高考化学易错题专题复习-氯及其化合物练习题附详细答案
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高考化学易错题专题复习-氯及其化合物练习题附详细答案
一、高中化学氯及其化合物
1.肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料,可通过反应NaClO+ 2NH3 = N2H4 + NaCl+ H2O制取。
某化学兴趣小组尝试在实验室制取N2H4,设计了如下实验:
(1)制备NaClO溶液,装置如图所示。
(已知:3Cl2 + 6NaOH Δ
5NaCl+ NaClO3 + 3H2O)
①仪器A的名称是________________。
②连接好装置,装药品之前,必须进行的一项操作是_________。
③圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________;当生成71g氯气时,被氧化的HCl为_________mol。
试管内发生反应的离子方程式为_________。
④饱和食盐水的作用是_____________,冰水的作用是____________。
(2)将NaClO溶液倒入烧杯中,持续通入NH3制取N2H4。
制取氨气的化学方程式为
_______。
(3)火箭发射时用N2H4作燃料,用N2O4助燃,燃烧生成两种可参与大气循环的物质。
写出该反应的化学方程式______________。
【答案】分液漏斗检查装置的气密性 MnO2 + 4HCl(浓)Δ
MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 2 Cl2 +
2OH-= Cl-+ ClO-+ H2O 除去Cl2中的HCl气体防止溶液温度过高发生副反应 2NH4Cl+
Ca(OH)2Δ
CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O 2N2H4 + N2O4
点燃
3N2 + 4H2O
【解析】
【分析】
(1) ①根据仪器的构造判断;
②检查装置的气密性,以防止漏气;
③该装置是用来制备氯气的,MnO2 与浓盐酸反应生成MnCl2 、 Cl2和H2O;试管内氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
④饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体,冰水的作用是防止溶液温度过高发生副反应;
(2) 实验室利用加热氯化铵和氢氧化钙混合固体制取氨气;
(3)火箭发射时用N2H4作燃料,用N2O4助燃,燃烧生成两种可参与大气循环的物质氮气和水蒸气。
【详解】
(1) ①根据仪器的构造可知,仪器A的名称是分液漏斗;
②化学实验装置连接以后,在装药品之前,必须进行的一项操作是检查装置的气密性,以防止漏气;
③该装置是用来制备氯气的,所以圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为MnO2 +
4HCl(浓)Δ
MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O;根据反应可知,当生成71g氯气时,被氧化的HCl为
2mol;试管内氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,发生反应的离子方程式为Cl2 + 2OH-= Cl-+ ClO-+ H2O;
④饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体,冰水的作用是防止溶液温度过高发生副反应;
(2) 实验室利用加热氯化铵和氢氧化钙混合固体制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+
Ca(OH)2Δ
CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O;
(3)火箭发射时用N2H4作燃料,用N2O4助燃,燃烧生成两种可参与大气循环的物质氮气和
水蒸气,反应的化学方程式为2N2H4 + N2O4点燃
3N2 + 4H2O。
2.(1)室温时,在下列物质中:①Na ②Cl2 ③Na2O ④FeCl2溶液⑤NaHCO3 ⑥蔗糖
⑦NH3 ⑧NaCl晶体⑨HClO ⑩Fe(OH)2
属于碱性氧化物的是(用序号填写,下同) _______,属于酸的是_____,属于强电解质的是______,属于非电解质的是_______,能导电的是________。
(2)Na2O2与CO2的反应化学方程式__________;
(3)向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液到中性,请写出发生反应的离子方程式
______。
(4)制取漂白粉的反应化学方程式_________;其有效成分是_______;
【答案】③⑨③⑤⑧⑥⑦①④ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Ca(ClO)2
【解析】
【分析】
(1)碱性氧化物:能与酸反应只生成一种盐和水,主要包括绝大多数金属氧化物;酸:电离时产生的阳离子全部都是氢离子的化合物;强电解质:在水溶液中或熔融状态下能发生完全电离的化合物;非电解质:在水溶液中或熔融状态下不发生电离的化合物;能导电的物
质有大多数金属单质或存在有自由移动电荷的物质;根据物质特点结合定义解答;
