高考化学必考知识点《离子共存》练习题 - 高考化学题库

高考化学必考知识点《离子共存》练习题(四)

2019-07-03 23:02:03 【大中小】

1、填空题  （12分）氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成性质极不稳定的三氯化氮，容易引起爆炸。
（1）三氯化氮易水解，其水解的最初产物除生成氨气外，另一产物为            。
（2）为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为                        ；该工艺选择氯气的优点是                  。（答一点即可）
（3）过量氯气用Na2S2O3除去，反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为1×10-3 mol，则理论上生成的SO42-为           mol。
（4）生产和实验中广泛采用甲醛法测定样品的含氮量。甲醛和铵根离子的反应如下：
4NH4+ + 6HCHO ＝（CH2)6N4H+（一元酸）+ 3H+ + 6H2O
实验步骤如下：
①已知甲醛溶液中常含有甲酸。取b mL甲醛溶液（过量）于锥形瓶，加入1滴酚酞，用浓度为c mol/L的NaOH溶液中和，滴定管的初始读数V1 mL，当溶液呈微红色时，滴定管的读数V2 mL。
②向其中加入饱和食盐水试样a mL，静置数分钟。
③再加1~2滴酚酞，再用上述NaOH溶液滴定至微红色，滴定管的读数V3 mL。
则饱和食盐水中的含氮量为          mg/L。

参考答案：（12分）
（1）HClO（2分）
（2）3Cl2 + 2NH4++ 8OH- = N2↑+ 6Cl- + 8H2O。（2分）
利用氯碱工业的产品氯气为原料，就近取材；不引入其他杂质离子。（2分）
（3）5×10-4（3分）
（4）14000C(V3—V2)/a mg/L （3分）

本题解析：（1）三氯化氮水解产生氨气，说明N原子与氢离子结合，所以Cl与氢氧根离子结合生成HclO；
（2）由题意可知，氯气与氨气反应，在碱性条件下生成氮气，则氯气被还原为氯离子，同时有水生成，离子方程式为3Cl2 + 2NH4++ 8OH- = N2↑+ 6Cl- + 8H2O；该过程选择氯气的原因是氯气本身是氯碱工业的产品，就近取材，同时氮气以气体放出，不会产生杂质离子；
（3）氯气被还原为氯离子，1×10-3 mol时转移电子的物质的量是2×10-3 mol，根据得失电子守恒，Na2S2O3在S的化合价是+2价，硫酸根中S的化合价是+6价，S的化合价升高4价，所以理论上生成的SO42-为2×10-3 mol/4=5×10-4mol；
（4）由题意可知，氢氧化钠滴定甲醛和铵根离子的反应产生的氢离子的物质的量是C(V3—V2) ×10-3 mol，由反应方程式得4NH4+~4 H+~4OH-，所以N的含量是C(V3—V2) ×10-3 mol×14g/mol/a×10-3 L=14000C(V3—V2)/a mg/L。
考点：考查反应在产物的判断，氧化还原反应规律的应用，滴定的计算

本题难度：困难

2、选择题下列说法正确的是（　　）
A．pH=3的溶液中，Na+、Cl-、Fe2+、ClO-能大量共存
B．使石蕊变红的溶液中，Na+、I-、Cl-、NO3-、C6H5O-能大量共存
C．Na2CO3溶液中：c（OH-）-c（H+）=c（HCO3-）+2c（H2CO3）
D．室温下，向0.01mol/LNH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性，混合溶液中：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）

参考答案：A、pH=3的溶液中存在大量的H+，H+、Fe2+、ClO-能发生氧化还原反应，则离子不能大量共存，故A错误；
B、使石蕊变红的溶液显酸性，H+、I-、NO3-能发生氧化还原反应，H+、C6H5O-能结合生成弱电解质，则离子不能大量共存，故B错误；
C、Na2CO3溶液中电荷守恒式为c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HCO3-）+2c（CO32-），物料守恒式为12c（Na+）=c（HCO3-）+c（H2CO3）+c（CO32-），
则c（OH-）-c（H+）=c（HCO3-）+2c（H2CO3），故C正确；
D、NH4HSO4与NaOH的物质的量之比为1：1时溶液显酸性，NH4HSO4与NaOH的物质的量之比为1：2时溶液显碱性，则0.01mol/LNH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性，
NH4HSO4与NaOH的物质的量之比应大于1：1，小于1：2，此时溶液为硫酸钠、硫酸铵、氨水的混合溶液铵根离子的水解与氨水的电离程度相等，c（OH-）=c（H+），
由反应的物质的量可知c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+），故D正确；
故选CD．

本题解析：

本题难度：一般

3、选择题下列事实不能用勒沙特列原理解释的是?（?）
A．浓度均为0.1 mol·L－1的新制氯水，加入少量NaHSO3晶体，片刻后，溶液中HClO
分子的浓度减小
B．室温下，将1 mL pH＝3的醋酸溶液加水稀释至100 mL后，测得其pH＜5
C．在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2—的生成
D．500℃左右比室温更利于合成氨反应

