须过滤
C.“操作a”用到的仪器有坩埚、玻璃棒、酒精灯
D.若粗盐固体为ag,得到的精盐为bg,则b可能大于a
【答案】C
【分析】加入过量溶液除去镁离子、硫酸根离子,加入过量碳酸钠溶液除去钙离子和过量钡离子,则加入碳酸钠必须在加入之后,过滤,向滤液中加入适量盐酸,除去过量氢氧根离子和碳酸根离子,然后蒸发结晶得到氯化钠,故X、Y、Z分别为溶液、溶液、盐酸;
【详解】A.根据分析可知,X为,试剂X不能是,A正确;
B.加入盐酸前,应现将形成的沉淀过滤除去,避免被盐酸溶解,B正确;
C.氯化钠溶液经“操作a”得氯化钠固体,则“操作a”为蒸发结晶,需用到仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,C错误;
D.精盐中的NaCl既有原粗盐中NaCl,也有新生成的氯化钠,则b可能大于a,D正确;
故选C。
▌题型08 酸碱中和滴定
1.反应原理
酸和碱反应的实质是H++OH-===H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待=。
2.常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0粉红色
>10.0红色
3.实验用品
(1)仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶。
①酸式滴定管:可盛放酸性溶液、氧化性溶液,不能盛放碱性溶液,因为碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开。
碱式滴定管:可盛放碱性溶液,不能盛放酸性溶液、氧化性溶液,因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。
②滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度;滴定管的精确度为0.01 mL。
(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
4.实验操作(以标准盐酸滴定待测溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管:检漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断:等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且半分钟内不变原色,视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
5.数据处理
将上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c()=计算。
【典例1】(25-26高二下·浙江宁波·期末)在中和滴定实验中,以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定未知浓度醋酸,下列说法正确的是
A.选择甲基橙作为滴定终点指示剂,可以使得滴定结果更为准确
B.使用少量标准溶液润洗滴定管,仅需将洗涤后溶液从滴定管上口倒出
C.排出盛有NaOH溶液的滴定管中的气泡时,应快速打开旋塞放液,直至气泡排出
D.接近滴定终点时,应放慢滴定速率,采用半滴加入法,以精确控制标准溶液加入量
【答案】D
【详解】A.NaOH滴定醋酸时,终点生成醋酸钠,溶液水解显碱性,应选变色范围为碱性的酚酞作指示剂,甲基橙变色范围在酸性,会导致滴定终点提前、误差大,A错误;
B.润洗滴定管时,洗涤液需从下口放出,才能保证滴定管尖嘴部分被润洗,从上口倒出无法润洗尖嘴,会导致标准液被稀释,误差偏大,B错误;
C.NaOH是强碱,需用带橡胶管的碱式滴定管盛装,碱式滴定管无旋塞,排气泡需将尖嘴向上弯曲、挤压玻璃珠放液,操作描述错误,C错误;
D.接近滴定终点时,为避免标准液滴加过量,需放慢滴定速率,采用半滴加入法精确控制标准液加入量,D正确;
故选D。
【典例2】(25-26高二上·河北衡水·阶段检测)下列有关酸碱中和滴定实验的实验装置和操作的描述正确的是
A.图甲操作检查碱式滴定管是否漏液
B.图乙记录滴定终点读数为12.20 mL
C.图丙装置可表示以NaOH为标准溶液滴定未知浓度的醋酸溶液
D.图丁向锥形瓶中滴入最后半滴盐酸标准溶液时,溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不恢复原色,则达到滴定终点
