2017年高考化學分類匯編：專題5離子反應

2017年高考真題分類匯編（化學）：專題5 離子反應一.單選題1.（2017海南）能正確表達下列反應的離子方程式為（ ） A.用醋酸除去水垢：2H+CaCO3=Ca2+CO2+H2OB.硫化亞鐵與濃硫酸混合加熱：2H+FeS=H2S+ Fe2+C.向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液：2Al3+3 =Al2(CO3)3D.用氫氧化鈉溶液吸收工業(yè)廢氣中的NO2：2NO2+2OH= + + H2O2.（2017海南）在酸性條件下，可發(fā)生如下反應： +2M3+4H2O= +Cl+8H+ ， 中M的化合價是（ ） A.+4B.+5C.+6D.+7二.綜合題3.（2017天津）（14分）H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列方法中的問題H2S的除去方法1：生物脫H2S的原理為：H2S+Fe2（SO4）3S+2FeSO4+H2SO44FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O (1)硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，該菌的作用是_ (2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為_若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是_(3)方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S隨著參加反應的n（H2O2）/n（H2S）變化，氧化產(chǎn)物不同當n（H2O2）/n（H2S）=4時，氧化產(chǎn)物的分子式為_ (4)SO2的除去方法1（雙堿法）：用NaOH吸收SO2 ， 并用CaO使NaOH再生NaOH溶液 Na2SO3溶液寫出過程的離子方程式：_；CaO在水中存在如下轉化：CaO（s）+H2O （l）Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH（aq）從平衡移動的角度，簡述過程NaOH再生的原理_ (5)方法2：用氨水除去SO2已知25，NH3H2O的Kb=1.8105 ， H2SO3的Ka1=1.3102 ， Ka2=6.2108 若氨水的濃度為2.0molL1 ， 溶液中的c（OH）=_molL1 將SO2通入該氨水中，當c（OH）降至1.0107 molL1時，溶液中的c（SO32）/c（HSO3）=_ 4.（2017新課標）（15分）重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3 ， 還含有硅、鋁等雜質制備流程如圖所示：回答下列問題： (1)步驟的主要反應為：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為_該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_ (2)濾渣1中含量最多的金屬元素是_，濾渣2的主要成分是_及含硅雜質 (3)步驟調濾液2的pH使之變_（填“大”或“小”），原因是_（用離子方程式表示） (4)有關物質的溶解度如圖所示向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體冷卻到_（填標號）得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多a.80 b.60 c.40 d.10步驟的反應類型是_ (5)某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7 ， 最終得到產(chǎn)品 m2 kg，產(chǎn)率為_ 5.（2017新課標）（14分）Li4Ti3O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為Fe TiO3 ， 還含有少量MgO、SiO2等雜質）來制備，工藝流程如下：回答下列問題： (1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結果如下圖所示由圖可知，當鐵的凈出率為70%時，所采用的實驗條件為_(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl42形式存在，寫出相應反應的離子方程式_ (3)TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結果如下表所示:溫度/3035404550TiO2xH2O轉化率/%9295979388分析40時TiO2xH2O轉化率最高的原因_ (4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為_ (5)若“濾液”中c（Mg2+）=0.02molL1 ， 加入雙氧水和磷酸（設溶液體積增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0105 ， 此時是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？_（列式計算）FePO4、Mg3（PO4）2的分別為1.31022、1.01024 (6)寫出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式_ 6.（2017新課標）（15分）凱氏定氨法是測定蛋白質中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量已知：NH3+H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3 回答下列問題：(1)a的作用是_(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_f的名稱是_(3)清洗儀器：g中加蒸餾水：打開K1 ， 關閉K2、K3 ， 加熱b，蒸氣充滿管路：停止加熱，關閉K1 ， g中蒸餾水倒吸進入c，原因是_；打開K2放掉水，重復操作23次(4)儀器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示劑，銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關閉K1 ， d中保留少量水，打開K1 ， 加熱b，使水蒸氣進入ed中保留少量水的目的是_e中主要反應的離子方程式為_，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_(5)取某甘氨酸（C2H3NO2）樣品m 克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為cmolL1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質量分數(shù)為_%，樣品的純度_%7.