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第八章 水溶液中的离子反应
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 S 32 Sb 122 Ce 140
一、选择题(每小题只有一个正确选项,共15×3 分)
1.(2025·福建泉州·一模)中国古代化学工艺是中华文明瑰宝的一部分,下列有关说法正确的是
A.《本草纲目》中对酿酒有如下记载:“……以大麦蒸热,和曲酿瓮中七日,以甑蒸取,其清如水,
味极浓烈……”。其中用到的操作为蒸馏和过滤
B.战国时期《周礼·考工记》中记载:“以说水沤其丝”。说水为草木灰的水浸液,内含大量的KOH
C.古代炼丹家由丹砂炼水银的方法属于现代金属冶炼工艺中的热还原法
D.汉成书记载有“石胆化铁则为铜”,该过程涉及了置换反应
【答案】D
【详解】A.《本草纲目》中描述的酿酒过程提到“以甑蒸取”,甑是蒸馏器具,说明蒸馏操作存在;发
酵后的固体可能直接通过蒸馏分离,无需再进行过滤,A 错误;
B.草木灰水浸液的主要成分是碳酸钾(K2CO3),碳酸钾是强碱弱酸盐,其水解生成少量KOH,但盐水解程
度是微弱的,因此溶液不是含有大量KOH,B 错误;
C.丹砂(HgS)炼水银是通过高温分解,反应原理为:HgS
Hg+S,该方法属于热分解法,而不是热还原法,
C 错误;
D.“石胆化铁则为铜”指用铁置换出硫酸铜溶液中的铜,发生反应为Fe +CuSO4=FeSO4+ Cu,该反应的
基本类型属于置换反应,D 正确;
故合理选项是D。
2.设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.等物质的量的
和
完全燃烧,消耗
分子数目均为3
B.25℃,1LpH=12
溶液中含有
数目为0.02
C.标准状况下,22.4mL
中含有碳原子数目为
D.
与
反应生成标准状况下
44.8L,转移电子数目为4
【答案】D
【详解】A.1mol
完全燃烧消耗O2物质的量和1mol
完全燃烧消耗的量均为3mol,但是等物质
的量的
和
,并未指明是多少物质的量,无法计算消耗氧气的量,A 错误;
B.25℃,pH=12 溶液中c(OH-)=0.01mol/L,1L 溶液中含有OH-数目为0.01NA,B 错误;
C.标况下,
非气体,C 错误;
D.
与
反应生成标准状况下
44.8L,即2molO2,转移电子数目为4
,D 正确;
综上所述,答案为D。
1
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3.常温下,在指定的溶液中一定能大量共存的离子组是
A.加入苯酚显紫色的溶液中:
、
、
、
B.使
试纸变红的溶液中:
、
、
、
C.
的溶液中:
、
、
、
D.
酸性高锰酸钾溶液中:
、
、
、
【答案】C
【详解】A.加入苯酚显紫色的溶液中含有Fe3+,Fe3+会和
发生氧化还原反应,与
形成络合物,不
能大量共存,A 不选;
B.使
试纸变红的溶液呈酸性,
在酸性环境中会和
发生氧化还原反应,不能大量共存,B 不
选;
C.
的溶液中c(H+)<
即
,溶液呈碱性,
、
、
、
可以大量共存,C 选;
D.
酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸根会和
发生氧化还原反应,不能大量共存,D 不选;
故选C。
4.(2025·福建龙岩·一模)高活性
是制取高纯
的重要原料,某种制备路线如下。已知:
溶液
,
,
,
为白色难溶物,各步
反应均完全。
下列说法错误的是
A.悬浊液中白色难溶物为
B.制备过程中可能有两种气体产生
C.整个制备过程转移电子数大于
D.系列操作中可用
溶液检验沉淀是否洗涤干净
【答案】A
【详解】A.由分析可知,悬浊液中白色难溶物为Fe(OH)2,A 错误;
B.由分析可知,沉淀转化时能生成CO2;后续加入H₂O₂ 时,由于其浓度较大,可能会有部分发生分解生
成O2,B 正确;
C.10mL1mol/L 的FeSO4溶液含Fe2+物质的量为0.01 mol,氧化后最终转化为Fe(OH)3,转移0.01mol 电子,
另外H2O2会发生分解生成H2O 和O2,该过程也有电子转移,则整个制备过程转移电子数大于
,C
正确;
D.洗涤后若滤液中仍含
或
,加入BaCl2会出现沉淀,因此可用BaCl2检验沉淀是否洗净,D 正确;
故选A。
2
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5.(2025·福建厦门·二模)25℃时,
,
。向
溶液中滴加
氨水,生成蓝色沉淀,继续滴加氨水至沉淀完
全溶解,得到深蓝色溶液。下列说法错误的是
A.将浓氨水稀释至
,
不断变小
B.
沉淀完全时
,
C.
D.
对于
转化为
有促进作用
【答案】B
【详解】A.浓氨水中存在平衡:
,将浓氨水稀释至
,
和
均
减小,由于氨水的浓度降低,对水的电离抑制程度减小,
减小的程度小于
,
不断变
小,A 正确;
B.
沉淀完全时
,溶液中
=
,
c(H+)=
,
,B 错误;
C.
的平衡常数
,
的平衡常数
,
C 正确;
D.增大
的浓度,平衡
逆向移动,溶液中
的浓度增大,促
进
正向移动,对于
转化为
有促进作用,
D 正确;
故选B。
6.(2025·福建福州·二模)常温下,AgCl 的溶解度S 随
的变化如图所示。下列说法正确的是
3
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A.a 点和b 点的
相等
B.常温下,氯化银Ksp 的数量级为
C.b 点溶液中存在:
D.水的电离程度先减小后增大
【答案】B
【详解】A.Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),两点的
不同,故
不同,A 错误;
B.AgCl 溶于水形成的饱和溶液中有AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq),取a 点可知S
,
,
,Ksp(AgCl)=
,B 正确;
C.b 点溶液中存在电荷守恒,当增加
浓度时,会带入阳离子,且在b 点中溶液存在
、
、
离子,故
,C 错误;
D.当增加
浓度时,会带入阳离子,未知阳离子是否水解,故水的电离程度增大还是减小无法确定,
D 错误;
故选B。
7.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,氨是合成铱盐、尿素等的原料。
为阿伏加德罗常数的
值。下列说法正确的是
A.1 LpH=5 的NH4Cl 溶液中,由水电离产生的H+数目为1×10-5NA
B.1 mol CO(NH2)2中含有σ 键数目为6NA
C.25℃101 kPa 下,22.4 LNH3中含有质子数为10NA
D.密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后生成氨分子数为2NA
【答案】A
【详解】A.pH=5,则c(H+)=10-5 mol/L,由于溶液体积为1 L,故n(H+)=10-5 mol/L ×1 L=10-5 mol,该溶
液中的H+就是水电离产生,因此由水电离产生的H+数目为1×10-5NA,A 正确;
B.CO(NH2)2中含有7 个σ 键、1 个π 键,则1 mol CO(NH2)2中含有σ 键数目为7NA,B 错误;
C.25℃101 kPa 下,22.4 LNH3的物质的量小于1 mol,在NH3分子中含有10 个质子,由于NH3的物质的
量小于1 mol,因此该条件下22.4 LNH3中含有质子数小于10NA,C 错误;
D.N2和H2合成氨气的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此在密闭容器中充入1 mol N2
和3 mol H2,充分反应后生成氨分子数小于2NA,D 错误;
4
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故合理选项是A。
8.下列反应对应的离子方程式正确的是
A.乙酰胺与盐酸混合共热:
B.硫化钠溶液在空气中氧化变质:
C.
