2020-2021高考化学化水溶液中的离子平衡综合练习题附详细答案

2020-2021高考化学化水溶液中的离子平衡综合练习题附详细答案

一、水溶液中的离子平衡

1．以环己醇为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COO H]的实验流程如下：

其中“氧化”的实验过程：在250mL四颈烧瓶中加入50 mL水和3.18g碳酸钠，低速搅拌至碳酸钠溶解，缓慢加入9.48g(约0.060 mol)高锰酸钾，按图示搭好装置：

打开电动搅拌，加热至35℃，滴加3.2 mL(约 0.031 mol) 环己醇，发生的主要反应为：

-

KMnO/OH

−−−−→ KOOC(CH2)4COOK ∆H＜0

4

＜50℃

(1)“氧化”过程应采用____________加热

(2)“氧化”过程为保证产品纯度需要控制环己醇滴速的原因是：_______________。

(3)为证明“氧化”反应已结束，在滤纸上点1滴混合物，若观察到___________则表明反应已经完成。

(4)“趁热抽滤”后，用___________进行洗涤(填“热水”或“冷水")。

(5)室温下，相关物质溶解度如表：

化学式己二酸NaCl KCl

溶解度g/100g水 1.4435.133.3

“蒸发浓缩”过程中，为保证产品纯度及产量，应浓缩溶液体积至_________(填标号)

A．5mL B．10mL C．15mL D．20mL

(6)称取己二酸(Mr-=146 g/mol)样品0.2920 g，用新煮沸的50 mL 热水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.2000 mol/L NaOH 溶液滴定至终点，消耗 NaOH 的平均体积为 19.70 mL。NaOH 溶液应装于____________(填仪器名称)，己二酸样品的纯度为________。

【来源】四川省成都七中2020届高三理科综合二诊模拟考试化学试题

【答案】水浴为保证反应温度的稳定性(小于50℃)或控制反应温度在50℃以下未出现紫红色热水 C 碱式滴定管 98.5%

【解析】

【分析】

由题意可知，三颈烧瓶中加入3.18克碳酸钠和50mL 水，低温搅拌使其溶解，然后加入

9.48g 高锰酸钾，小心预热溶液到35℃，缓慢滴加3.2mL 环己醇，控制滴速，使反应温度维持在45℃左右，反应20min 后，再在沸水浴上加热5min 促使反应完全并使MnO 2沉淀凝聚，加入适量亚硫酸氢钠固体除去多余高锰酸钾，趁热过滤得到MnO 2沉淀和含有己二酸钾的滤液，用热水洗涤MnO 2沉淀，将洗涤液合并入滤液，热浓缩使滤液体积减少至10mL 左右，趁热小心加入浓硫酸，使溶液呈强酸性(调节pH ＝1～2)，冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，得己二酸白色晶体；

(1)氧化过程需要使反应温度维持在35℃左右；

(2)因为滴速对溶液的温度有影响，为保证产品纯度，需要控制反应温度；

(3)为证明“氧化”反应已结束，就是检验无高锰酸钾即可；

(4)根据减少物质的损失，结合物质溶解度与温度的关系分析；

(5)室温下，根据相关物质溶解度，“蒸发浓缩”过程中，要保证产品纯度及产量，就是生成的杂质要依然溶解在溶液中，据此计算应浓缩溶液体积；

(6)①根据仪器的特点和溶液的性质选取仪器；

②称取已二酸(Mr ＝146g/mol)样品0.2920g ，用新煮沸的50mL 热水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.2000mol/L NaOH 溶液滴定至终点，进行平行实验及空白实验后，消耗NaOH 的平均体积为19.70mL ；设己二酸样品的纯度为ω，根据HOOC(CH 2)4COOH ～2NaOH 计算。

【详解】

(1)氧化过程需要使反应温度维持在35℃左右，要用35℃的热水浴；

(2)因为滴速对溶液的温度有影响，为保证反应温度的稳定性(小于50℃)或控制反应温度在50℃以下，需要控制环己醇滴速；

(3)为证明“氧化”反应已结束，就是检验无高锰酸钾即可，所以在滤纸上点1滴混合物，若观察到未出现紫红色，即表明反应完全；

(4)根据步骤中分析可知要使生成的MnO 2沉淀并充分分离MnO 2沉淀和滤液，应趁热过滤；为减少MnO 2沉淀的损失，洗涤时也要用热水洗涤；

(5)据题意，高锰酸钾约0.060mol ，碳酸钠3.18g ，0.030mol ，根据元素守恒，得最后NaCl 、KCl 最多为0.060mol ，质量分别为3.51g ，4.47g ，所需体积最少要10mL 、13.4mL ，为确保产品纯度及产量，所以应浓缩溶液体积至15mL ；

(6)①氢氧化钠溶液呈碱性，需要的仪器是碱式滴定管；

②称取已二酸(Mr ＝146g/mol)样品0.2920g ，用新煮沸的50mL 热水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.2000mol/L NaOH 溶液滴定至终点，进行平行实验及空白实验后，消耗NaOH 的平均体积为19.70mL ；设己二酸样品的纯度为ω，则：

24-3HOOC(CH )COOH 2NaOH 146g

2mol 0.2920g 0.2000mol/L 19.7010L

ω⨯⨯⨯: 0.292146g 0g ω⨯＝32mol 0.2000mol/L 19.7010L

-⨯⨯ 解得ω＝98.5%.

【点睛】

本题明确实验原理是解题的关键，注意该反应对温度要求非常严格，解题时要按照题意进行解答，注意题目信息与相关基础知识的联合分析。

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）。