内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2026-2027学年高三上期09月测试(一)
化学试题
命题范围:离子反应 离子方程式 离子反应的应用
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 S-32 Fe-56 Ba-137
一、选择题(每题只有一个正确答案。每题3分,共42分)
1. 下列关于物质分类的说法,正确的个数有( )
(1)冰水混合物属于纯净物,高分子化合物属于混合物
(2)胆矾(CuSO4·5H2O)、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]属于混合物
(3)由同一种元素组成的物质一定是同一种物质
(4)纯碱属于碱、甘油属于油脂
(5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐,其水溶液都呈酸性
(6)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
(7)NaCl固体不导电,熔融的KCl能导电,所以前者是非电解质,后者是电解质
(8)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
(9)强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强
(10)溶液的导电性强弱与溶液中离子的种类,浓度及离子所带的电荷数有关
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】(1)冰水混合物属于纯净物,高分子化合物属于混合物,正确;
(2)胆矾(CuSO4·5H2O)、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]属于纯净物,错误;
(3)由同一种元素组成的物质不一定是同一种物质,如O2和O3、红磷和白磷等,错误;
(4)纯碱属于盐、甘油属于醇,错误;
(5)NaHSO4、NaHCO3 都属于酸式盐,NaHSO4水溶液都呈酸性,NaHCO3水溶液呈碱性,错误;
(6)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,但SiO2和氢氟酸反应不是生成盐和水,所以SiO2是酸性氧化物,错误;
(7)NaCl固体不导电但熔融条件下和水溶液中均能导电,熔融的KCl能导电,所以二者均是电解质,错误;
(8)强电解质不都是离子化合物,如HCl、H2SO4等强酸,弱电解质都是共价化合物,错误;
(9)溶液的导电性与离子浓度和离子所带的电荷有关,与电解质的强弱无关,故强电解质溶液的导电性不一定比弱电解质溶液的导电性强,错误;
(10)溶液的导电性强弱与溶液中离子的种类,浓度及离子所带的电荷数有关,正确;
故只有(1)和(10)两个选项正确,故答案为:B。
2. 下列离子方程式中,正确的是
A. 向银氨溶液中滴入足量盐酸:
B. 向羟基乙酸溶液中滴入足量酸性高锰酸钾溶液:
C. 向溶液中滴入溶液:
D. 向NaClO溶液中滴入少量溶液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入足量盐酸时,会与结合生成AgCl沉淀,正确的离子方程式为,A错误;
B.足量酸性高锰酸钾溶液会将生成的乙二酸()进一步氧化为,产物不符合反应事实且方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为,B错误;
C.结合电离出的生成,同时生成,无生成,正确的离子方程式为,C错误;
D.具有强氧化性,可将少量氧化为,反应生成的与过量的结合为HClO,离子方程式中电荷守恒、原子守恒,配平正确,D正确。
3. 下列相关离子方程式书写正确的是
A. 用草酸标准溶液滴定溶液:
B. 往溶液中加入NaOH溶液至恰好沉淀完全:
C. 用碳酸氢钠溶液检验水杨酸中的羧基:
D. 稀释溶液,溶液由绿色变为蓝色:
【答案】D
【解析】
【详解】A.草酸为弱酸,离子方程式中应保留化学式,正确离子方程式为,A错误;
B.与溶液反应时,优先与反应生成沉淀,恰好沉淀完全时不与反应,正确离子方程式为,B错误;
C.酚羟基酸性弱于碳酸,不能与反应,只有羧基可与反应,正确离子方程式为,C错误;
D.为黄色,为蓝色,二者混合显绿色,稀释溶液时平衡正向移动,溶液由绿色变为蓝色,D正确;
故选D。
4. 下列方程式的书写正确的是
A. 向新制氯水中加入少量:
B. 将等物质的量浓度的和溶液以体积比1:1混合:
C. 将变黑的银器(产生)置于盛有食盐水的铝盆中,银器恢复光亮:
D. 用硫代硫酸钠溶液脱氯:
【答案】A
【解析】
【详解】A. 原子守恒,电荷守恒,且反应合理:新制氯水中 与 反应生成 HCl 和 HClO, 与 HCl 反应生成 和 ,同时 HClO 保留,符合化学原理,A正确;
B. 提供 和 , 提供 和、。混合后,与 反应生成, 与 反应生成 和 ,同时 与 沉淀。原方程式忽略 的反应,正确的离子方程式为,B错误;
C.变黑的银器置于盛有食盐水的铝盆中,该装置构成原电池,铝为负极,银器为正极。在正极,被还原为Ag,但在水溶液中,与会发生双水解,不能生成 ,正确的总反应式为,C错误。
D.被氧化时,硫元素的化合价应从+2价升高到+6价,其正确的离子方程式为,D错误;
