高考化学——化水溶液中的离子平衡的综合压轴题专题复习及答案(1)

高考化学——化水溶液中的离子平衡的综合压轴题专题复习及答案(1)一、水溶液中的离子平衡1．硫代硫酸钠晶体(Na 2S 2O 3·5H 2O )俗名“大苏打”。

已知它易溶于水，难溶于乙醇，在中性或碱性环境中稳定，受热、遇酸易分解。

某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图：（1）装置甲中，a 仪器的名称是____________；a 中盛有浓硫酸，b 中盛有亚硫酸钠，实验中要控制SO 2生成速率，可以采取的措施有_________________________(写出一条即可)。

（2）装置乙的作用是____________________________________。

（3）装置丙中，将Na 2S 和Na 2CO 3以2：1的物质的量之比配成溶液再通入SO 2，便可制得Na 2S 2O 3和CO 2。

反应的化学方程式为：________________________________________。

（4）本实验所用的Na 2CO 3中含少量NaOH ，检验含有NaOH 的实验方案为_________。

(实验中供选用的试剂及仪器：CaCl 2溶液、Ca (OH )2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH 计、烧杯、试管、滴管．提示：室温时CaCO 3饱和溶液的pH =9.5)（5）反应结束后过滤丙中的混合物，滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥等得到产品，生成的硫代硫酸钠粗品可用_____________洗涤。

为了测定粗产品中Na 2S 2O 3·5H 2O 的含量，采用在酸性条件下用KMnO 4标准液滴定的方法(假设粗产品中的杂质与酸性KMnO 4溶液不反应)。

称取1.50g 粗产品溶于水，用0.20 mol ·L －1KMnO 4溶液(加适量稀硫酸酸化)滴定，当溶液中2-23S O 全部被氧化为2-4SO 时，消耗高锰酸钾溶液体积40.00mL 。

①写出反应的离子方程式：________________________________________。

②产品中Na 2S 2O 3·5H 2O 的质量分数为____________________(保留小数点后一位)。

【来源】山东省潍坊市2020届高三下学期第三次线上检测化学试题【答案】分液漏斗 控制反应温度、控制滴加硫酸的速度 安全瓶，防倒吸4SO 2+2Na 2S +Na 2CO 3＝3Na 2S 2O 3+CO 2 取少量样品于试管(烧杯)中，加水溶解，加入过量的CaCl 2溶液，振荡(搅拌)，静置，用pH 计测定上层清液的pH ，若pH 大于9．5，则含有NaOH 乙醇 2--+2+2-234425S O +8MnO +14H =8Mn +10SO +7H O 82.7％【解析】【分析】装置甲为二氧化硫的制取：Na 2SO 3+H 2SO 4(浓)=Na 2SO 4+SO 2↑+H 2O ，丙装置为Na 2S 2O 3的生成装置：2Na 2S +Na 2CO 3+4SO 2=3Na 2S 2O 3+CO 2，因SO 2易溶于碱性溶液，为防止产生倒吸，在甲、丙之间增加了乙装置；另外二氧化硫有毒，不能直接排放到空气中，装置丁作用为尾气吸收装置，吸收未反应的二氧化硫。

据此解答。

【详解】(1)装置甲中，a仪器的名称是分液漏斗；利用分液漏斗控制滴加硫酸的速度、控制反应温度等措施均能有效控制SO2生成速率；(2)SO2易溶于碱性溶液，则装置乙的作用是安全瓶，防倒吸；(3)Na2S和Na2CO3以2：1的物质的量之比配成溶液再通入SO2，即生成Na2S2O3和CO2，结合原子守恒即可得到发生反应的化学方程式为4SO2+2Na2S+Na2CO3＝3Na2S2O3+CO2；(4)碳酸钠溶液和NaOH溶液均呈碱性，不能直接测溶液的pH或滴加酚酞，需要先排除Na2CO3的干扰，可取少量样品于试管(烧杯)中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡(搅拌)，静置，用pH计测定上层清液的pH，若pH大于9.5，则含有NaOH；(5)硫代硫酸钠易溶于水，难溶于乙醇，在中性或碱性环境中稳定，则硫代硫酸钠粗品可用乙醇洗涤；①Na2S2O3溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，溶液中2-23S O全部被氧化为2-4SO，同时有Mn2+生成，结合电子守恒和原子守恒可知发生反应的离子方程式为5S2O32-+8MnO4-+14H+＝8Mn2++10SO42-+7H2O；②由方程式可知n(Na2S2O3•5H2O)=n(S2O32-)=58n(KMnO4)=58×0.04L×0.2mol/L=0.005mol，则m(Na2S2O3•5H2O)=0.005mol×248g/mol=1.24g，则Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数为1.24g1.5g×100%=82.7%。

【点睛】考查硫代硫酸钠晶体制备实验方案的设计和制备过程分析应用，主要是实验基本操作的应用、二氧化硫的性质的探究，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握物质的性质以及实验原理的探究。

2．草酸是一种二元弱酸，可用作还原剂、沉淀剂等。

某校课外小组的同学设计利用C2H2气体制取H2C2O4•2H2O。

回答下列问题：（1）甲组的同学以电石（主要成分CaC2，少量CaS及Ca3P2杂质等）为原料，并用图1装置制取C2H2。

①装置A中用饱和食盐水代替水的目的是__。

②装置B中，NaClO将H2S、PH3 氧化为硫酸及磷酸，本身被还原为NaCl，其中PH3被氧化的离子方程式为__。

（2）乙组的同学根据文献资料，用Hg（NO3）2作催化剂，浓硝酸氧化C2H2制取H2C2O4•2H2O．制备装置如图2所示：①装置D中多孔球泡的作用是__。

②装置D中生成H2C2O4的化学方程式为__。

③从装置D中得到产品，还需经过__（填操作名称）、过滤、洗涤及干燥。

（3）丙组设计了测定乙组产品中H2C2O4•2H2O的质量分数实验。

他们的实验步骤如下：准确称取mg产品于锥形瓶中，加入适量的蒸馏水溶解，再加入少量稀硫酸，然后用cmol•L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定至终点，共消耗标准溶液VmL。