【答案】D
【详解】A.图甲是碱式滴定管排气泡的操作,不是检查是否漏液,A错误;
B.滴定管刻度从上到下逐渐增大,图乙中凹液面在12.00 mL刻度上方,读数应为11.80 mL左右,B错误;
C.NaOH溶液为碱性,会腐蚀酸式滴定管的玻璃活塞,应使用碱式滴定管盛放,图丙用酸式滴定管装NaOH溶液,操作错误,C错误;
D.锥形瓶中是含酚酞的NaOH溶液,显浅红色,滴入盐酸标准溶液发生中和反应,滴定终点的现象就是滴入最后半滴盐酸时,溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不恢复原色,D正确;
故选D。
【变式8-1】已知:醋酸钠溶液显弱碱性。某同学想了解食用白醋主要是醋酸的水溶液的准确浓度,从市场上买来一瓶某品牌食用白醋,用标准溶液对其进行滴定,下列叙述正确的是
A.滴定终点的溶液颜色由橙色变成红色
B.盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗会导致所测食醋中醋酸浓度偏大
C.用量筒量取一定体积的食醋溶液放于锥形瓶中,待滴定
D.滴定时,眼睛一直注视着刻度线
【答案】B
【详解】A.用NaOH滴定醋酸时应选用酚酞作指示剂,滴定终点溶液颜色由无色变为浅红色,而非橙色变成红色,A错误;
B.盛装标准NaOH溶液的滴定管未用标准液润洗,会稀释标准液,导致消耗标准液体积偏大,根据,所测食醋中醋酸浓度偏大,B正确;
C.量筒是粗量仪器,精度低,应使用酸式滴定管或移液管精量待测食醋溶液放入锥形瓶,C错误;
D.滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化以判断滴定终点,而非注视刻度线,D错误;
故选B。
【变式8-2】规范化学实验操作是进行科学实验的基础。下列实验操作不正确的是
A.洗涤沉淀时,沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下,重复操作2~3次
B.使用容量瓶前检漏,发现漏水时在玻璃塞和瓶口内侧涂抹少量凡士林以防漏水
C.不慎将水银洒在桌面上时,首先应尽量回收,再用硫粉覆盖
D.用盐酸滴定氨水,以酚酞为指示剂,当滴入最后半滴标准液,溶液由红色变为无色即为终点
【答案】D
【详解】A.洗涤沉淀的规范操作即为沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水浸没沉淀,待水自然流下后重复2~3次,A正确;
B.容量瓶玻璃塞为磨口材质,漏水时可在玻璃塞与瓶口内侧磨口处涂抹少量凡士林起到密封防漏的作用,B正确;
C.水银有毒易挥发,洒落时先尽量回收,再用硫粉覆盖使其反应生成无毒的硫化汞,C正确;
D.盐酸滴定氨水的终点产物为氯化铵,溶液呈酸性,应选用甲基橙作指示剂,且滴定终点需满足变色后半分钟内不恢复原色,仅溶液由红色变为无色不能判定为终点,D错误;
故选D。
【变式8-3】时,向溶液中逐滴加入溶液,相关曲线如图所示,下列有关微粒浓度关系,正确的是
A.A点:溶液中由水电离出的
B.B点:溶液中一定有
C.C点:,酸碱恰好完全中和,
D.D点:
【答案】D
【详解】A.A点为溶液,、,抑制水电离,水电离出的等于水电离出的,所以由水电离出的,A错误;
B.B点溶液呈碱性,,根据电荷守恒可知,所以,B错误;
C.若mL,此时溶质为CH3COONa,发生水解反应:,pH应大于7,,不符合C点pH=7的条件,C错误;
D.D点溶液中溶质为等浓度的醋酸钠、醋酸,根据电荷守恒,物料守恒 ,可得 ,D正确;
故选D。
▌题型09 酸碱中和滴定的误差分析
1.分析依据
c待测·V待测=c标准·V标准
c待测=
c标准、V待测均为定值,误差均体现在V标准的大小上。
2.常见的误差分析
以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例:
步骤
操作
V标准
c待测
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用标准溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴NaOH溶液无变化
变大
偏高
读数
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变小
偏低