（2017北京）某小組在驗證反應“Fe+2Ag+=Fe2+2Ag”的實驗中檢測到Fe3+ ， 發(fā)現(xiàn)和探究過程如下向硝酸酸化的0.05molL1硝酸銀溶液（pH2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色 (1)檢驗產(chǎn)物取少量黑色固體，洗滌后，_（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中含有Ag取上層清液，滴加K3Fe（CN）6溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有_ (2)針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3+ ， 乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+ ， 乙依據(jù)的原理是_（用離子方程式表示）針對兩種觀點繼續(xù)實驗：取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色30產(chǎn)生白色沉淀；較3min時量小；溶液紅色較3min時加深120產(chǎn)生白色沉淀；較30min時量??；溶液紅色較3 0min時變淺（資料：Ag+與SCN生成白色沉淀AgSCN）對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設：假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+；假設b：空氣中存在O2 ， 由于_（用離子方程式表示），可產(chǎn)生Fe3+；假設c：酸性溶液中NO3具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+；假設d：根據(jù)_現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+ ， 可產(chǎn)生Fe3+ 下列實驗可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因實驗可證實假設d成立實驗：向硝酸酸化的_溶液（pH2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3min時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色實驗：裝置如圖其中甲溶液是_，操作現(xiàn)象是_(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象，結合方程式推測實驗中Fe3+濃度變化的原因：_ 答案解析部分一.單選題1.【答案】D 【考點】離子方程式的書寫 【解析】【解答】解：A碳酸鈣和醋酸都需要保留化學式，正確的離子方程式為CaCO3+2CH3COOH=Ca2+H2O+CO2+2CH3COO ， 故A錯誤；B硫化亞鐵與濃硫酸混合加熱，離子方程式為2FeS+20H+7SO42=2Fe3+9SO2+10H2O，故B錯誤；C鋁離子水解顯酸性，碳酸根離子水解顯堿性，混合后水解相互促進生成氫氧化鋁和二氧化碳，反應的離子方程式為2Al3+3CO32+3H2O=2Al（OH）3+3CO2，故C錯誤；D用氫氧化鈉溶液吸收工業(yè)廢氣中的NO2 ， +4價的氮發(fā)生歧化反應，生成硝酸鈉、亞硝酸鈉，離子方程式為2NO2+2OH=NO3+NO2+H2O，故D正確；故選D【分析】A醋酸為弱酸，離子方程式中醋酸不能拆開；B硫化亞鐵與濃硫酸混合加熱生成硫酸鐵和二氧化硫和水；C向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；D用氫氧化鈉溶液吸收工業(yè)廢氣中的NO2 ， +4價的氮發(fā)生氧化還原反應生成+5、+3價的氮 2.【答案】C 【考點】常見元素的化合價 【解析】【解答】解：離子方程式前后遵循電荷守恒，所以1+2（+3）=n+（1）+（+8），解得n=2，根據(jù)化合價規(guī)則，M2O72中氧元素化合價為2價，所以M元素的化合價為+6價故選C【分析】根據(jù)離子方程式的電荷守恒以及化合價規(guī)則來計算 二.綜合題3.【答案】（1）降低反應活化能（2）30、pH=2.0；蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）（3）H2SO4（4）2OH+SO2=SO32+H2O；SO32與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成（5）6.0103；0.62 【考點】弱電解質在水溶液中的電離平衡，二氧化硫的污染及治理 【解析】【解答】解：（1）4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2（SO4）3+2H2O，硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，該菌的作用是做催化劑降低反應的活化能，故答案為：降低反應活化能（或作催化劑）；（2）從圖象中分析可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時，需要的溫度和溶液pH分別為：30、pH=2.0，反應溫度過高，反應速率下降是因為升溫使蛋白質發(fā)生變性，催化劑失去生理活性，故答案為：30、pH=2.0； 蛋白質變性（或硫桿菌失去活性）；（3）當 =4時，結合氧化還原反應電子守恒，4H2O24H2O8e ， 電子守恒得到H2S變化為+6價化合物，H2SH2SO48e ， 氧化產(chǎn)物的分子式為H2SO4 ， 故答案為：H2SO4 ；（4）過程是二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水，反應的離子方程式為：2OH+SO2=SO32+H2O，過程加入CaO，存在CaO（s）+H2O （l）Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH（aq），因SO32與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成，故答案為：2OH+SO2=SO32+H2O；SO32與Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移動，有NaOH生成；（5）NH3H2O的Kb=1.8105 ， 若氨水的濃度為2.0molL1 ， 由Kb= 可知c（OH）= mol/L=6.0103mol/L，當c（OH）降至1.0107 molL1時，c（H+）=1.0107 molL1 ， H2SO3的Ka2=6.2108 ， 由Ka2= 可知c（SO32）/c（HSO3）= =0.62，故答案為：6.0103；0.62【分析】（1）硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，說明硫桿菌做反應的催化劑加快反應速率；（2）從圖象中分析可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時，反應溫度過高，反應速率下降是因為升溫使蛋白質發(fā)生變性；（3）當n（H2O2）/n（H2S）=4時，結合氧化還原反應電子守恒，4H2O24H2O8e ， 電子守恒得到H2S變化為+6價化合物；（4）過程是二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水；過程NaOH再生是平衡CaO（s）+H2O （l）Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH（aq）正向進行；氫氧根離子濃度增大；（5）NH3H2O的Kb=1.8105 ， 若氨水的濃度為2.0molL1 ， 可結合Kb= 計算c（OH），H2SO3的Ka2=6.2108 ， 結合Ka2= 計算c（SO32）/c（HSO3） 4.【答案】（1）2：7；二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳（2）Fe；Al（OH）3（3）小；CrO42+2H+Cr2O72+H2O（4）c；復分解反應（5）100% 【考點】氧化還原反應方程式的配平，化學平衡的影響因素，硅和二氧化硅，制備實驗方案的設計 【解析】【解答】解：（1）由上述分析可知步驟的主要反應為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 則FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2：7，該步驟不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，故答案為：2：7；二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳；（2）由上述分析可知，濾渣1含F(xiàn)e2O3 ， 濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe，濾渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅雜質，故答案為：Fe；Al（OH）3；（3）中調節(jié)pH發(fā)生CrO42+2H+Cr2O72+H2O，則步驟調濾液2的pH使之變小，增大氫離子濃度，平衡正向移動，利于生成Cr2O72 ， 故答案為：??；CrO42+2H+Cr2O72+H2O；（4）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度可知，冷卻到40K2Cr2O7固體的溶解度在四種物質中最小、且溶解度較大，過濾分離產(chǎn)品最多；步驟發(fā)生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，反應類型是復分解反應，故答案為：c；復分解反應；（5）用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7 ， 最終得到產(chǎn)品 m2 kg，產(chǎn)率為 ，由Cr原子守恒可知，則產(chǎn)率為 100%，故答案為： 100%【分析】鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3 ， 還含有硅、鋁等雜質，制備重鉻酸鉀，由制備流程可知，步驟的主要反應為FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 ， Cr元素的化合價由+3價升高為+6價，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，N元素的化合價由+5價降低為+3價，由電子、原子守恒可知，反應為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 該步驟中若使用陶瓷，二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，則使用鐵坩堝，熔塊水浸過濾分離出濾渣1含F(xiàn)e2O3 ， 濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4 ， 調節(jié)pH過濾分離出Al（OH）3、Si，濾液2中含Na2CrO4 ， 中調節(jié)pH發(fā)生CrO42+2H+Cr2O72+H2O，濾液3含Na2Cr2O7 ， 由水中的溶解度：Na2Cr2O7K2Cr2O7 ， 可知中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體后得到K2Cr2O7 ， 溶解度小的析出，以此來解答 5.