①滴定终点的现象是__。

②产品中H2C2O4•2H2O的质量分数为___（列出含m、c、V的表达式）。

【来源】辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校2020届高三上学期期末考试化学试题【答案】减慢反应速率，获得平缓气流 PH3+4ClO-=H3PO4+4Cl-增大气体和溶液的接触面积，加快反应速率，使反应充分进行 C2H2+8HNO3H2C2O4+8NO2+4H2O 蒸发浓缩、冷却结晶当加入最后一滴标准液，溶液呈浅红色且30 s内不恢复原来的颜色31.5cVm%【解析】【分析】(1)①碳化钙和水反应十分剧烈，可用饱和食盐水可减缓反应速率；②装置B用NaClO将PH3氧化为磷酸，同时生成氯化钠；(2)D中，Hg(NO3)2作催化剂，浓硝酸氧化乙炔制取H2C2O4•2H2O，发生反应为：C2H2+8HNO3H2C2O4+8NO2+4H2O，多孔球泡增大乙炔气体与硝酸的接触面，充分反应，E装置防止倒吸，F装置吸收生成的二氧化氮气体，将反应后的D浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥得产品，据此分析解答；①装置D多孔球泡可增大乙炔气体与硝酸的接触面，加快反应速率，充分反应；②根据装置图，D中，Hg(NO3)2作催化剂，浓硝酸氧化乙炔反应生成H2C2O4和二氧化氮，反应方程式为：C 2H 2+8HNO 3 H 2C 2O 4+8NO 2+4H 2O ；③将反应后的D 溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得产品；(3)①滴定终点时，继续滴加高锰酸钾溶液，紫色不褪去；②根据2MnO 4-～5H 2C 2O 4，由高锰酸钾的消耗可得H 2C 2O 4的量，据此计算H 2C 2O 4•2H 2O 的质量分数。

【详解】(1)①电石与水反应非常剧烈，为了减慢反应速率，平缓地产生乙炔可用饱和食盐水代替水反应；②NaClO 将PH 3氧化为磷酸，钙反应的离子方程式为：PH 3 +4ClO -=H 3PO 4+4Cl -；(2)①装置D 多孔球泡可增大乙炔气体与硝酸的接触面，加快反应速率，充分反应； ②根据装置图，D 中，Hg(NO 3)2作催化剂，浓硝酸氧化乙炔反应生成H 2C 2O 4和二氧化氮，反应方程式为：C 2H 2+8HNO 3H 2C 2O 4+8NO 2+4H 2O ；③将反应后的D 溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得产品；(3)①滴定过程中，反应结束前溶液为无色，滴定结束时溶液变为浅红色，则滴定终点现象为：当溶液呈浅红色且30 s 内不恢复原来的颜色；②准确称取m g 产品于锥形瓶中，加入适量的蒸馏水溶解，再加入少量稀硫酸，然后用c mol•L -1酸性KMnO 4标准溶液进行滴定至终点，共消耗标准溶液V mL ，设产品中H 2C 2O 4•2H 2O 的质量分数为α，根据2MnO 4-～～5H 2C 2O 4•2H 2O 产品中H 2C 2O 4•2H 2O 的质量分数为α= 3512610100%2c V m-⨯⨯⨯⨯⨯=31.5cV m %。

【点睛】考查物质制备方案设计，涉及化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应滴定等知识，题目难度中等，明确实验原理、实验目的为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质，试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力。

3．亚硝酰硫酸()4NOSO H 是染料、医药等工业的重要原料；溶于浓硫酸，可在浓硫酸存在时用2SO 和浓硝酸反应制得。

测定产品的纯度：准确称取1.5g 产品放入锥形瓶中，加入0.1000mol /L 、100.00mL 的4KMnO 溶液和足量稀硫酸，摇匀充分反应。

然后用0.5000mol/L 草酸钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为30.00mL 。

已知：4422443242KMnO 5NOSO H 2H O K SO 2MnSO 5HNO 2H SO ++=+++ ①草酸钠与高锰酸钾溶液反应的离子方程式为_________。

②滴定终点的现象为____________。

③亚硝酰硫酸的纯度=________。

[保留三位有效数字，M(NOSO 4H)=127g/mol]【来源】专题5.3化学计算（疑难突破)——巅峰冲刺2020年高考化学二轮专项提升【答案】2MnO 4-+5C 2O 42-+16H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O 滴入最后一滴224Na C O 溶液后，溶液由浅紫色变为无色且半分钟颜色不恢复 84.67%【解析】【分析】①高锰酸钾溶液在酸性溶液中氧化草酸钠生成二氧化碳，根据元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；②用0.2500mol•L −1草酸钠标准溶液滴定过量的高锰酸钾溶液，溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟不变说明反应达到终点；③减缓滴定过程中草酸消耗高锰酸钾物质的量，得到2KMnO 4＋5NOSO 4H ＋2H 2O ＝K 2SO 4＋2MnSO 4＋5HNO 3＋2H 2SO 4，反应消耗高锰酸钾物质的量计算得到亚硝酰硫酸物质的量，据此计算纯度。