故答案选A。
5. 以富钒炉渣(主要成分为,还含有杂质、)为原料制备的工艺流程如下:
已知:“氧化”时,转变成;“沉钒”时,生成沉淀,且需控制溶液的。
下列说法正确的是
A. “焙烧”时,被氧化的金属元素为V和Fe
B. “酸浸”时,试剂X可选用盐酸
C. “氧化”时,离子反应为
D. “调pH”时,可加入过量,提升除杂效率
【答案】A
【解析】
【分析】富钒炉渣(主要成分为,含、杂质)通入作为氧化剂,氧化原料中低价态的金属元素;加入酸(试剂X)溶解金属氧化物,使V、Fe、Al转化为离子进入溶液,不溶性的可被过滤除去,此时V以存在;加入将氧化为;加入调节pH,使、转化为氢氧化物沉淀除去,得到滤渣;加入沉钒试剂得到沉淀,煅烧后得到最终产物。
【详解】A.原料中V的化合价为+3价,低于产物中钒的最高价+5,焙烧时通入作氧化剂,、的化合价均升高,都被氧化,A正确;
B.若酸浸试剂选用盐酸,后续加入的氧化剂会氧化生成有毒的,因此不能选盐酸,B错误;
C.“氧化”在酸浸之后,溶液为酸性环境,反应物不能写,正确的离子方程式为:,C错误;
D.已知“沉钒”需要控制,加入过量会使溶液过高,不符合沉钒要求,还会造成钒提前沉淀损失,因此不能加过量,D错误;
故选A。
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溶液中加入过量铁粉:
B. 碳酸氢镁溶液中加入过量溶液:
C. 水玻璃中通入过量的:
D. 阿司匹林与足量溶液共热:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe(SCN)3为络合物,应保留分子形式,正确方程式为,A错误;
B.NaOH过量,最终生成Mg(OH)2沉淀,正确方程式为,B错误;
C.硅酸的电离常数大于碳酸氢根,所以无论二氧化碳的量,最后均生成硅酸沉淀和碳酸氢根,方程式正确,C正确;
D.酚酯基水解生成的酚羟基具有弱酸性,不能在NaOH溶液中存在,正确方程式为,D错误;
故选C。
7. 现有四瓶无色溶液:溶液、溶液、溶液、溶液、若用甲、乙、丙、丁分别代表四种溶液中的某一种,将溶液两两混合时发生的反应(部分生成物略去)及主要现象如下:甲+乙X(无色气体);乙(少量)+丙Y(白色沉淀);丙+丁(白色沉淀)(无色气体)。下列说法错误的是
A. 实验室常用湿润的红色石蕊试纸检验气体
B. 丙和丁的离子反应与泡沫灭火器的反应原理相同
C. 乙与丁混合可生成不同于的另一种白色沉淀
D. 工业上制备丁时,向饱和食盐水中先通入足量,再通入足量
【答案】D
【解析】
【详解】首先推断各物质:根据反应现象可推出甲为、乙为、丙为、丁为,气体X为、沉淀Y为、气体Z为。
A.气体X为是碱性气体,可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,实验室常用该方法检验,A正确,不符合题意;
B.丙为,丁为,二者发生双水解反应生成沉淀和,泡沫灭火器的反应原理就是铝盐和碳酸氢盐的双水解,二者原理相同,B正确,不符合题意;
C.乙为,丁为,二者混合反应可生成白色沉淀,与Y()是不同的白色沉淀,C正确,不符合题意;
D.丁为,工业上用侯氏制碱法制备时,应先向饱和食盐水中通入足量(X),再通入足量(Z),以增大的溶解度,操作顺序错误,D错误,符合题意;
故选D。
8. 以含少量Fe3+的CuCl2为原料制备CuCl的流程如下图所示:
CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成配合物Cu(CO)Cl·H2O,结构如图所示。下列叙述错误的是
A. CuCl的盐酸溶液可用于吸收CO,是利用了CuCl的氧化性
B. ①中加热有利于Fe(OH)3胶体聚沉,便于与Cu2+分离
C. ②中发生的离子反应为Cu+Cu2++2Cl- = 2CuCl
D. ③用酒精洗涤既可除去晶体表面的杂质离子,又可以加快固体的干燥
【答案】A
【解析】
【详解】A.CuCl的盐酸溶液可用于吸收CO,是因为Cu+含有空轨道,CO中C原子上电子可以填充到Cu+空轨道上,成配位键,A错误;
B.加热使胶体聚沉,避免胶体表面吸附Cu2+,B正确;
C.CuCl2和Cu发生归中反应生成CuCl,②中发生的离子反应为Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl,故C正确;
D.CuCl具有还原性,易被空气氧化,酒精挥发快,缩短CuCl与空气接触时间,干燥较快,D正确;
答案选A。
9. 为了减少污染并促进废物利用,某工厂计划以硫铁矿烧渣(主要含、、等)为原料制备锂离子电池正极材料(@表示后者包覆在前者上),流程如下。
下列叙述错误的是
A. “碱溶”阶段至少发生两个离子反应 B. 可用KSCN溶液检验滤液②中是否含有
C. 滤液③可用于加工复合肥料 D. “真空烧结”时,植物粉的作用是还原剂
【答案】D
【解析】
【分析】碱溶后Fe2O3为滤渣,Al2O3,SiO2溶解后进入滤液中,磷酸溶解滤渣,并加入铁粉将铁元素转化为+2价态,滤液为Fe(H2PO4)2,氨水调pH沉铁,得到Fe3(PO4)2·8H2O沉淀,加入磷酸锂与植物粉补充Li和C元素,真空烧结得到产品。
【详解】A.“碱溶”时,发生的化学反应有、,A项正确;
B.被磷酸溶解获得,加铁粉还原为,用KSCN溶液检验滤液②中是否含有,B项正确;