(3)向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液到中性,除生成水,还应该生成Na2SO4和BaSO4沉淀;
(4)漂白粉的有效成分为次氯酸钙,利用氯气和冷的消石灰反应制取漂白粉。
【详解】
(1)Na2O能够与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物;HClO电离产生的阳离子都是氢离子,属于酸; Na2O、NaHCO3、NaCl晶体在水溶液或者熔融状态下能完全电离而导电,都是化合物,都属于强电解质;蔗糖、NH3,本身不能电离产生自由移动的离子,是化合物,都属于非电解质;钠含有自由电子,氯化亚铁溶液含有自由移动的离子,都能导电;故属于碱性氧化物的是③;属于酸的是⑨;属于强电解质的是③⑤⑧;属于非电解质的是
⑥⑦;能导电的是①④;
(2)Na2O2与CO2的反应生成碳酸钠和氧气,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=
2Na2CO3+O2;
(3)向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液到中性,除生成水,还应该生成Na2SO4和BaSO4沉淀,则发生反应的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O;
(4)工业上利用氯气和冷的消石灰反应制取漂白粉,发生反应的化学方程式为
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,其有效成分是Ca(ClO)2。
【点睛】
电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,例如酸、碱、盐、活泼金属氧化物等,凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质,例如非金属氧化物、一些氢化物和一些有机物如蔗糖和酒精等;特别注意能导电的不一定是电解质,且非电解质的水溶液也可能导电,如CO2的水溶液导电,是因为生成碳酸的缘故;另外电解质和非电解质都是化合物,既要排除单质又要排除混合物。
3.Cl2通人70℃的NaOH水溶液中,发生氧化—还原反应,反应完成后,测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量之比为4∶1,则:
(1)配平溶液中所发生反应的化学方程式:
____Cl2+______NaOH=____NaCl+____NaClO3+_____NaClO+____ ____
(2)反应中的氧化产物为_________________。
(3)已知生成0.1mol NaClO,反应中转移的电子总数是__________ mol,若溶液的体积正好为100mL,则溶液中NaCl的物质的量浓度为________ mol/L。
【答案】7149147 NaClO 3 NaClO 0.225 2.25
【解析】
【分析】
【详解】
(1)据题设条件,先定NaClO、NaClO3的化学计量数为4、1,再利用化合价升降法:升高总数为4×1+1×5=9,降低总数为1,配平得7Cl2+14NaOH=9NaCl+NaClO3+4NaClO+7H2O;(2)分析反应得氧化剂、还原剂均为Cl2,Cl元素被氧化生成NaClO3与NaClO,氧化产物为NaClO3与NaClO;
(3)由反应知每转移9mol电子,生成4molNaClO,则生成0.1molNaClO,反应中转移的电子总数是0.225mol,同时生成NaCl为0.225mol,若溶液的体积正好为0.1L,则溶液中NaCl 的物质的量浓度为2.25mol·L-1。
4.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。
请根据以上信息完成下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:B_______、丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________,反应过程⑦可能观察到的实验现象是
______。
对应的化学方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
【答案】Al HCl 杀菌消毒、强氧化剂、漂白白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na,Na与水反应生成气体甲为H2,D为NaOH;金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2,说明B为金属Al,黄绿色气体乙为Cl2,气体甲是H2,H2和Cl2反应生成丙为HCl,HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液,盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物,该氯化物与Cl2还可以反应产生G,G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3,则G为FeCl3,推断物质F为FeCl2;判断C为Fe,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Na,B是Al,C为Fe,气体甲是H2,气体乙是Cl2,气体丙是HCl;D是NaOH,E是盐酸,F是FeCl2,G是FeCl3,H是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知,物质B是Al,丙是HCl;