溶液与足量
溶液反应:
D.证明
、
、
三者的酸性强弱:
【答案】D
【详解】A.乙酰胺(CH3CONH2)与盐酸共热,会发生水解反应,反应的离子方程式为
,A 错误;
B.硫化钠溶液在空气中被氧气氧化为S 单质,离子方程式为:
,B 错误;
C.
溶液与足量
溶液反应生成硫酸钡、偏铝酸钠和一水合氨,离子方程式为:
,C 错误;
D.少量CO2和NaClO 溶液反应生成碳酸氢钠和次氯酸,根据强酸制取弱酸的原理,
、
、
三者的酸性强弱:
>
>
,离子方程式为:
,D
正确;
故选D。
9.室温下,向
溶液、
溶液、
溶液中分别滴加
溶液,测得溶液
[
,X 代表
、
、
]随溶液
的变化曲线如图所示。
,
的酸性比
强。下列叙述正确的是
5
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A.
代表
,
代表
B.
的
数量级为
C.相同浓度的
、
混合溶液的
D.
的
【答案】D
【详解】A.向
溶液、
溶液、
溶液中分别滴加
溶液,当
增大时,
减小,
增大,则
代表
;
,
,且
的酸性比
强,则
相同时,
﹤
,所以HF 的
越小,
代表
,
代表
,A 错误;
B.从
中的N 点(3,1.89)可知,
=3 时,
=1.89,即
,
,CH3CH2COOH 的
,数量级为10-5,B 错误;
C.从
中的P 点(2,1.45)可知,
=2 时,
=1.45,即
,所
以HF 的
,则F-的水解常数
,HF 的电离程度大于F-的水解程度,
pH
7
﹤
,C 错误;
D.由L3上M 点可求得Ksp[Mg(OH)2]=10-11.3,
,则
=
≈1.4×1019.8,D 正确;
答案选D。
10.(2025·福建·三模)某工厂的煤粉灰的主要成分为
、Al₂O₃、FeO、
、MgO、
等。研究
小组对其进行综合处理的流程如下:
6
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已知:
①
,
。
②“酸浸”后钛主要以
形式存在,强电解质
在溶液中仅能电离出
和一种阳离子,该
阳离子会发生水解。
下列说法正确的是
A.“滤液2”中加入双氧水后,体系中发生主要反应的离子方程式为
B.加入铁粉的主要目的是消耗过量的硫酸
C.当“滤液2”中
完全沉淀时,溶液中
D.用如图装置制取无水
【答案】A
【详解】A.由上述分析可知,“滤液2”中加入双氧水后,将
氧化为
,体系中发生主要反应的离
子方程式为
,A 正确;
B.加入铁粉的主要目的是将
还原为
,以便结晶得到
,B 错误;
C.当“滤液2”中
完全沉淀时,
早已完全沉淀,溶液中
,C 错误;
D.由于
能发生水解,为了抑制其水解,需要在氯化氢气流中加热
晶体,方可制取无水
,D 错误;
7
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故选A。
11.(2025·福建福州·二模)常温下,用
溶液滴定
溶液,消耗
溶液的体积与混合液pH 关系如图所示。滴定过程中有白色沉淀生成,但整个过程未见气泡产生。
已知:碳酸
,
;
。下列说法正确的是
A.a 点前pH 升高的主要原因:
B.ab 段溶液不可能出现白色沉淀
C.b 点:
D.bc 段的
值增大
【答案】C
【详解】A.a 点前pH 升高,若发生反应
会生成H+,导致pH 下降,与实际
pH 升高矛盾,A 错误;
B.题目明确“滴定过程中有白色沉淀生成”,ab 段为滴定中间阶段,沉淀持续生成,B 错误;
C.b 点加入25mL NaHCO₃,此时
,电荷守恒式为
,因pH=7.2 呈碱性,
,消
去
和
后可得