C.滤液③为磷酸铵,含有氮、磷元素,故可用于加工复合肥料,C项正确;
D.、磷酸锂、植物粉真空烧结的目的是得到正极材料,由其组成可知,植物粉的作用是受热分解生成碳,D项错误。
答案选D。
10. 下列离子方程式或化学方程式表达正确的是
A. 向溶液中加入过量NaClO溶液产生红褐色沉淀:
B. 将天青石()用溶液浸泡得 (已知Sr为第五周期第ⅡA元素):
C. 将变黑的银器(产生)置于盛有食盐水的铝盆中,银器恢复光亮:
D. N-甲基甲酰胺中加入稀盐酸并加热:
【答案】D
【解析】
【详解】A.向溶液中加入过量NaClO溶液,因NaClO溶液呈碱性,且生成沉淀,不会有生成,正确的离子方程式为,A错误;
B.天青石()是难溶物,在离子方程式中不能拆写成离子形式,正确的离子方程式为,B错误;
C.将变黑的银器置于盛有食盐水的铝盆中,形成原电池,Al作负极,在正极得电子被还原为Ag,同时与发生双水解反应,总反应为,而不是生成,C错误;
D.N-甲基甲酰胺()在稀盐酸并加热条件下发生水解反应,生成HCOOH和,化学方程式书写正确,D正确;
故选D。
11. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 溶液中加入稀硝酸:
B. 方铅矿遇溶液生成铜蓝:
C. 邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水:
D. 银作阳极,硝酸银溶液作电镀液在铜片上电镀银的总反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中加入稀硝酸,不可能发生,因为硝酸具有强氧化性,会把、氧化为,硝酸自身被还原为,故A错误;
B.实现了沉淀的转化,难溶的转化成更难溶的,离子方程式为:,故B错误;
C.醛基能被溴单质氧化为羧基,故C错误;
D.铜片上电镀银的总反应(银作阳极,硝酸银溶液作电镀液):,故D正确;
答案选D。
12. 工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐,电解过程如图所示。下列说法错误的是
A. 电解时,阴极反应为
B. 理论上外电路中迁移2 mol电子,消耗1 mol糠醛
C. 电极B为阳极,发生氧化反应
D. 生成糠酸盐的离子反应为
【答案】B
【解析】
【分析】该双极膜电解槽中:阴极(电极A):接电源负极,糠醛得电子发生还原反应,生成糠醇, 阴极反应为;阳极(电极B):接电源正极,发生氧化反应,MnOOH被氧化为,再将糠醛氧化为糠酸盐。
【详解】A.电解时,糠醛得电子发生还原反应,生成糠醇,阴极反应为,A不符合题意;
B.理论上外电路中迁移2 mol电子,阳极室和阴极室各需要消耗1 mol糠醛,共需要消耗2 mol糠醛,B符合题意;
C.电极B为阳极,发生氧化反应,C不符合题意;
D.由图可知,糠醛在阳极室生成糠酸盐,结合电荷和原子守恒得离子方程式为,D不符合题意;
故选B。
13. 将等浓度的H2SO4、NaHSO4溶液,分别滴入两份相同的Ba(OH)2溶液中,其电导率与滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析正确的是
A. b→d反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
B. d点溶液中,Na+与的物质的量之比为1:1
C. c点导电能力相同,所以两溶液中含有相同量的OH-
D. a、b两点Ba2+均沉淀完全,所以对应的溶液均显中性
【答案】A
【解析】
【分析】H2SO4与Ba(OH)2物质的量相等时,生成硫酸钡沉淀,溶液的导电率为零,则曲线①为硫酸;NaHSO4与Ba(OH)2物质的量相等时,生成硫酸钡沉淀、NaOH溶液,导电率不为零,则曲线②为硫酸氢钠。
【详解】A. 分析可知,b点为NaOH溶液,继续滴加硫酸氢钠时,为H++OH-=H2O,则b→d反应的离子方程式为:H++OH-=H2O,符合题意,A正确;
B. b点为NaOH溶液,加入NaHSO4,d点时溶液为,Na2SO4,Na+与SO42-的物质的量之比为2:1,与题意不符,B错误;
C. c点导电能力相同,①溶液显酸性,而②溶液显碱性,两溶液中含有的OH-不相同,与题意不符,C错误;
D. a、b两点Ba2+均沉淀完全,a点为水,显中性;b点为NaOH溶液,显碱性,与题意不符,D错误;
答案为A。
【点睛】向Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4,两物质的物质的量相等时,生成硫酸钡沉淀,溶液的导电率为零,可判断曲线①为滴加稀硫酸。
14. 图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(、均表示石墨电极,且与直流电源连接方式相同,表示水分子),下列说法不正确的是
A. 干燥的NaCl固体不导电,但NaCl是电解质
B. 图b为熔融态的,存在自由移动的离子
C. 图c中水合a离子向与电源正极相连的电极移动
D. 由图可知在通电条件下才能发生电离
【答案】D
【解析】
【分析】从图c可以看出,水分子中的H原子(带正电荷)靠近黑球,则黑球为Cl-;水分子中的O原子(带负电荷)靠近白球,则白球为Na+。从图b可以看出,Cl-向X电极移动,则X电极为阳极;Na+向Y电极移动,则Y电极为阴极。水合a离子为水合氯离子,水合b离子为水合钠离子。