(2)黄绿色气体乙是Cl2,该物质可以与水反应产生HCl和HClO,HClO具有强氧化性,可作氧化剂,氧化一些具有还原性的物质,也用于杀菌消毒或用于物质的漂白;
(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化,发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,固体由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:2Al+2OH-
+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
【点睛】
本题是无机物推断,物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口,再结合转化关系推断,需要学生熟练掌握元素化合物知识,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
5.由几种离子化合物组成的混合物,含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Mg2+、Cu2+、Ba2+、C1-、SO42-、CO32-。
将该混合物溶于水后得无色澄清溶液,现分别取3份100mL该溶液进行如下实验:
试回答下列问题:
(1)该混合物中一定不存在的离子是__________________________。
(2)溶液中一定存在的阴离子是____________________。
(3)试写出实验b发生反应的离子方程式__________________。
(4)判断混合物中是否存在K+?__________________(填“是”或“否”)。
【答案】Mg2+、Cu2+、Ba2+ SO42-、CO32- NH4++OH-=NH3↑+H2O 是
【解析】
【分析】
将该混合物溶于水后得无色澄清溶液判断溶液中一定不含Cu2+,Ba2+、Mg2+和SO42-、CO32-不能同时存在,加入硝酸银溶液生成白色沉淀,可能存在Cl-、SO42-、CO32-;加入足量氢氧化钠溶液加热收集到气体说明一定为氨气,溶液中一定含有NH4+、一定不含Mg2+;加入足量氯化钡溶液得到彻底中加入盐酸沉淀部分溶解,说明沉淀为BaSO4、BaCO3,说明溶液中存在SO42-、CO32-,推断溶液中一定不含Ba2+,K+、是否存在依据离子物质的量结合溶液中电荷守恒分析计算进行判断。
【详解】
将该混合物溶于水后得无色澄清溶液判断溶液中一定不含Cu2+,Ba2+、Mg2+和SO42-、CO32-
不能同时存在,加入硝酸银溶液生成白色沉淀,可能存在Cl -、SO 42-、CO 32-;加入足量氢氧化钠溶液加热收集到气体说明一定为氨气,溶液中一定含有NH 4+、一定不含Mg 2+;加入足量氯化钡溶液得到彻底中加入盐酸沉淀部分溶解,说明沉淀 为BaSO 4、BaCO 3,说明溶液中存在SO 42-、CO 32-,推断溶液中一定不含Ba 2+,K +、是否存在依据离子物质的量结合溶液中电荷守恒分析计算进行判断;
(1)上述分析可知,该混合物中一定不存在的离子是Mg 2+、Cu 2+、Ba 2+;
(2)溶液中一定存在的阴离子是SO 42-、CO 32-;
(3)实验b 发生反应是铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气和水,反应的离子方程式为为:NH 4++OH -=NH 3↑+H 2O ;
(4)题干信息可知,NH 4+ 物质的量 0.05mol ,SO 42-物质的量为0.01mol ,CO 32- 物质的量为0.02mol ,由溶液中电荷守恒可知,假设溶液中一定含有K +,溶液中电荷守恒
c(K +)+c(NH 4+)=2c(SO 42-)+2c((CO 32-),c(K +)=0.2mol/L ,溶液中可能存在Cl -,所以
c(K +)≥0.2mol/L ,即说明溶液中一定含有K +。
【点睛】
破解离子推断题的几种原则:①肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不
存在的离子;(记住几种常见的有色离子:Fe 2+、Fe 3+、Cu 2+、MnO 4-、CrO 42-、Cr 2O 72-);②
互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;③电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子);④进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
6.现有A 、B 、C 三种气体,A 是密度最小的气体,B 在通常情况下呈黄绿色,纯净的A 可以在B 中安静地燃烧生成C 。
把气体B 通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D 。
请据此回答下列问题:
(1)写出下列各反应的化学方程式
①纯净的A 在B 中安静地燃烧生成C_______________
②将气体B 通入到水中:__________。
③将气体B 通入到NaOH 溶液中:_______________________
④将气体B 通入到适量石灰乳中:_______________________
(2)把三种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,出现白色沉淀的气体是________(用字母表示)。