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变大
偏高
3.注意事项
在进行误差分析时,要特别注意弄懂俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并会区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。
【典例1】(25-26高二下·江苏泰州·阶段检测)用0.05000 mol·L-1硫酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是
A.稀释浓硫酸 B.配制硫酸溶液
C.碱式滴定管赶气泡 D.滴定
【答案】C
【详解】A.稀释浓硫酸时将水注入浓硫酸中,浓硫酸稀释放出大量热会导致液体飞溅,存在安全隐患,操作不规范,A错误;
B.配制硫酸溶液定容时,液面离刻度线约1cm时应改用胶头滴管滴加蒸馏水,不能直接用烧杯倾倒,操作不规范,B错误;
C.碱式滴定管赶气泡时,将橡皮管向上弯曲,轻轻挤压玻璃珠即可排出气泡,操作规范,C正确;
D.中和滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化判断滴定终点,不能注视滴定管内液面变化,操作不规范,D错误;
故选C。
【典例2】(25-26高二下·江苏盐城·阶段检测)用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏高,其原因可能是
A.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
D.滴定到终点读数时,视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数
【答案】C
【分析】中和滴定的计算式为,其中标准液浓度、待测液体积为定值,测定结果仅由消耗标准液的体积决定,偏大则测定结果偏高,反之偏低。
【详解】A.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外,待测的物质的量减少,消耗的偏小,测定结果偏低,A错误;
B.滴定终点读数时俯视滴定管刻度,读取的偏小,测定结果偏低,B错误;
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗,待测的物质的量偏大,消耗的偏大,测定结果偏高,C正确;
D.滴定到终点读数时,视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数,为正确操作,测定结果无误差,D错误;
故选 C。
【变式9-1】市售NaOH中常含杂质,为配制纯净的NaOH溶液并标定其浓度,实验方案为:①除杂:将NaOH配制成饱和溶液,置于试剂瓶中密封静置,待完全析出;②配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成NaOH溶液;③标定:准确称取苯甲酸固体,加水溶解,加酚酞,用②中配制溶液滴定。下列说法错误的是
A.①中试剂瓶不可使用玻璃塞
B.①中析出的主要原因是很大,导致其溶解度显著降低
C.②中可用量筒量取上层清液
D.③中滴定终点时,仰视读数,标定的偏大
【答案】D
【详解】A.饱和溶液会与玻璃中的反应生成具有粘性的,将玻璃塞和试剂瓶粘结,因此不可使用玻璃塞,A正确;
B.的溶解平衡为,饱和溶液中很高,同离子效应使平衡逆向移动,溶解度显著降低从而析出,B正确;
C.后续需要用基准物质标定所配溶液的准确浓度,因此量取上层清液时不需要精确量取,可用量筒粗略量取,C正确;
D.滴定终点仰视读数,会导致测得的消耗溶液体积偏大,根据,可知标定的偏小,D错误;
故选D。
【变式9-2】某兴趣小组设计如下实验测定缓冲溶液中和的组成。
平行测定三次,计算缓冲溶液中和的浓度。已知步骤Ⅱ中发生反应,的。
下列说法错误的是
A.指示剂b可选用酚酞溶液
B.步骤Ⅰ中的缓冲溶液可用聚四氟乙烯滴定管量取
C.甲醛中常含有少量酸,若不除去,则使的测定结果偏高
D.步骤Ⅲ中消耗的与缓冲溶液中的物质的量之比为
【答案】D
【详解】A.根据步骤II反应:,,步骤III用NaOH标准溶液滴定,滴定终点显弱碱性,应选择在碱性范围内变色的指示剂,则可选用酚酞溶液作指示剂,A正确;
B.步骤Ⅰ中的缓冲溶液中含有(显碱性)和(显酸性),可用聚四氟乙烯滴定管量取,B正确;