【详解】A.干燥的NaCl固体中离子不能自由移动,因此不导电;NaCl在熔融状态或水溶液中能导电,属于电解质,A正确;
B.图b中离子(黑球和白球)可自由移动(有移动箭头),符合熔融态NaCl存在自由移动离子的特征,B正确;
C.由分析可知,水合a离子为水合氯离子,会向与电源正极相连的阳极移动,C正确;
D.NaCl的电离是在熔融状态或水分子作用下离解为自由移动离子的过程,无需通电,通电是电解条件,D不正确;
故选D。
二、非选择题(共58分)
15. 按要求回答下列问题:
I.今有10种物质:①Cu②稀硫酸③HCl④⑤空气⑥⑦Hg⑧NaCl⑨⑩
(1)按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置。
序号
符合的条件
物质的序号
b
电解质,但熔融状态下并不导电
_______
c
电解质,但难溶于水
_______
d
非电解质
_______
Ⅱ.用离子方程式表述以下反应或原理:
(2)向溶液中加入足量澄清石灰水:_______。
(3)向沸水中滴加饱和溶液制备氢氧化铁胶体:_______。
(4)氢氧化铝是一种两性氢氧化物,写出它的两个电离方程式:_______;_______。明矾可以用于净水,用离子反应方程式来解释原理:_______。
(5)向溶液中加入生成的离子方程式:___________。
Ⅲ.离子检验:
(6)写出检验某溶液中是否含有的操作、现象及结论_______。
【答案】(1) ①. ③ ②. ⑨ ③. ④⑥
(2)
(3)
(4) ①. ②. ③.
(5)
(6)取少量溶液于试管中,先滴加足量稀盐酸,无明显现象,再加入溶液,若有白色沉淀产生,则证明该溶液中含有
【解析】
【小问1详解】
在水溶液或熔融状态下能导电的化合物为电解质,都不能导电的化合物为非电解质,①⑦⑩是单质,②⑤是混合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质;③HCl是共价化合物,熔融状态下没有自由移动的离子不导电,但溶于水可完全电离导电,属于电解质;④、⑥自身均不能电离出离子,溶于水导电是因为生成了,因此属于非电解质;⑧NaCl属于盐,是电解质,能溶于水,熔融状态能导电;⑨属于盐,是电解质,难溶于水;b.电解质,但熔融状态下并不导电的是③;c.电解质,但难溶于水的是⑨;d.非电解质是④⑥;
【小问2详解】
澄清石灰水足量时,会生成溶解度更小的而非,完全转化为并与结合为沉淀,足量澄清石灰水与反应离子方程式为;
【小问3详解】
制备氢氧化铁胶体是的水解反应,需加热促进水解,产物为胶体不能写沉淀符号,;
【小问4详解】
氢氧化铝是一种两性氢氧化物,是弱电解质,部分电离,用可逆号,酸式电离:;碱式电离:;明矾电离的水解生成的胶体可以吸附水中悬浮杂质实现净水,明矾净水原理:;
【小问5详解】
与电离出的少量结合生成沉淀,促进进一步电离,剩余的与另一部分反应生成和,与反应生成,;
【小问6详解】
的检验操作:取少量待测液于试管中,先加入稀盐酸无明显现象(排除、、等干扰离子),再滴加少量溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中含有,若无白色沉淀生成则不含。
16. X溶液中可能含有下列5种离子中的几种:、、、、,某同学为确定其中含有的离子,设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。
(1)根据上述实验,判断X溶液中________存在(填“是”、“否”、“无法确定”)。
(2)X溶液中一定存在的阳离子有________。
(3)下列说法正确的有________。
A.取少量X溶液,先加入适量氯水,再加少量KSCN溶液,若溶液呈红色,则含有
B.取少量X溶液,加入适量酸性,若出现褪色现象,则含有
C.取少量X溶液,加入少量铜粉,若铜粉溶解,则含有
(4)若该同学检验出X溶液中不存在,他取200 ml的X溶液分为两等份,其中一份加入,则发生的离子反应方程式为________。另一份加入的,则产生标况下________L的气体。(保留3位有效数字)
(5)为了测定滤液1中的含量,该同学取10 ml净化后的滤液1(已排除所有干扰离子的影响),稀释到100 ml,加入的溶液20.00 mL。为防止沉淀转化,再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物完全覆盖。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点(AgSCN为白色沉淀),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00 mL。回答下列问题。
①滴定终点的现象为________。
②原滤液1中的浓度为________(保留两位小数)。
③实验中,若不加硝基苯,测定的浓度将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(已知:,。)
【答案】(1)是 (2)
(3)C (4) ①. ②. 0.112
(5) ①. 加入最后半滴标准液,溶液恰好呈红色,且半分钟不褪色 ②. 10.65 ③. 偏小
【解析】
【分析】100 mLX溶液中加入盐酸和产生的沉淀1是4.66 g,其物质的量为0.02 mol,故的物质的量为0.02 mol。