(3)将白色浑浊物D 溶于水得到澄清溶液,分别取适量该澄清液两份。
①向第一份中滴加碳酸钠溶液观察到出现沉淀,发生反应的化学方程式为
______________、________。
②向第二份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,会观察到____________(填现象)。
③白色浑浊物D 因具有漂白性又称为______________,该物质在空气中容易变质的原因为_______________(用化学方程式表示)。
【答案】H 2+Cl 2=点燃
2HCl Cl 2+H 2O ⇌HCl +HClO Cl 2+2NaOH=NaCl +NaClO +H 2O 2Cl 2+
2Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O BC CaCl 2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaCl Ca(ClO)2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaClO 生成白色沉淀 漂白粉 Ca(ClO)2+H 2O +CO 2=2HClO +CaCO 3、2HClO =光照2HCl +O 2↑
【解析】
【分析】
A 是密度最小的气体,应为H 2,
B 在通常情况下呈黄绿色,应为Cl 2,纯净的A 可以在B 中安静地燃烧生成D ,则D 为HCl ,把气体Cl 2通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D ,则D 为CaCl 2和Ca(ClO)2的混合物,结合对应物质的性质解答该题。
【详解】
A 是密度最小的气体,应为H 2,
B 在通常情况下呈黄绿色,应为Cl 2,纯净的A 可以在B 中安静地燃烧生成D ,则D 为HCl ,把气体Cl 2通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D ,则D 为CaCl 2和Ca(ClO)2的混合物,
(1)①A 与B 反应是氢气在点燃条件下与氯气反应生成氯化氢,反应方程式为:H 2+Cl 2=点燃2HCl ,
故答案为:H 2+Cl 2=点燃2HCl ;
②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的方程式为:Cl 2+H 2O ⇌
HCl+HClO , 故答案为:Cl 2+H 2O ⇌
HCl+HClO ; ③氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的方程式为:
Cl 2+2NaOH ═NaCl+NaClO+H 2O ,
故答案为:Cl 2+2NaOH ═NaCl+NaClO+H 2O ;
④氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的方程式为:2Cl 2+2Ca (OH )2═CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ,
故答案为:2Cl 2+2Ca(OH)2═CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ;
(2)氯气溶于水会生成盐酸能与硝酸银生成氯化银沉淀,HCl 与硝酸银反应生成氯化银沉淀,
故答案为:BC ;
(3)①D 为CaCl 2和Ca(ClO)2的混合物,滴加碳酸钠溶液发生的化学反应为CaCl 2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaCl 、Ca(ClO)2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaClO ,
故答案为:CaCl 2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaCl 、Ca(ClO)2+Na 2CO 3=CaCO 3↓+2NaClO ; ②向第二份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,氯离子和银离子反应生成氯化银白色沉淀,
故答案为:生成白色沉淀;
③因为具有漂白性又称为漂白粉;在空气中容易与二氧化碳、水发生反应变质,其反应的方程式为:Ca(ClO)2+H 2O +CO 2=2HClO +CaCO 3、2HClO =光照
2HCl +O 2↑;
故答案为:漂白粉;Ca(ClO)2+H 2O +CO 2=2HClO +CaCO 3、2HClO =光照2HCl +O 2↑。
【点睛】
氯气是一种强氧化剂,与水或是碱都发生歧化反应,本题考察氯气及其化合物的性质,解题时需注意化学方程式的书写。
7.有X、Y、Z三种元素,已知:①X、Y、Z的单质在常温下均为气体;②X单质可在Z单质中燃烧,生成XZ,火焰为苍白色;③XZ极易溶于水,其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红;
④每2个X2分子可与1个Y2分子化合生成2个X2Y分子,X2Y在常温下为液体;⑤Z单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用;⑥细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧,且产生红棕色烟。
推断:
(1)X、Y两种元素的名称X___,Y___。
(2)化合物的化学式:XZ___,X2Y___。