,C 正确;
D.bc 段pH 不变,
恒定,由
得
,结合
,推出
为常数,D 错误;
故选C。
12.(2025·福建泉州·一模)常温下,将一定浓度的氨水逐滴加入
溶液中,该过程
中溶液
与加入氨水体积V 的关系如图所示,已知e 点对应的溶液迅速由浑浊变澄清,
8
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且此时溶液中的
与
均约为
。下列叙述正确的是
A.最好选择
段溶液与葡萄糖等含有醛基的有机物发生银镜反应
B.a 点对应溶液中由水电离出的
C.b 点对应溶液中:
D.常温下,反应
的平衡常数的数量级为
【答案】B
【详解】A.e 点所得溶液为银氨溶液,c~d 段为生成氢氧化银的阶段,则与葡萄糖发生银镜反应最好选用
e 点溶液,A 错误;
B.a 点没有加入氨水,溶液为硝酸银溶液,水解促进水的电离,
=4,
mol/L,
由水电离出的
,B 正确;
C.由图可知,b 点溶液中AG 大于0,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系
可知,溶液中
,则
,C 错误;
D.由图可知,e 点加入氨水体积为4.7 mL,溶液中银离子和氨分子的浓度都为
,则溶液中
二氨合银离子的浓度为
,反应
的平衡常数
,D 错误;
故选B。
13.(2025·福建龙岩·一模)某同学探究浓度对反应速率的影响,有关试剂用量和现象如下表所示
实验
序号
稀溶液
实验现象
9
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1
2 滴
溶液紫色瞬间褪去,溶液
略显黄色
2
2 滴
开始不褪色,后来出现黑
色沉淀(悬浊液),溶液略
显黄色
已知:
在酸性溶液中按以下顺序分步被还原:
。下列说法错误的是
A.溶液显黄色说明生成了
B.实验1 中反应速率:
C.将实验2 中悬浊液
调小,可能得到澄清溶液
D.该实验可以验证浓度对反应速率的影响规律
【答案】D
【详解】A.据分析,溶液显黄色说明生成了
,A 正确;
B.实验1 中溶液紫色瞬间褪去未出现黑色沉淀,溶液略显黄色,说明反应速率:
,B 正确;
C.硫酸是二元强酸,实验1 中氢离子大于实验2 中氢离子浓度,二个实验中有可能因氢离子浓度不同导
致反应不同,则将实验2 中悬浊液
调小,氢离子浓度增大,有可能使高锰酸根转化为锰离子,可能得
到澄清溶液,C 正确;
D.二个实验中氢离子浓度不同、酸根阴离子也不同,不是唯一变量,故该实验不可以验证浓度对反应速
率的影响规律,D 错误;
选D。
14.(2025·福建福州·二模)碱式碳酸锌
广泛应用于橡胶、塑料等行业。以含锌废液(主
要成分为
,含少量的
和
)为原料制备碱式碳酸锌的流程如下:
下列说法正确的是
A.“除锰”时,
的氧化产物为
B.“试剂X”可以是ZnO 或
C.“沉锌”时,消耗的
和
的物质的量之比为
D.过滤后可以依次用稀氨水、乙醇洗涤
10
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【答案】C
【详解】A.“除锰”时,Mn2+被氧化为MnO2,则
作氧化剂,发生还原反应。
中过氧键的O
为-1 价,反应后变为
中-2 价的O,故
是还原产物,而非氧化产物,A 错误;
B.“调pH”目的是沉淀Fe3+,试剂X 需能消耗H+且不引入新杂质。ZnO 与H+反应生成Zn2+(无新杂质),
而Fe2O3与H+反应生成Fe3+,无法达到除去Fe3+的目的,B 错误;
C.“沉锌”生成
,反应的离子方程式为
,则
消耗锌离子和碳酸氢根离子的物质的量之比为1:2,,C 正确;
D.