100 mLX溶液中加入NaOH溶液并加热,产生的气体为,标况下的体积为224 mL,物质的量为0.01 mol,说明X溶液中含有0.01 mol;产生的沉淀3能在空气中充分灼烧得到红棕色固体1.60 g,物质的量为0.01 mol,说明X溶液中含有0.02 molFe元素。
若含有0.02 mol,根据电荷守恒可知溶液中正电荷的总物质的量为0.05 mol,负电荷的总物质的量为0.04 mol,故溶液中需有;若含有0.02 mol,根据电荷守恒可知溶液中正电荷的总物质的量为0.07 mol,负电荷的总物质的量为0.04 mol,故溶液中需有;综上溶液中一定含有。
【小问1详解】
根据分析确定X溶液中含有。
【小问2详解】
根据分析可知,一定含有的阳离子是。
【小问3详解】
A.取少量X溶液,先加入适量氯水,再加少量KSCN溶液,若溶液呈红色可能是原溶液中有,可能原溶液中含有被氯水氧化成是溶液呈血红色,故不能说明是否含有,A错误;
B.取少量X溶液,加入适量酸性,若出现褪色现象可能是含有,也可能是溶液中含有,B错误;
C.取少量X溶液,加入少量铜粉,若铜粉溶解,则有反应,说明含有,且溶液中其他离子均不能与Cu反应,C正确;
故选C。
【小问4详解】
根据分析,溶液中一定含有Fe元素,若该同学检验出X溶液中不存在,说明一定存在0.02 mol,取200 ml的X溶液分为两等份,其中一份加入,则发生的离子反应方程式为。
另一份加入的,硝酸的物质的量为0.02 mol,则H+的物质的量为0.02mol,溶液中含有0.02 mol,发生反应:,硝酸根、亚铁离子均过量,产生NO的物质的量以H+计算, NO的物质的量,标况下的体积。
【小问5详解】
①用标准溶液滴定过量的至终点,滴定时始终产生白色沉淀,溶液中剩余过量的,指示剂遇KSCN显示血红色,故滴定终点的现象为加入最后半滴标准液,溶液恰好呈红色,且半分钟不褪色。
②取10 ml净化后的滤液1(已排除所有干扰离子的影响),稀释到100 ml,加入的溶液20.00 mL。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点(AgSCN为白色沉淀),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00 mL。,与KSCN标准溶液反应:,消耗的,故与溶液中反应的,即,滤液1中。
③实验中,若不加硝基苯则沉淀不会被有机物完全覆盖,沉淀会转化导致,测定的浓度将偏小。
17. 以一种废旧锂离子电池(主要成分为钴、锰、镍、锂的氧化物,还含有铝箔、炭黑等)为原料回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ.的溶解度随温度升高而减小。
ⅱ.“碱浸”后的滤渣中主要含有、MnO、和NiO。
回答下列问题:
(1)“灼烧”步骤的目的是________。
(2)“碱浸”步骤中滤液的主要溶质为NaOH、________(填化学式),在实验室中过滤时主要用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外还需要________。
(3)写出“沉锰”过程中反应的离子方程式:________。
(4)“沉锂”步骤中加入溶液,将溶液温度升高至,得到固体,将溶液升温的目的是________。
(5)正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。在空气中加热时,固体残留率随温度的变化曲线如图所示。已知钴的氢氧化物加热至时已完全脱水,则时,剩余固体成分为________(填化学式,下同);在范围内,剩余固体成分为________。
【答案】(1)除去炭黑
(2) ①. Na[Al(OH)4] ②. 漏斗
(3)
(4)有利于Li2CO3沉淀
(5) ①. CoO ②. Co3O4和Co2O3
【解析】
【分析】废旧锂离子电池经粉碎、灼烧除去炭黑和有机粘合剂,同时将铝转化为氧化铝,向灼烧渣中加入氢氧化钠溶液碱浸,将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,过滤分离含有四羟基合铝酸钠的滤液和滤渣;向滤渣中加入双氧水和硫酸的混合液,将三氧化二钴转化为硫酸亚钴,氧化锰、氧化锂、氧化镍转化为硫酸锰、硫酸锂、硫酸镍,向反应后的溶液中加入氨水和草酸铵混合溶液,将溶液中的亚钴离子转化为CoC2O4·2H2O沉淀,过滤得到CoC2O4·2H2O和滤液;向滤液中加入碳酸氢铵溶液,将溶液中的锰离子转化为碳酸锰沉淀,过滤得到碳酸锰和滤液;向滤液中加入碳酸钠和氢氧化钠混合溶液,将溶液中的镍离子转化为NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O沉淀,过滤得到NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O和滤液;向滤液中加入碳酸钠溶液,将溶液中的锂离子转化为碳酸锂沉淀,过滤得到碳酸锂,据此分析。
【小问1详解】
“灼烧”步骤的目的是除去炭黑。
【小问2详解】
“碱浸”步骤中将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,则滤液的主要溶质为NaOH、Na[Al(OH)4]。在实验室中过滤时主要用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外还需要漏斗。