C.甲醛中常含有少量酸,若不除去,则消耗的NaOH体积偏大,使的测定结果偏高,C正确;
D.步骤I中加入盐酸将转化为,步骤II反应:,,故4 mol 反应后生成的物质共消耗4 mol NaOH,因此步骤Ⅲ中消耗的与的物质的量之比为1:1,但此中有一部分是由转化来的,则步骤Ⅲ中消耗的与缓冲溶液中的物质的量之比大于1:1,D错误;
故选D。
【变式9-3】某实验小组利用和Mg反应制取,为测定所得的纯度,进行下列实验(假设所得固体中其他杂质与NaOH不反应):
步骤一:取w g所得产品溶解在足量浓NaOH溶液中,加热,将生成的全部蒸出并用250mL 的盐酸(过量)吸收。
步骤二:准确量取25.00mL吸收液于锥形瓶中,滴入两滴指示剂,用标准NaOH溶液滴定至终点。
步骤三:重复步骤二实验两次,平均消耗标准NaOH溶液的体积为V mL。
下列说法中正确的是
A.步骤一蒸氨时,若氨气温度过高,可能造成HCl挥发,最终测定结果偏小
B.步骤二中指示剂可选择酚酞
C.通过上述实验测得的产品纯度为%
D.若盛装NaOH标准溶液的滴定管,洗涤后未经润洗,最终测定结果将偏大
【答案】C
【分析】与浓NaOH溶液反应生成,将生成的全部蒸出并用过量吸收,剩余用标准液滴定,根据关系式:计算所得的纯度,据此解答。
【详解】A.步骤一蒸氨时,若氨气温度过高,可能造成HCl挥发,导致吸收液中剩余量减少,滴定时消耗溶液体积偏小,根据,计算所得偏大,最终测定结果偏大,A错误;
B.吸收液是HCl和NH4Cl的混合溶液,步骤二中用标准NaOH溶液滴定该吸收液至终点时,溶液呈酸性,而酚酞是碱变色指示剂,若选择酚酞作为指示剂,会造成较大误差,B错误;
C. 根据关系式:,可得,测得的产品纯度为,C正确;
D.若盛装NaOH标准溶液的滴定管,洗涤后未经润洗,即标准液被稀释,滴定时消耗标准NaOH溶液的体积V偏大,计算所得剩余量偏大,偏小,最终测定结果将偏小,D错误;
故选C。
▌题型10 氧化还原滴定
1.氧化还原滴定时,常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等。
2.指示剂的选择:用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液或含Fe2+的溶液时,不需另加指示剂。用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液时,以淀粉溶液为指示剂。
3.计算依据:依据化学方程式、离子方程式或关系式列比例式,或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。
【典例1】(25-26高二下·湖南衡阳·期末)重铬酸钾法测定铁矿样中的全铁含量被广泛应用于生产实践,测定过程中的主要实验步骤如下:
①溶解铁矿样:称取铁矿样份分别置于锥形瓶中,各用浓盐酸溶解。
②预处理:将样品试液加热至近沸,滴加SnCl2溶液至过量还原Fe3+。冷却至室温后滴加冰乙酸至溶液呈稳定的淡黄色氧化多余的Sn2+。加入混合物除去,充分摇匀。
③滴定:向锥形瓶中加一定量的水,滴入指示剂,用的重铬酸钾标准液滴定至终点。平行测定次,计算铁矿样中铁的百分含量。
已知的常见化合价为+2和+4.
下列有关过程中离子方程式书写错误的是
A.溶解铁矿样中的Fe2O3:
B.预处理中还原Fe3+:
C.预处理中除去I-:
D.滴定:
【答案】C
【详解】A.Fe2O3为碱性氧化物,与盐酸反应生成氯化铁和水,离子方程式为,A正确;
B.具有还原性,可将还原为,自身被氧化为,离子方程式为,B正确;
C.加入的为难溶电解质,不能电离出大量自由移动的,实际发生沉淀转化反应:,C错误;
D.酸性条件下重铬酸根将氧化为,自身被还原为,离子方程式为,D正确;
故答案为:C。
【典例2】(25-26高二上·黑龙江大庆·阶段检测)某钨冶炼企业在生产过程中产生大量含钨废水,废水中主要污染物为(钨以价形态存在),浓度达,远超《有色金属工业污染物排放标准》中钨排放限值。为实现废水达标排放与钨资源回收,企业采用“还原沉淀-滴定检测-资源再生”的一体化处理工艺,据此请回答下列问题。
(1)含的钨废水需深度处理,还原步骤:强酸性条件下被还原为(反应1:),后续加碱生成沉淀。处理初始浓度为的废水,理论上需(摩尔质量154.2 g/mol)的质量为__________kg(保留整数)。