中的Zn(OH)2易与氨水反应生成[Zn(NH3)4]2+而溶解,稀氨水洗涤会导致产品损失,D 错
误;
故选C。
15.(2025·福建宁德·三模)一种用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬
酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺流程如图。
工艺流程中的部分反应如下:
①焙烧:
②酸化:
下列有关叙述正确的是
A.滤渣1 的主要成分为SiO2
B.中和的目的是除铁和铝
C.酸化过程中pH=4.5 时,若
,
的转化率为50%
D.“转化”温度下溶解度:
【答案】D
【详解】由流程图已知信息①可知,铬铁矿粉(主要成分是FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)与
Na2CO3、KClO3、NaOH 进行焙烧,SiO2转化为Na2SiO3,Al2O3转化为Na[Al(OH)4],FeO·Cr2O3转化为
Fe2O3和Na2CrO4;加入H2O 进行浸取,得到的滤渣1 为Fe2O3;在滤液中加入H2SO4调节pH=7~8,Na2SiO3
转化为H2SiO3,Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀;再加入H2SO4进行酸化,由已知信息②可知,
转
化为
,加入KCl 进行转化,最后经一系列操作得到K2Cr2O7晶体。
A.由分析可知,滤渣1 为Fe2O3,A 错误;
B.由分析可知,中和的目的是除去硅和铝的化合物,B 错误;
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C.由信息②可得酸化反应的
,当pH=4.5 时,
,若
,代入K=1014,可求出
,根据Cr 元素守恒,转化率=
,不是50%,C 错误;
D.加入KCl,Na2Cr2O7会转化为K2Cr2O7,根据复分解反应原理,溶解度小的物质会析出,所以溶解度:
Na2Cr2O7>K2Cr2O7,D 正确;
故选D。
二、非选择题(共4 小题,共55 分)
16.(24-25 高三上·福建宁德·期中)(16 分)硫酸铈铵
微溶于水,不溶于乙醇,溶于
无机酸,可用作分析试剂、氧化剂。某工厂以氟碳铈矿(含
等)为原料制备硫酸铈铵的
流程如图所示。
已知:
在空气中易被氧化为
具有强氧化性;
回答下列问题:
(1)
中铈元素的化合价为 ;“焙烧”中空气从焙烧炉下部快速鼓入矿粉从中上部加入,
这样操作的目的是 。
(2)“酸浸”中,铈浸出率与硫酸浓度的关系如图所示。
工业生产应选择的适宜的硫酸浓度是
。若用稀盐酸进行酸浸,则会造成的影响是
。滤渣A 的主要成分有
、 (填化学式)。
(3)“沉铈”中,硫脲的作用是 。
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(4)向含
溶液中加入
反应生成
的离子方程式为 。
(5)
加入稍过量的
、氨水,在
条件下反应,可得到
悬浊液,其化学方程式为
。
(6)将最后得到的溶液经 、 过滤,得到硫酸铈铵晶体,最后用 洗涤2-3
次后,得到高纯硫酸铈铵晶体。
(7)测定产品纯度。称取wg 产品全部溶于水,配制成250mL 溶液,准确量取25.00mL 配制的溶液于锥形瓶
中,以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,用
溶液滴定(滴定反应为
),起始读数为
,终点时溶液恰好由紫红色变为亮黄色,此时滴定管的读数为
,则该产品的纯度为 %(用含
、
的代数式表示)。
【答案】(1)
(1 分) 增大固体接触面、增大氧气浓度提高焙烧速率 (提到“增大接触面积,
加快反应速率”的都给分)(1 分)
(2) 3.0(1 分)
具有强氧化性,会与
反应生成
,污染环境(2 分)
(1 分)
(3)作还原剂,将
还原为
(1 分)
(4)
(2 分)
(5)
(2 分)
(6) 蒸发浓缩(1 分) 冷却结晶(1 分) 乙醇(1 分)