【小问3详解】
“沉锰”过程中反应的离子方程式:。
【小问4详解】
“沉锂”步骤中加入溶液,将溶液温度升高至,Li2CO3的溶解度随温度升高而减小(已知:ⅰ),有利于Li2CO3沉淀,将溶液升温的目的是有利于Li2CO3沉淀。
【小问5详解】
根据质量守恒定律,在变化过程中,Co的质量没有变,假设原始固体质量为100g,则n(Co)=mol,m(Co)=100×g,在1000℃时,固体质量不再变化,说明Co(OH)2完全分解,n(Co):n(O)=:=1:1,剩余固体成分为CoO。在范围内,固体的质量在89.25%-86.38%之间,可以通过极点进行分析,在290℃,n(Co):n(O)=:=2:3。其化学式为Co2O3;在500℃n(Co):n(O)=:=3:4,其化学式为Co3O4。所以可以确定在范围内的化学式为Co2O3和Co3O4。
故答案为CoO ;Co3O4和Co2O3。
18. 某地胶磷矿主要成分为(杂质为和)。该地区用上述矿石为原料生产锂离子电池正极材料的工艺流程如下所示。
已知:六氟合硅酸()的电离:,。
回答下列问题:
(1)LiFePO4中铁元素的化合价为____________________。
(2)“预酸浸”和“硫酸萃取”两步操作中转化为的总反应化学方程式为____________________;流程中混合尾气的主要成分为_______________(填化学式)。
(3)“硫酸萃取”的温度控制在70~80℃,温度过高会使来不及与杂质反应即大量逸出,且硫酸钙溶解度会减小,导致___________________。
(4)“水洗吸收”后可得六氟合硅酸,结合以下溶解度与温度的关系图,工业上结晶析出的条件应为______________(填“低温”或“高温”),写出“控温结晶”时反应的离子方程式__________________________________。
(5)“调除镁”后可得到电池级。此时溶液中,则约为____________。(已知;)
(6)“氧化沉淀”中发生反应的化学方程式为__________________。
【答案】(1)+2 (2) ①. ②. HF、SiF4、CO2
(3)
生成的覆盖在固体表面,降低萃取率
(4) ①. 低温 ②.
(5)或或(其他正确的合理表达方式也可)
(6)
【解析】
【分析】该工艺流程以胶磷矿(主要成分为Ca5(PO4)3F,含、杂质)为起始原料生产电池级,整体分为三个核心阶段: 第一阶段先将胶磷矿粉碎浮选后,加入稀磷酸进行预酸浸,再补加浓硫酸在70~80℃条件下完成硫酸萃取,该过程中胶磷矿的有效成分转化为磷酸,同时生成大量微溶的,通过热过滤将其作为副产品生石膏分离出去;预酸浸和硫酸萃取过程中逸出的混合尾气(含反应生成的HF、)经水洗吸收得到六氟合硅酸溶液,加入饱和食盐水后利用低温溶解度小的特性控温结晶,分离出副产品六氟合硅酸钠;热过滤后的粗磷酸再经过调pH除镁操作,将杂质镁以磷酸盐沉淀形式除去,最终得到电池级精制磷酸。 第二阶段向精制磷酸中通入、加入和溶液,通过氧化沉淀反应将二价铁完全氧化为三价铁,同时与磷酸根结合生成磷酸铁前驱体。 第三阶段将磷酸铁前驱体与、葡萄糖混合,在惰性气氛下高温煅烧,葡萄糖作为碳源提供还原氛围,最终得到锂离子电池正极材料电池级,整个流程在制备主产品的同时实现了生石膏、六氟合硅酸钠等副产物的资源化回收。
【小问1详解】
化合物中Li为+1价,整体为-3价,根据化合价代数和为0,可计算得Fe的化合价为。
【小问2详解】
第一步预酸浸是磷矿和循环料浆的磷酸进行预分解反应,磷矿首先溶解在过量的稀磷酸溶液中,生成磷酸二氢钙,方程式为,(磷酸较稀,具有很大溶解度的HF未大量逸出)预分解的目的主要是防止磷矿与浓硫酸直接反应,避免在磷矿粒子表面生成硫酸钙薄膜而阻止磷矿的进一步反应。第二步是以上述的磷酸二氢钙料浆与稍过量的硫酸反应生成CaSO4与磷酸溶液,将上述两方程式相加即可得总方程式。
矿石中杂质和酸反应生成,和HF反应生成,同时部分未反应的HF会挥发进入尾气。
【小问3详解】
温度过高,HF溶解度减小来不及与杂质SiO2反应生成SiF4,即逸出,水洗吸收得到的氟硅酸量少从而导致氟资源流失;同时硫酸钙溶解度减小,易覆盖在固体表面,降低萃取率。
【小问4详解】
由溶解度曲线可知的溶解度随温度降低而减小,因此低温条件下更易结晶析出;
注意到题目已知条件②H2SiF6第一步完全电离,第二步部分电离,并且低温条件加入饱和食盐水得到的是晶体,故离子方程式为。
【小问5详解】
根据的溶度积表达式,代入已知数据: ,解得,即。
【小问6详解】
该步骤中将氧化为,在的弱碱性环境下,与体系中的磷酸根结合生成沉淀,同时生成硫酸铵和水,产物可匹配后续高温煅烧制备的流程。
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2026-2027学年高三上期09月测试(一)
化学试题
命题范围:离子反应 离子方程式 离子反应的应用
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 S-32 Fe-56 Ba-137
一、选择题(每题只有一个正确答案。每题3分,共42分)
1. 下列关于物质分类的说法,正确的个数有( )
(1)冰水混合物属于纯净物,高分子化合物属于混合物
(2)胆矾(CuSO4·5H2O)、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]属于混合物