(3)过程⑥中涉及的化学反应方程式为___。
【答案】氢氧 HCl H2O 2Fe+3Cl22FeCl3
【解析】
【分析】
细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧,且产生红棕色烟,Z是Cl元素; X单质可在Z单质中燃烧,生成XZ,火焰为苍白色,XZ是氯化氢,所以X是H元素;氯气溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用,则X2Y是水,Y是O元素。
【详解】
根据以上分析,(1)X是氢元素,Y是氧元素、Z是氯元素。
(2)化合物的化学式:XZ是氯化氢,化学式是HCl,X2Y是水,化学式是H2O;
(3)过程⑥是铁与氯气反应生成氯化铁,反应方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。
【点睛】
本题考查了物质性质的分析判断,抓住物质转化关系,特别是抓住反应现象的特征进行分析;如:根据细铁丝能在Z2(g)中剧烈燃烧,产生红棕色烟,可推知Z2(g)是氯气;火焰为苍白色是氢气在氯气中燃烧。
8.无色气体A在一种黄绿色气体B中可安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C。
B与金属D反应可生成白色固体E,D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,F与CO2反应可得到气体G,D与水反应可生成A,A在G中燃烧生成水。
推断出各种物质后,回答下列问题:
(1)E的化学式为_____。
(2)由D生成F的化学方程式为:_____。
(3)D与H2O反应的离子方程式为:______。
(4)写出F与CO2反应的化学方程式,并用双线桥表示该反应的电子转移____。
【答案】NaCl 2Na+O2Na2O2 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
【解析】
【分析】
无色气体A在一种黄绿色气体B中可安静地燃烧,发出苍白色火焰,反应生成气体C。
可得出A为氢气,B为氯气,C为氯化氢,D在空气中燃烧生成浅黄色固体F,D为金属钠,F为过氧化钠,F与CO2反应可得到气体G,G为氧气,B与金属D反应可生成白色固体E,E为氯化钠。
【详解】
⑴根据以上分析得E为氯化钠,E的化学式为NaCl,
故答案为NaCl;
⑵钠在氧气中反应生成过氧化钠,D生成F的化学方程式为:2Na+O2Na2O2,
故答案为:2Na+O2Na2O2;
⑶钠和水反应生成氢氧化钠和水,D与H2O反应的离子方程式为:2Na+2H2O = 2Na++
2OH-+H2↑,
故答案为:2Na+2H2O = 2Na++2OH-+H2↑;
⑷过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,F与CO2反应的化学方程式为2CO2+
2Na2O2 = 2Na2CO3+O2↑,用双线桥表示该反应的电子转移
,
故答案为:。
9.有一瓶溶液只含Cl-、CO32—、SO42—、Na+、NH4+、K+、Mg2+七种离子中的某几种。
经如下实验:
① 原溶液加入过量NaOH溶液,产生白色沉淀;
② 将①所得溶液加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
③ 原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀。
④ 原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解。
回答下列问题:
(1)试分析原溶液中一定含有的离子是_____________,一定不含有的离子是
____________。
(2)请写出实验①、②、④有关反应的离子方程式:
①产生白色沉淀________________________________;
②产生气体_________________________________________;
④产生白色沉淀______________________________________。
(3)有同学认为实验④可以省略,你认为呢?(填“可以”或“不可以”)___________,并说明理由_____________________________。
【答案】Mg2+、NH4+、Cl- CO32-、SO42- Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ NH4++OH-△NH3↑+H2O Ag++ Cl―= AgCl ↓可以溶液显电中性有阳离子存在必有阴离子存在
【解析】
【分析】
Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+七种离子中只有有Mg2+能和氢氧化钠反应生成沉淀,说明一定含有Mg2+;Mg2+和CO32-反应生成沉淀,二者不能共存,故无CO32-;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,证明原溶液含NH4+;原溶液中加BaCl2溶液不产生
沉淀,说明不含SO42-;原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,说明含Cl-。
【详解】
Cl-、CO32-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+七种离子中只有有Mg2+能和氢氧化钠反应生成沉淀,说明一定含有Mg2+;Mg2+和CO32-反应生成沉淀,二者不能共存,故无CO32-;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,证明原溶液含NH4+;原溶液中加BaCl2溶液不产生