(7)
(2 分)
【详解】(1)按照化合价代数和为0 原则,F 为-1 价、C 为+4 价、O 为-2 价,
中铈元素的化合价
为+3 价;“焙烧”中空气从焙烧炉下部快速鼓入矿粉从中上部加入,这样操作可以增大固体接触面、增大
氧气浓度提高焙烧速率;
(2)由图可知,硫酸浓度为3.0mol/L 时铈的浸取率为最大;Ce4+具有氧化性,用稀盐酸进行酸浸,Ce4+会
与
反应生成
,污染环境;烧渣加入稀硫酸,SiO2不溶于硫酸,BaO 与硫酸反应生成硫酸钡沉淀,
则滤渣中有SiO2和
;
(3)硫脲具有还原性,沉铈时加入硫脲作还原剂将Ce4+还原为Ce3+;
(4)向含
溶液中加入
,Ce3+与碳酸氢根离子反应生成
,同时产生二氧化碳气体,
反应的离子方程式为:
;
(5)
加入稍过量的
、Ce3+离子被氧化为Ce4+,再与氨水反应,可得到
悬浊液,其
化学方程式为:
;
(6)硫酸铈铵
微溶于水,不溶于乙醇,从溶液中析出
晶体需要经
13
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过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,最后用乙醇洗涤晶体2-3 次,得到高纯晶体;
(7)n(Fe2+)=0.1mol/L×(V1-V0)×10-3L,根据方程式:
可知:n(Ce4+)=1×10-4×(V1-V0)
mol,样品中
的物质的量为1×10-4×(V1-V0) ×
mol=1×10-3×(V1-V0)mol,产品的纯度为
。
17.(2025·福建福州·模拟预测)(10 分)利用尿素制备
(水合肼)的实验流程如图所示:
已知:①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应;
②
有强还原性,能与
剧烈反应生成
。
(1)步骤Ⅰ制备
溶液时,若温度为41℃,测得产物中除
外还含有
,且两者物质的量之
比为
,该反应的化学方程式为 。
(2)步骤Ⅱ合成
(沸点为118.5℃)的装置如图所示。步骤Ⅰ中所得溶液与尿素[
,沸点为
196.6℃]水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应。
①仪器a 的名称为 ;冷凝管的作用是 。
②分液漏斗内的试剂是 (填“
碱性溶液”或“尿素”)。
③若分液漏斗内液体滴加速率过快,会发生副反应,该副反应的离子方程式为 。
④写出流程图中生成水合肼的化学方程式: 。
(3)蒸馏得到水合肼粗产品,称取馏分
,加水配成
溶液,取出
于锥形瓶中,并加入
2 3
∼滴淀粉溶液,用
的碘的标准溶液进行滴定。(已知:
)
①滴定时,碘的标准溶液盛放在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏低的是 (填标号)。
a.锥形瓶清洗后未干燥
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b.滴定前,滴定管中无气泡,滴定后有气泡
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
d.盛标准液的滴定管清洗后,直接装标准液
③达到滴定终点时消耗碘的标准溶液
,馏分中
的质量分数为 (保留4 位有效数
字)。
【答案】(1)
(2 分)
(2) 三颈烧瓶(1 分) 冷凝回流,提高水合肼的产率(1 分)
碱性溶液(1 分)
(1 分)
(1 分)
(3) 酸式(1 分) bc(1 分) 83.33%(1 分)
【详解】(1)
化合价由0 上升至+1、+5 得到
与
,由0 降低为-1 得到
,
、
两者物质的量之比为
,假设生成
、
两分别为3mol、1mol,则失去8mol 电子,
根据得失电子守恒,则生成1molNaCl,反应为:
。
(2)①由仪器构造可知,仪器a 为三颈烧瓶;冷凝管的作用是冷凝回流,提高水合肼的产率;
②根据已知信息②,
有强还原性,能与
剧烈反应生成
,所以肼要避免与大量的
接触,所以
只能慢慢加入,所以分液漏斗内的试剂是