(3)由同一种元素组成的物质一定是同一种物质
(4)纯碱属于碱、甘油属于油脂
(5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐,其水溶液都呈酸性
(6)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
(7)NaCl固体不导电,熔融的KCl能导电,所以前者是非电解质,后者是电解质
(8)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
(9)强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强
(10)溶液的导电性强弱与溶液中离子的种类,浓度及离子所带的电荷数有关
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
2. 下列离子方程式中,正确的是
A. 向银氨溶液中滴入足量盐酸:
B. 向羟基乙酸溶液中滴入足量酸性高锰酸钾溶液:
C. 向溶液中滴入溶液:
D. 向NaClO溶液中滴入少量溶液:
3. 下列相关离子方程式书写正确的是
A. 用草酸标准溶液滴定溶液:
B. 往溶液中加入NaOH溶液至恰好沉淀完全:
C. 用碳酸氢钠溶液检验水杨酸中的羧基:
D. 稀释溶液,溶液由绿色变为蓝色:
4. 下列方程式的书写正确的是
A. 向新制氯水中加入少量:
B. 将等物质的量浓度的和溶液以体积比1:1混合:
C. 将变黑的银器(产生)置于盛有食盐水的铝盆中,银器恢复光亮:
D. 用硫代硫酸钠溶液脱氯:
5. 以富钒炉渣(主要成分为,还含有杂质、)为原料制备的工艺流程如下:
已知:“氧化”时,转变成;“沉钒”时,生成沉淀,且需控制溶液的。
下列说法正确的是
A. “焙烧”时,被氧化的金属元素为V和Fe
B. “酸浸”时,试剂X可选用盐酸
C. “氧化”时,离子反应为
D. “调pH”时,可加入过量,提升除杂效率
6. 下列离子方程式书写正确的是
A. 溶液中加入过量铁粉:
B. 碳酸氢镁溶液中加入过量溶液:
C. 水玻璃中通入过量的:
D. 阿司匹林与足量溶液共热:
7. 现有四瓶无色溶液:溶液、溶液、溶液、溶液、若用甲、乙、丙、丁分别代表四种溶液中的某一种,将溶液两两混合时发生的反应(部分生成物略去)及主要现象如下:甲+乙X(无色气体);乙(少量)+丙Y(白色沉淀);丙+丁(白色沉淀)(无色气体)。下列说法错误的是
A. 实验室常用湿润的红色石蕊试纸检验气体
B. 丙和丁的离子反应与泡沫灭火器的反应原理相同
C. 乙与丁混合可生成不同于的另一种白色沉淀
D. 工业上制备丁时,向饱和食盐水中先通入足量,再通入足量
8. 以含少量Fe3+的CuCl2为原料制备CuCl的流程如下图所示:
CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成配合物Cu(CO)Cl·H2O,结构如图所示。下列叙述错误的是
A. CuCl的盐酸溶液可用于吸收CO,是利用了CuCl的氧化性
B. ①中加热有利于Fe(OH)3胶体聚沉,便于与Cu2+分离
C. ②中发生的离子反应为Cu+Cu2++2Cl- = 2CuCl
D. ③用酒精洗涤既可除去晶体表面的杂质离子,又可以加快固体的干燥
9. 为了减少污染并促进废物利用,某工厂计划以硫铁矿烧渣(主要含、、等)为原料制备锂离子电池正极材料(@表示后者包覆在前者上),流程如下。
下列叙述错误的是
A. “碱溶”阶段至少发生两个离子反应 B. 可用KSCN溶液检验滤液②中是否含有
C. 滤液③可用于加工复合肥料 D. “真空烧结”时,植物粉的作用是还原剂
10. 下列离子方程式或化学方程式表达正确的是
A. 向溶液中加入过量NaClO溶液产生红褐色沉淀:
B. 将天青石()用溶液浸泡得 (已知Sr为第五周期第ⅡA元素):
C. 将变黑的银器(产生)置于盛有食盐水的铝盆中,银器恢复光亮:
D. N-甲基甲酰胺中加入稀盐酸并加热:
11. 下列反应的离子方程式书写正确的是
A. 溶液中加入稀硝酸:
B. 方铅矿遇溶液生成铜蓝:
C. 邻羟基苯甲醛中加入足量浓溴水:
D. 银作阳极,硝酸银溶液作电镀液在铜片上电镀银的总反应:
12. 工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐,电解过程如图所示。下列说法错误的是
A. 电解时,阴极反应为
B. 理论上外电路中迁移2 mol电子,消耗1 mol糠醛
C. 电极B为阳极,发生氧化反应
D. 生成糠酸盐的离子反应为
13. 将等浓度的H2SO4、NaHSO4溶液,分别滴入两份相同的Ba(OH)2溶液中,其电导率与滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析正确的是
A. b→d反应的离子方程式为:H++OH-=H2O
B. d点溶液中,Na+与的物质的量之比为1:1
C. c点导电能力相同,所以两溶液中含有相同量的OH-
D. a、b两点Ba2+均沉淀完全,所以对应的溶液均显中性
14. 图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(、均表示石墨电极,且与直流电源连接方式相同,表示水分子),下列说法不正确的是
A. 干燥的NaCl固体不导电,但NaCl是电解质
