1.(2019·全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。
下列说法中错误的是()A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变B.水中的NO-3、SO2-4、Cl-通过阴离子树脂后被除去C.通过净化处理后,水的导电性降低D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-===H2OA[A项,由题图可知,经过阳离子交换树脂后,Ca2+、Na+、Mg2+交换为H+,由电荷守恒知,阳离子总数会增加,错误;B项,由题图可知,通过阴离子交换树脂后,NO-3、Cl-、SO2-4被除去,正确;C项,通过净化处理后,水中的导电离子种类与浓度降低,水的导电性降低,正确;D项,阴离子树脂填充段存在反应H++OH-===H2O,正确。
]2.(2019·全国卷Ⅱ,节选)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。
回答下列问题:(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。
灼烧立德粉样品时,钡的焰色为________(填标号)。
A.黄色B.红色C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为_________________________________________。
回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO 2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为___________________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________。
[解析] (1)根据常见元素的焰色反应,可知钡元素的焰色为绿色。
(2)①由流程图中的原料重晶石和焦炭粉经回转炉、浸出槽后得到净化的BaS 溶液,可判断重晶石(BaSO 4)与焦炭粉反应生成BaS 和有毒气体CO ,根据电子守恒法可配平氧化还原反应方程式BaSO 4+4C =======900~1 200 ℃BaS +4CO ↑;CO 与水蒸气反应得到的清洁能源气体为H 2,另一种产物为CO 2,则CO 与水蒸气反应的化学方程式为CO +H 2O===CO 2+H 2。
②潮湿空气中的CO 2和水蒸气跟“还原料”中的硫化钡反应生成的臭鸡蛋气味的气体为H 2S ,水溶性变差是因为发生了反应BaS +CO 2+H 2O===H 2S +BaCO 3↓,由此可知难溶于水的物质为BaCO 3。
③硫化钡溶液与硫酸锌反应生成难溶于水的立德粉(ZnS·BaSO 4),因此离子反应方程式为S 2-+Ba 2++Zn 2++SO 2-4===ZnS·BaSO 4↓。
[答案] (1)D (2)①BaSO 4+4C =======900~1 200 ℃BaS +4CO ↑ CO +H 2O===CO 2+H 2 ②BaCO 3 ③S 2-+Ba 2++Zn 2++SO 2-4===ZnS·BaSO 4↓ 3.(2018·全国卷Ⅰ,节选)1840年Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N 2O 5。
该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为________。
[解析] 氯气与硝酸银反应生成N 2O 5,氯气作氧化剂,还原产物为氯化银,又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价,则只能是氧元素化合价升高,所以气体氧化产物为O 2。
[答案] O 24.(2016·全国卷Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为( )A .NaHCO 3、Al(OH)3B .AgCl 、NaHCO 3C .Na 2SO 3、BaCO 3D .Na 2CO 3、CuSO 4C [A 项,NaHCO 3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水,最终无固体存在,错误;B 项,AgCl 不溶于酸,固体不能全部溶解,错误;C 项,亚硫酸钠和碳酸钡加入水,碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解,加入稀盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解,再将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水,正确;D 项,Na 2CO 3、CuSO 4中加入足量稀硫酸,振荡后无固体存在,错误。
]5.(2016·全国卷Ⅱ,节选)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1KI溶液,加入6 mL0.1 mol·L-1FeCl3溶液混合。
分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为_______________________________。
[解析]根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,若生成蓝色沉淀,则一定含有亚铁离子,故实验②检验的离子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应:2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应。
[答案]Fe2+Fe3+可逆反应6.(2016·全国卷Ⅰ)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:_____________________________________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为________。
(计算结果保留两位小数)[解析](1)由化合价规则知,NaClO2中Cl的化合价为+3。
(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物,ClO2、NaHSO4为生成物,再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4。
(3)粗盐水精制时除去Mg2+通常用NaOH溶液,生成氢氧化镁沉淀,过滤除去;除去Ca2+通常用Na2CO3溶液,生成碳酸钙沉淀,过滤除去。
电解时阴极为得电子极,因此产物的化合价应降低,即生成NaClO2。
(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知,反应物之一为ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是NaOH、H2O2,由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2,由ClO2生成NaClO2,Cl的化合价由+4变为+3,化合价降低,ClO2为氧化剂,则H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,该反应中氧化产物是O2。
(5)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,先求得1 g NaClO2变为Cl-转移的电子数为190.5×4N A(N A表示阿伏加德罗常数的值),再设x g Cl2的氧化能力与1 g NaClO2的氧化能力相当,列方程得190.5×4N A=x71×2N A,解得x≈1.57,即为有效氯含量。
[答案](1)+3(2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4 (3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO-2(或NaClO2)(4)2∶1O2(5)1.57离子反应(对应学生用书第14页)1.牢记四种离子反应类型3.“四项基本原则”突破离子推断(1)肯定性原则:根据现象推断溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住常见有色离子)。
(2)互斥性原则:在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂变化、水的电离情况等)。
(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: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。
离子方程式的正误判断与书写1.(2018·江苏高考)下列指定反应的离子方程式正确的是( )A .饱和Na 2CO 3溶液与CaSO 4固体反应:CO 2-3+CaSO 4CaCO 3+SO 2-4B .酸化NaIO 3和NaI 的混合溶液:I -+IO -3+6H +===I 2+3H 2OC .KClO 碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO -+2Fe(OH)3===2FeO 2-4+3Cl-+4H ++H 2OD .电解饱和食盐水:2Cl -+2H +=====通电Cl 2↑+H 2↑ A [B 项,电荷不守恒,错误;C 项,碱性条件下,不能生成H +,错误;D 项,离子方程式电解对象H 2O 不能拆为H +,错误。
]2.根据下列条件写出相应的离子方程式。
(1)MnO 2与浓盐酸共热_________________________________。
(2)AlCl 3与过量NaOH 反应___________________________________________________________________________________。
(3)Al 2(SO 4)3与过量氨水反应_________________________________________________________________________________。