(2)用高锰酸钾法测定(1)中所用样品纯度(含杂质,不与反应):取15.000 g样品,溶于浓盐酸后加酸性溶液(反应:),反应后定容至1000 mL。取100 mL稀释液,用滴定过量,消耗40.00 mL。该样品中的纯度为__________%(保留一位小数)。
(3)用(2)中该纯度的样品处理(1)中的废水,实际需样品质量比(1)中理论值多__________kg(保留两位小数)。
(4)处理后废水中残留用碘量法检测:取400mL废水,酸性条件下加过量
(将氧化为,自身还原为),煮沸除去过量氧化剂后,加溶液(反应:),生成的用滴定(反应:)。三次滴定消耗体积分别为50.20 mL、49.80 mL、50.00 mL,则残留浓度(摩尔质量183.8 g/mol)为__________mg/L(保留两位小数)。
(5)结合(1)中初始总量与(4)中残留总量,计算原废水的去除率:__________%(保留一位小数)。
(6)还原生成的转化为回收时,发生反应:(反应a)、(反应b,配平后为)。生成0.6 mol W时共转移5.4 mol电子,则反应a与反应b消耗Zn的物质的量之比为__________。
(7)某含与的混合废水,先通过(4)中方法测:取100 mL废水,滴定消耗;另取同体积废水,用(只与反应)滴定,消耗100.00 mL。计算该混合废水中与的物质的量浓度之比:__________。
【答案】(1)74016
(2)60.7
(3)47921.40
(4)689.25
(5)81.3
(6)1:2
(7)1:10
【分析】本题以含钨废水处理、滴定检测和资源回收为背景,综合考查氧化还原反应配平、电子转移守恒、物质的量计算、返滴定、碘量法和沉淀滴定。
【详解】(1)强酸性条件下,被还原为,反应关系为1 mol 消耗4 mol 。
废水体积为,即,故 n()=。
n()=4× mol= mol,m()= mol×154.2 g/mol= g=74016 kg。故小问1应为74016。
(2)酸性氧化的关系为1 mol 对应5 mol ;过量再由滴定。
题干可见数据为250 mL 0.06 mol/L ,即n()=0.01500 mol。取100 mL稀释液,用0.04 mol/L亚铁盐40.00 mL滴定,则该100 mL中剩余为0.04×0.04000÷5mol=0.0003200 mol,折算至1000 mL为0.003200 mol。
被消耗的为(0.01500-0.003200)mol=0.01180 mol,n()=5×0.01180mol=0.05900 mol,m()=9.0978 g,纯度为60.7%。
(3)小问3依赖第(2)问。按题干可见数据,第(2)问纯度为60.7%,,则实际需样品质量为74016÷60.7%=121937.40 kg,比理论值多47921.40 kg。
(4)残留经氧化后生成,再与反应生成,最后用滴定。
三次滴定平均体积为50.00 mL。按题干0.06 mol/L计算,n()=0.06×0.05000=0.003000 mol,n(W)=n()=0.003000÷2mol=0.001500 mol。400 mL废水中W的质量为0.001500 mol×183.8 g/mol=275.7 mg,故浓度为275.7÷0.400mg/L=689.25 mg/L。
(5)按第(4)问可见数据计算,全部废水残留W的物质的量为689.25 mg/L÷183.8 g/mol× L= mol。
若按钨元素总量计算,初始废水中W总物质的量为2× mol= mol,去除率=(-)÷×100%=81.3%。若按初始与残留物质的量直接比较,则为62.5%。
(6)被Zn还原为W时,每生成1 mol W转移3 mol电子。生成0.6 mol W至少转移1.8 mol电子;题干给出总转移5.4 mol电子,多出的3.6 mol电子用于被还原为。
反应a中生成0.6 mol W需Zn 0.9 mol;反应b中3.6 mol电子对应Zn 1.8 mol,故反应a与反应b消耗Zn的物质的量之比为0.9:1.8=1:2。
(7)按第(4)问方法,100 mL混合废水消耗0.06 mol/L 16.60 mL,则n()=0.06×0.01660÷2= mol。另取100 mL废水,用0.05 mol/L 100.00 mL滴定,n()=0.05×0.10000mol= mol。
两次取样体积相同,故c():c()=:≈1:10。
【变式10-1】过硼酸钠是一种白色单斜晶系结晶颗粒或粉末,主要用于制备洗涤剂,有强大漂白能力。某化学学习小组用下图装置合成过硼酸钠,反应原理为:。
ⅰ.的制备