参考答案：D

本题解析：D项，温度升高，化学反应速率增大，有利于合成氨反应，而与化学平衡的移动没有关系。ABC都涉及到化学平衡的移动。

本题难度：简单

4、选择题能与铝反应放出氢气的溶液中，一定能够大量共存的离子组是 ( )
A．Ba2+、SO42-、Cl-、Na+
B．SO42-、K+、Cl-、CO32-
C．NH4+、Cl-、SO42-、K+
D．Na+、SO42-、Cl-、K+

参考答案：D

本题解析：依题意要求，选项中的离子必须在酸性或碱性溶液中均能大量共存
A：Ba2+与SO42-将生成沉淀，排除
B：CO32-在酸性情况下不能大量存在，排除
C：NH4+在碱性情况下不能大量存在，排除
D：符合题意

本题难度：一般

5、填空题最近雾霾天气肆虐我国大部分地区。其中SO2是造成空气的污染的主要原因，利用钠碱循环法可除去SO2。
（1）钠碱循环法中，吸收液为Na2SO3溶液，该反应的离子方程式是________。
（2）已知H2SO3的电离常数为K1＝1.54×10－2，K2＝1.024×10－7；H2CO3的电离常数为K1＝4.30×10－7，K2＝5.60×10－11，则下列微粒可以大量共存的是______（填序号）。
A.CO32－ HSO3－? B. HCO3－? HSO3－? C. SO32－? HCO3－? D. H2SO3? HCO3－
（3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32－):n(HSO3－)变化关系如下表：

n(SO32－):n(HSO3－)	91:9	1:1	1:91
pH	8.2	7.2	6.2

?
①根据上表判断NaHSO3溶液显_______性，试解释原因__________________________；
②在NaHSO3溶液中离子浓度关系不正确的是_______（填序号）。
A．c(Na+)＝2c(SO32-)+c(HSO3-)
B．c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)
C．c(H2SO3)+ c(H+)＝c(SO32-)+c(OH-)
D．c(Na+)+ c(H+)＝2c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-)
（4）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽处理，直至得到pH＞8的吸收液再循环利用，电解示意图如下：

①写出阳极上发生的电极反应式____________；
②当电极上有1mol电子转移时阴极产物的质量为__________。

参考答案：（1）SO32－＋SO2＋H2O＝2HSO3－（1分）
（2）BC（2分，全对得2分，有错不得分，选不全得1分）
（3）①酸（1分）；在亚硫酸氢钠溶液中HSO3－存在电离平衡：HSO3－SO32－＋H＋和水解平衡HSO3－＋H2OH2SO3＋OH－，HSO3－的电离程度强于水解程度，故溶液呈酸性（2分）②A（1分）
（4）①HSO3－＋H2O－2e－＝SO42－＋3H＋（2分）②1g（1分）

本题解析：（1）亚硫酸是二元弱酸，其正盐能吸收SO2转化为酸式盐，所以钠碱循环法中，吸收液为Na2SO3溶液时反应的离子方程式为SO32－＋SO2＋H2O＝2HSO3－。
（2）弱酸的电离常数越大，酸性越强，则根据H2SO3的电离常数为K1＝1.54×10－2，K2＝1.024×10－7和H2CO3的电离常数为K1＝4.30×10－7，K2＝5.60×10－11可知，酸性强弱顺序是H2SO3＞H2CO3＞HSO3－＞HCO3－。根据较强的酸制备减弱的酸可知，CO32－与HSO3－反应生成HCO3－和SO32－，不能大量共存；H2SO3与HCO3－反应生成CO2和HSO3－，不能大量共存。而HCO3－与HSO3－、SO32－与HCO3－均可以大量共存，答案选BC。
（3）①由于SO32－只能水解，溶液显碱性，所以根据n(SO32－):n(HSO3－)＝1:91时溶液显酸性可知，NaHSO3溶液显酸性。这是由于在亚硫酸氢钠溶液中HSO3－存在电离平衡：HSO3－SO32－＋H＋和水解平衡HSO3－＋H2OH2SO3＋OH－，HSO3－的电离程度强于水解程度，故溶液呈酸性。
②根据物料守恒可知，c(Na+)＝c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(H2SO3)，A不正确；B、由于HSO3－的电离程度强于水解程度，且均是很弱的，所以溶液中c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)，B正确；C、根据电荷守恒可知c(Na+)+ c(H+)＝2c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-)和物料守恒可知c(Na+)＝c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(H2SO3)，溶液中c(H2SO3)+ c(H+)＝c(SO32-)+c(OH-)，C正确；D、符合电荷守恒c(Na+)+ c(H+)＝2c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-)，D正确，答案选A。
（4）①电解池中阳极与电源的正极相连，失去电子，发生氧化反应。根据装置可知阳极有硫酸生成，由于溶液的pH＝6，溶液中主要是以HSO3-存在，所以阳极主要是HSO3-放电，因此阳极上发生的电极反应式为HSO3－＋H2O－2e－＝SO42－＋3H＋。
②电解池中阴极得到电阻，则根据装置可判断阴极是溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑。当电极上有1mol电子转移时阴极得到0.5mol氢气，所以阴极产物的质量为0.5mol×2g/mol＝1g。

本题难度：困难

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