【答案】（1）100，2h，90，5h（2）FeTiO3+4H+4Cl=Fe2+TiOCl42+2H2O（3）低于40，TiO2xH2O轉化反應速率隨溫度升高而增加；超過40，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2xH2O轉化反應速率下降（4）4（5）c（PO43）= =1.01017mol/L，QcMg3（PO4）2=（ ）3（1.01017mol/L）2=1.691040Ksp=1.01024 ， 則無沉淀生成（6）2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 LiFePO4+H2O+3CO2 【考點】化學反應速率的影響因素，難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質，制備實驗方案的設計 【解析】【解答】（1）由圖可知，當鐵的凈出率為70%時，100時用時間最少，所采用的實驗條件為選擇溫度為100，故答案為：選擇溫度為100；（2）“酸浸”后，鈦主要以TiOCl42形式存在，相應反應的離子方程式為FeTiO3+4H+4Cl=Fe2+TiOCl42+2H2O，故答案為：FeTiO3+4H+4Cl=Fe2+TiOCl42+2H2O；（3）40時TiO2xH2O轉化率最高，因溫度高反應速率加快，但溫度過高過氧化氫分解、氨水易揮發(fā)，影響轉化率，故答案為：溫度高反應速率加快，但溫度過高過氧化氫分解、氨水易揮發(fā)，影響轉化率；（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，Li的化合價為+1價，由化合價的代數(shù)和為0可知，O元素的負價代數(shù)和為22，設過氧鍵的數(shù)目為x，則（x2）1+（15x2）2=22，解得x=4，故答案為：4；（5）Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0105 ， 由Ksp（FePO4），可知c（PO43）= =1.01017mol/L，QcMg3（PO4）2=（ ）3（1.01017mol/L）2=1.691040Ksp=1.01024 ， 則無沉淀生成，故答案為：c（PO43）= =1.01017mol/L，QcMg3（PO4）2=（ ）3（1.01017mol/L）2=1.691040Ksp=1.01024 ， 則無沉淀生成；（6）“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式為2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 LiFePO4+H2O+3CO2，故答案為：2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 LiFePO4+H2O+3CO2【分析】用鈦鐵礦（主要成分為Fe TiO3 ， 還含有少量MgO、SiO2等雜質）來制備Li4Ti3O12和LiFePO4 ， 由制備流程可知，加鹽酸過濾后的濾渣為SiO2 ， 濾液中含Mg2+、Fe2+、Ti4+ ， 水解后過濾，沉淀為TiO2 xH2O，與雙氧水反應Ti元素的化合價升高，生成（NH4）2Ti5O15 ， 與LiOH反應后過濾得到Li2Ti5O15 ， 再與碳酸鋰高溫反應生成Li4Ti3O12；水解后的濾液中含Mg2+、Fe2+ ， 雙氧水可氧化亞鐵離子，在磷酸條件下過濾分離出FePO4 ， 高溫煅燒中發(fā)生2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 LiFePO4+H2O+3CO2，以此來解答 6.【答案】 （1）平衡氣壓，以免關閉K1后圓底燒瓶內氣壓過大（2）防止暴沸；直型冷凝管（3）c、e及其所連接的管道內水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，錐形瓶內的蒸餾水被倒吸入c中（4）液封，防止氨氣逸出；NH4+OH NH3+H2O 保溫使氨完全蒸出；減少熱量損失，有利于銨根離子轉化為氨氣而逸出（5）；【考點】蒸發(fā)、蒸餾與結晶的儀器，化學實驗安全及事故處理，探究物質的組成或測量物質的含量【解析】【解答】（1）a為玻璃管，可連接空氣，避免在加熱時燒瓶內壓強過大，故答案為：平衡氣壓，以免關閉K1后圓底燒瓶內氣壓過大；（2）加熱純液體時，加入碎瓷片可避免液體暴沸，F(xiàn)為冷凝管，故答案為：防止暴沸；冷凝管；（3）停止加熱，關閉K1 ， g中蒸餾水倒吸進入c，原因是c、e及其所連接的管道內水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，錐形瓶內的蒸餾水被倒吸入c中，故答案為：c、e及其所連接的管道內水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，錐形瓶內的蒸餾水被倒吸入c中；（4）d中保留少量水，可檢驗裝置是否漏氣，如漏氣，液面會下降，故答案為：便于檢驗d裝置是否漏氣；銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，發(fā)生反應生成氨氣，反應的離子方程式為NH4+OH NH3+H2O；e采用中空雙層玻璃瓶，起到保溫作用，以減少熱量損失，有利于銨根離子轉化為氨氣而逸出，故答案為：NH4+OH NH3+H2O；減少熱量損失，有利于銨根離子轉化為氨氣而逸出；（5）滴定g中吸收液時消耗濃度為cmolL1的鹽酸V mL，則n（HCl）=0.001cVmol；結合反應NH3H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3可知，n（N）=n（NH4Cl）=n（C2H3NO2）=n（HCl），則m（N）=0.001cVmol14g/mol=0.014cVg，則樣品中氮的質量分數(shù)為 = %，m（C2H3NO2）=0.001cVmol73g/mol=0.073cVg，則樣品的純度為 = %，故答案為： ； 【分析】（1）a為玻璃管，可連接空氣，避免燒瓶內壓強過大；（2）加熱純液體時，應避免液體暴沸；（3）冷卻后，裝置內壓強較低，可倒吸；（4）d中保留少量水，可檢驗裝置是否漏氣；銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，發(fā)生反應生成氨氣；e采用中空雙層玻璃瓶，起到保溫作用；（5）滴定g中吸收液時消耗濃度為cmolL1的鹽酸V mL，則n（HCl）=0.001cVmol；結合反應NH3H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3可知，n（N）=n（NH4Cl）=n（C2H3NO2）=n（HCl），以此解答該題7.【答案】（1）加入足量加入足量稀鹽酸（或稀硫酸）酸化，固體未完全溶解；Fe2+（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+；4Fe2+O2+4H+=Fe3+2H2O；白色沉淀；NaNO3；FeCl2/FeCl3；按圖連接好裝置，電流表指針發(fā)生偏轉（3）iii Ag+Fe2+=Ag+Fe3+ ， 反應生成Fe3+ ， 使Fe3+增加，紅色變深，iiiii 空氣中氧氣氧化SCN ， 紅色變淺 【考點】原電池和電解池的工作原理，性質