①在仪器e中加入固体氢氧化钠、硼砂和水,充分搅拌溶解后,加入硅酸镁稳定剂。
②将仪器e转至水槽中,加入双氧水并控制流量,在6℃左右搅拌1小时,有大量晶体析出。
③待反应完成后,减压过滤,用乙醇洗涤,常温干燥,制得过硼酸钠成品。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器e的名称是___________,仪器d的进水口是___________(填字母)。
(2)步骤2中最适宜的方式为___________(填标号)。
a.水浴加热 b.冰水浴 c.油浴加热 d.酒精灯直接加热
(3)步骤3中,用乙醇洗涤的目的是___________________________。
(4)步骤2中,控制加入双氧水的流量的操作为___________________________。
ⅱ.中活性氧含量的测定
活性氧含量的高低直接决定产品的质量,合格产品中活性氧的含量(相当于1mol活性氧原子)。为了确定所得产品合格与否,学习小组做如下实验:
①称取0.4g干燥样品置于锥形瓶中,加少量水润湿,加入足量稀硫酸使试样全部溶解,产生过氧化氢,摇匀。
②用高锰酸钾标准溶液滴定溶液的至终点,发生的反应为;
(不与反应)
③三次滴定平均消耗溶液12.80mL。
(5)配制0.100mol/L高锰酸钾标准溶液,用到的玻璃仪器除容量瓶和烧杯外,还有___________。
(6)实验②中达到滴定终点的现象是___________________________。
(7)活性氧的质量分数为___________。
【答案】(1) 三口烧瓶(或三颈烧瓶) c
(2)b
(3)减少固体流失,洗去固体表面的水,洗去固体表面的杂质
(4)通过控制恒压滴液漏斗的活塞控制加入双氧水的流量
(5)玻璃棒和胶头滴管
(6)当滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液时,锥形瓶内的溶液颜色由无色变为浅红且半分钟内不褪色
(7)12.8%
【分析】三颈烧瓶中加入固体氢氧化钠、硼砂和水,充分搅拌溶解后,加入硅酸镁稳定剂。三颈烧瓶转至水槽中,冰水浴控制温度6℃左右,加入双氧水并控制流量,搅拌1小时,析出过硼酸钠晶体。减压过滤,用乙醇洗涤,常温干燥,制得过硼酸钠成品。
【详解】(1)根据装置图,仪器e的名称是三口烧瓶(或三颈烧瓶);冷凝管中冷凝水“低进高出”,仪器d的进水口是c。
(2)步骤2中控制温度6℃左右,最适宜的加热方式为冰水浴,选b。
(3)乙醇具有挥发性,能最大程度减少杂质的存在,所以步骤III中,用乙醇洗涤的目的是减少固体流失洗去固体表面的水和杂质;
(4)由于双氧水放在恒压滴液漏斗中,则步骤II中,可通过恒压滴液漏斗的活塞控制加入双氧水的流量;
(5)根据配制溶液的操作步骤:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀,配制0.100mol/L高锰酸钾标准溶液,用到的玻璃仪器除容量瓶和烧杯外,还有玻璃棒和胶头滴管。
(6)锥形瓶内的主要溶质是H2O2,溶液颜色为无色,当滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液时,变为浅红且半分钟内不褪色则为滴定终点。
(7)n(H2O2)=n(KMnO4)=2.5×0.1×12.8×10-3mol,1molH2O2相当于1mol活性氧原子,活性氧的质量分数==12.8%。
【变式10-2】硫代硫酸钠()广泛应用于医药解毒、工业处理和分析化学等领域。利用如图装置制备。
已知:易溶于水,不溶于乙醇,熔点为,以上易分解。回答下列问题:
(1)仪器的名称为__________,中溶液为__________。
(2)向锥形瓶中先加入充分溶解后再加入的可能原因为__________。
(3)锥形瓶中发生反应的离子方程式为__________。
(4)补充完整由锥形瓶中所得溶液制取的实验方案:__________。[实验中须使用的试剂:冰水、乙醇;在水中有关物质的溶解度曲线如图所示]
(5)产品纯度测定:取产品溶于蒸馏水配制成溶液,取溶液于锥形瓶中,加入几滴指示剂,用酸性标准溶液滴定至终点(滴定时发生反应),消耗酸性标准溶液。产品中的质量分数为__________(写出计算过程)。
【答案】(1) 恒压滴液漏斗 氢氧化钠溶液
(2)Na2CO3溶液呈碱性,可抑制Na2S中S2-的水解,防止生成有毒的H2S气体逸出
(3)