沉淀,说明不含SO42-;原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解,说明含Cl-;
(1)由以上分析可知,原溶液中一定含有的离子是Cl-、NH4+、Mg2+,一定不含有的离子是CO32-、SO42-,可能含有Na+、K+;
(2)氢氧化钠和Mg2+生成氢氧化镁沉淀,和NH4+反应生成氨气,Cl-和Ag+反应生成氯化银沉淀,反应离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg2+(OH)2↓,NH4++OH-NH3↑+H2O,Cl-
+Ag+=AgCl↓;
(4)溶液显电中性,故有阳离子必有阴离子,所以一定存在Cl-,所以实验④可以省略。
10.某强酸性溶液X中含有Ba2+、A l3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32—、SO32—、SO42—、Cl—、NO3—中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,溶液X中除H+外还一定含有的离子是____________________,不能确
定的阳离子是___________,若要用实验证明该离子一定不存在,其最可靠的化学方法是
________________________。
(2)沉淀G的化学式为_____________。
(3)写出下列反应的离子方程式:
①中生成气体A:__________________。
②生成沉淀I:__________________________。
(4)假设测定A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,且不能确定含有的离子只有一种。
当X溶液中不能确定离子是_________,沉淀C物质的量
___________。
【答案】Al3+、NH4+、Fe2+、SO42— Fe3+取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+ Fe(OH)3 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe3 +>0.07mol (或Cl-<0.07mol )
【解析】
【分析】
在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中溶于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NO3-离子,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子,不能确定的是否含有的离子Fe3+和Cl-,以此解答。
【详解】
(1)在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中溶于CO2气体,生成沉淀I,则I为Al(OH)3,H为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+离子,溶液中含有Fe2+离子,就一定不含NO3-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-,检验氯离子的方法是:取少量B溶液放在试管中,加入几滴AgNO3溶液,无白色沉淀说明无Cl-,
所以一定含有的是Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-,不能确定的是Fe3+、Cl-,检验Fe3+的方法为:取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+,反之则有;
(2)溶液中含有亚铁离子,被氧化生成铁离子,加入氢氧化钠溶液,生成沉淀G为Fe (OH)3;
(3)①气体ANO,Fe2+离子被氧化为Fe3+离子,NO3-离子被还原为NO气体,反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
②H中NaAlO2,沉淀I为氢氧化铝,偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,根据反应3Fe2++NO3-
+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,可知亚铁离子为0.03mol,根据溶液电中性可知:2n(Fe2+)+3n (Al3+)+n(NH4+)=2n(SO42-),n(SO42-)
=20.03mol30.01mol0.01mol0.04mol
2
⨯+⨯++
=0.07mol;当X溶液中不能确定的离子
是Fe 3+,则硫酸根离子的物质的量大于0.07mol ,生成沉淀C 硫酸钡的物质的量大于0.07mol ;当X 溶液中不能确定的离子为Cl -,则硫酸根离子的物质的量小于0.07mol ,生成沉淀C 硫酸钡的物质的量小于0.07mol 。
11.I 、中学常见反应的化学方程式是2A B X Y H O +→++(未配平,反应条件略去),其中A 、B 的物质的量之比为1∶4.请回答:
(1)若Y 是黄绿色气体,该反应的离子方程式是_________________________。