B. 图b为熔融态的,存在自由移动的离子
C. 图c中水合a离子向与电源正极相连的电极移动
D. 由图可知在通电条件下才能发生电离
二、非选择题(共58分)
15. 按要求回答下列问题:
I.今有10种物质:①Cu②稀硫酸③HCl④⑤空气⑥⑦Hg⑧NaCl⑨⑩
(1)按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置。
序号
符合的条件
物质的序号
b
电解质,但熔融状态下并不导电
_______
c
电解质,但难溶于水
_______
d
非电解质
_______
Ⅱ.用离子方程式表述以下反应或原理:
(2)向溶液中加入足量澄清石灰水:_______。
(3)向沸水中滴加饱和溶液制备氢氧化铁胶体:_______。
(4)氢氧化铝是一种两性氢氧化物,写出它的两个电离方程式:_______;_______。明矾可以用于净水,用离子反应方程式来解释原理:_______。
(5)向溶液中加入生成的离子方程式:___________。
Ⅲ.离子检验:
(6)写出检验某溶液中是否含有的操作、现象及结论_______。
16. X溶液中可能含有下列5种离子中的几种:、、、、,某同学为确定其中含有的离子,设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。
(1)根据上述实验,判断X溶液中________存在(填“是”、“否”、“无法确定”)。
(2)X溶液中一定存在的阳离子有________。
(3)下列说法正确的有________。
A.取少量X溶液,先加入适量氯水,再加少量KSCN溶液,若溶液呈红色,则含有
B.取少量X溶液,加入适量酸性,若出现褪色现象,则含有
C.取少量X溶液,加入少量铜粉,若铜粉溶解,则含有
(4)若该同学检验出X溶液中不存在,他取200 ml的X溶液分为两等份,其中一份加入,则发生的离子反应方程式为________。另一份加入的,则产生标况下________L的气体。(保留3位有效数字)
(5)为了测定滤液1中的含量,该同学取10 ml净化后的滤液1(已排除所有干扰离子的影响),稀释到100 ml,加入的溶液20.00 mL。为防止沉淀转化,再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物完全覆盖。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点(AgSCN为白色沉淀),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00 mL。回答下列问题。
①滴定终点的现象为________。
②原滤液1中的浓度为________(保留两位小数)。
③实验中,若不加硝基苯,测定的浓度将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(已知:,。)
17. 以一种废旧锂离子电池(主要成分为钴、锰、镍、锂的氧化物,还含有铝箔、炭黑等)为原料回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ.的溶解度随温度升高而减小。
ⅱ.“碱浸”后的滤渣中主要含有、MnO、和NiO。
回答下列问题:
(1)“灼烧”步骤的目的是________。
(2)“碱浸”步骤中滤液的主要溶质为NaOH、________(填化学式),在实验室中过滤时主要用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外还需要________。
(3)写出“沉锰”过程中反应的离子方程式:________。
(4)“沉锂”步骤中加入溶液,将溶液温度升高至,得到固体,将溶液升温的目的是________。
(5)正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。在空气中加热时,固体残留率随温度的变化曲线如图所示。已知钴的氢氧化物加热至时已完全脱水,则时,剩余固体成分为________(填化学式,下同);在范围内,剩余固体成分为________。
18. 某地胶磷矿主要成分为(杂质为和)。该地区用上述矿石为原料生产锂离子电池正极材料的工艺流程如下所示。
已知:六氟合硅酸()的电离:,。
回答下列问题:
(1)LiFePO4中铁元素的化合价为____________________。
(2)“预酸浸”和“硫酸萃取”两步操作中转化为的总反应化学方程式为____________________;流程中混合尾气的主要成分为_______________(填化学式)。
(3)“硫酸萃取”的温度控制在70~80℃,温度过高会使来不及与杂质反应即大量逸出,且硫酸钙溶解度会减小,导致___________________。
(4)“水洗吸收”后可得六氟合硅酸,结合以下溶解度与温度的关系图,工业上结晶析出的条件应为______________(填“低温”或“高温”),写出“控温结晶”时反应的离子方程式__________________________________。
(5)“调除镁”后可得到电池级。此时溶液中,则约为____________。(已知;)
(6)“氧化沉淀”中发生反应的化学方程式为__________________。
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