(4)水浴蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜,用冰水冷却结晶,过滤,用乙醇洗涤晶体,干燥得到产品
(5)
【分析】识别仪器a的常见化学实验仪器名称,结合实验尾气处理需求,确定仪器b中用于吸收尾气的试剂。结合的性质和反应环境,分析先加后加的原因;确定反应物为、、,生成物为和,根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式;溶解度随温度变化特点、热不稳定性、溶解性,设计蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥的实验方案;根据滴定反应的化学计量数关系,先计算消耗的的物质的量,再推导的物质的量,最后计算质量分数。
【详解】(1)a为连通烧瓶内和漏斗上方压强的恒压分液漏斗,b是尾气处理装置,用于吸收有毒的尾气SO2,用NaOH溶液吸收;
(2)Na2S是强碱弱酸盐,S2-易水解产生H2S有毒气体,在碱性碳酸钠溶液中,S2-水解被抑制,避免杂质和污染;
(3)反应物为SO2、Na2S、Na2CO3,产物为Na2S2O3和 CO2,配平后得到上述离子方程式;
(4)Na2S2O3·5H2O 100°C以上易分解,因此用水浴控温蒸发浓缩;其溶解度随温度降低大幅减小,用冰水冷却结晶;其不溶于乙醇,用乙醇洗涤可减少溶解损失,同时便于干燥;
(5)消耗K2Cr2O7的物质的量: ,根据反应计量比,25.00 mL溶液中:,则250 mL溶液中:,Na2S2O3·5H2O摩尔质量,因此,,质量分数:,最终质量分数为99.2%。
【变式10-3】利用间接碘量法可测定样品的纯度,其实验步骤如下。回答下列问题:
(1)配制溶液:准确称取样品于100 mL的烧杯中,加入约40 mL的蒸馏水溶解,最终将所配溶液定容至100 mL的_________中(填写仪器名称)。
(2)滴定测量:用移液管移取上层清液10.00 mL于碘量瓶中,加入20 mL蒸馏水,2 mL 6mol/L的醋酸,1 g KI(过量),充分反应后,用0.10 mol/L的标准溶液滴定,接近滴定终点时,加入2 mL指示剂,继续滴定至溶液呈浅蓝色。加入5 mL 10%的KSCN溶液,剧烈振荡,继续滴定至溶液蓝色刚好消失,得到米色的悬浊液。平行滴定三次最终消耗标准溶液。
①量取上层清液所使用的移液管也可用图1中的_________代替(填标号)。
②碘量瓶(图2)中发生反应:,反应过程中需要塞紧碘量瓶的玻璃塞,并在塞子周围加入少量水,使用碘量瓶的目的是_________(写出一点即可)。
③滴定时发生的反应为:,加入2 mL的醋酸其目的是保持反应环境呈弱酸性,若使用强酸,会引发副反应_________(写出1个反应的离子方程式)。
④反应生成的CuI会吸附,从而影响滴定的准确性,则滴定后期加入KSCN溶液的作用为_________。
(3)数据处理:由上述数据可知样品的纯度为_________%(用含V的代数式表示),滴定终点时俯视读数,会导致纯度测定值_________(填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1) 容量瓶
(2) C 防止空气中氧化,影响测定结果 将转化为,释放出被吸附的,提高滴定结果的准确性
(3) 偏低
【分析】本实验围绕溶液的配制与标定展开:先配制100 mL溶液,再与过量碘化钾在酸性条件下反应生成碘单质,用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘单质,通过淀粉指示剂判断终点,计算出的样品纯度。
【详解】(1)配制100mL准确浓度的溶液,定容操作需要在对应规格的100mL容量瓶中完成;
(2)①移液管用于量取10.00mL精确体积的酸性硫酸铜溶液,图中A为容量瓶(用于配溶液,不能量取),B为量筒(精度仅0.1mL,不满足要求),C为酸式滴定管,D为碱式滴定管(酸性溶液会腐蚀橡胶),因此选C;
②碘量瓶密封操作的主要目的是隔绝空气,防止空气中的氧化;
③酸性过强时,硫代硫酸根会与发生反应;
④题目已知会吸附,导致滴定结果偏小,加入可将转化为溶解度更小的,释放出被吸附的,减小实验误差;
(3)根据反应关系可得:,即; 100mL溶液中,摩尔质量为,因此样品中,纯度为; 滴定终点俯视读数,会使读取的消耗标准液体积偏小,因此计算得到的纯度测定值偏低。
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