(2)若A 为非金属单质,构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,B 的溶液为某浓酸,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是___________________。
II 、(1)硫酸型酸雨样品放置时pH 变化的主要原因是(用化学方程式表示)________。
(2)如果将刚取样的上述酸雨和自来水(用Cl 2杀菌消毒)混合,pH 将____(填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示)
_________________________________。
(3)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是_____________(填序号)。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A .①②③
B .②③④⑤
C .①③⑤
D .①③④⑤
【答案】4H + +2Cl - +MnO 2ΔCl 2 +Mn 2+ +2H 2O 4:1 SO 2+H 2O H 2SO 32H 2SO 3+O 2===2H 2SO 4 减小 H 2SO 3+Cl 2+H 2O===2HCl +H 2SO 4 C
【解析】
【分析】
【详解】
I 、(1)若Y 是黄绿色气体,则Y 为氯气,A 、B 的物质的量之比为1:4,该反应为二氧化锰与浓盐酸制备氯气,反应离子方程式为:MnO 2+4H ++2Cl -ΔMn 2++Cl 2↑+2H 2O ;
(2)构成A 的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,则A 为C ,B 为浓硫酸或浓硝酸,但A 、B 的物质的量之比为1:4,则B 为浓HNO 3,该反应中C 为还原剂,硝酸为氧化剂,且全部硝酸被还原,所以反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是4:1;
II 、(1)硫酸型酸雨因雨水中溶有二氧化硫而显酸性,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸溶液被空气氧化成强酸:硫酸,所以久置后pH 会减小,方程式为:SO 2+H 2O ⇋H 2SO 3、2H 2SO 3+O 2===2H 2SO 4;
(2)该酸雨中含有亚硫酸,氯气具有强氧化性会将亚硫酸氧化成硫酸,自身被还原生成盐酸,生成两种强酸,所以溶液pH 值会减小,方程式为:H 2SO 3+Cl 2+H 2O===2HCl +H 2SO 4;
(3)少用煤作燃料、燃料脱硫、开发新的能源等措施可以减少二氧化硫气体的排放,从而减少酸雨的形成,所以选C 。
12.(1)新制氯水中含有的微粒:H 2O 、HClO 、Cl 2、H +、Cl -、ClO -、___。
(2)判断:可以用pH试纸测定新制氯水的pH。
___(打“√”或“×”)
(3)久置氯水与碳酸氢钠溶液反应的化学方程式___。
(4)写出铁在氯气中燃烧的化学方程式:___。
(5)写出电解饱和食盐水的化学方程式:___。
【答案】OH- × HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑ 2Fe + 3Cl22FeCl3 2NaCl +
2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑
【解析】
【分析】
氯水的成分有盐酸、次氯酸和氯气分子,氯水具有酸性、氧化性和漂白性,据此进行分析。
电解食盐水饱和溶液制备氯气和烧碱,氯气能够与铁反应生成氯化铁,据此进行分析。
【详解】
(1)已知氯气溶于水发生的反应为Cl2+H2O HClO+HCl,其中HClO是弱酸,HCl是强酸,且水是弱电解质,也能部分电离,则新制氯水中含有的微粒:H2O、HClO、Cl2、H+、Cl-、ClO-、OH-。
(2)氯水中含有的HClO有漂白性,pH试纸上滴加新制氯水,先变红后褪色,则不可以用pH 试纸测定新制氯水的pH,故×;
(3)因HClO不稳定,会分解生成HCl和O2,久置氯水的成分主要是HCl,则久置氯水与碳酸氢钠溶液反应的化学方程式为HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑;
(4)铁在氯气中燃烧的化学方程式为2Fe + 3Cl22FeCl3;
(5)惰性电极电解饱和食盐水生成H2、Cl2和NaOH,发生反应的化学方程式为2NaCl +
2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑。
13.1929年,吴蕴初先生在上海创建了天原化工厂,它是中国最早的氯碱工业。
下图给出了部分生产流程:
(1)阳极产生气体使_____________(试纸)变蓝,检验的离子方程式为___________。
(2)将电解饱和食盐水得到的气体通入合成塔中合成氯化氢,其中需要过量的气体是
__________,在合成塔中燃烧时火焰呈_______色。
(3)实验室里可用氯化钠固体和浓硫酸在微热条件下反应制取氯化氢,化学方程式是
________。
(4)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品。
将制得的氯气通入石灰乳中可以制得漂粉精,写出反应的化学方程式______,漂粉精可用于游泳池中水的消毒,原因是(用化学方程式表示):______。
(5)实验室里可以用次氯酸钙固体与过量的浓盐酸在常温下快速制取氯气,反应的化学方程式是____。