碱性溶液,答案为:
碱
性溶液
③根据已知信息,分液漏斗内液体若滴加速率过快,会发生
溶液将
氧化为氮气,同时生
成氯离子,则离子方程式为
;
④
将尿素氧化为水合肼,氯化合价由+1 变为-1、氮化合价由-3 变为-2,结合电子守恒,化学方程式
为
;
(3)①碘溶液具有一定的氧化性,会腐蚀橡胶管,因此用酸式滴定管盛放;
a
②.锥形瓶清洗后未干燥不影响待测液物质的量,对滴定结果无影响,a 不选;
b.滴定前,滴定管中无气泡,滴定后有气泡,气泡占了一部分体积,标准溶液体积读数偏低,测得待测
液浓度偏低,b 选;
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视,标准液体积读数偏低,待测液浓度偏低,c 选;
d.盛标准液的滴定管清洗后,直接装标准液,将标准液稀释,消耗标准液体积偏大,待测液浓度偏大,d
不选;
故选bc;
③滴定的反应为
,则
水合肼粗产品中有
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水合肼,则
中有
水合肼,即
,则
质量分数为
。
18.(2025·福建泉州·三模)(13 分)立方晶系Sb2O3对光稳定,是制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的优良催
化剂。制备的实验步骤如下:
①按下图装置安装仪器(加热仪器略),添加试剂,通入NH3,得到固液混合物。
②向容器a 中加入一定量的蒸馏水,搅拌一段时间,过滤、洗涤、110℃烘干。
已知:
SbCl
①
3易水解成SbOCl,SbOCl 难溶于乙醇、能溶于乙二醇,SbOCl 也可水解为Sb2O3,但如果反应只发
生在表面,则得不到单一晶型。
Sb
②
2O3为两性氧化物。
③无水乙醇和乙二醇都可能含少量水。
回答下列问题:
(1)步骤①生成Sb2(OCH2CH2O)3,写出化学方程式 。
(2)仪器a 的名称为 ,装置B 的作用为 。
(3)在步骤①中,不可用NaOH 溶液代替氨气的原因为 。
(4)洗涤时Sb2O3晶体洗净的判断标准是 。
(5)烘干时,晶体装在 中(填仪器名称)。
(6)如果将乙二醇改为乙醇用上述同样方法制备,往往得到Sb2O3混晶,解释原因 。
(7)用 法可以测定Sb2O3是混晶还是单晶。
(8)取mg 产品于锥形瓶中,用盐酸等试剂预处理后,用amol·L-1碘标准液滴定。接近终点时加入2 滴淀粉
溶液,继续滴定至终点,消耗碘标准液VmL。反应原理为
。
①滴定终点现象是 。
②产品中Sb 元素的质量分数是 。
【答案】(1)
(2 分)
(2) 两颈烧瓶(1 分) 吸收剩余NH3,防倒吸(1 分)
(3)Sb2O3为两性氧化物,碱性太强会导致Sb2O3溶解(1 分)
(4)取最后一次洗涤液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则晶体已洗净(2 分)
(5)坩埚(1 分)
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(6)SbCl3部分水解成SbOCl,SbOCl 难溶于乙醇,SbOCl 的水解反应只发生在固体表面,得到混晶(1 分)
(7)X 射线衍射(1 分)
(8) 滴入最后半滴碘标准液,溶液变蓝,半分钟不褪色(1 分)
或
(2 分)
【详解】(1)由分析可知,步骤①生成Sb2(OCH2CH2O)3,根据元素守恒可知还有氯化铵生成,反应的
化学方程式为2SbCl3+3HOCH2CH2OH+6NH3=Sb2(OCH2CH2O)3+6NH4Cl,故答案为:
2SbCl3+3HOCH2CH2OH+6NH3=Sb2(OCH2CH2O)3+6NH4Cl;
(2)根据仪器构造可知仪器a 的名称为两颈烧瓶,氨气属于大气污染物,装置B 的作用为吸收剩余NH3,
防倒吸,故答案为:两颈烧瓶;吸收剩余NH3,防倒吸;
(3)由题干信息可知,SbOCl 也可水解为Sb2O3,且Sb2O3为两性氧化物,即Sb2O3能与强碱NaOH 反应,
则在步骤①中,不可用NaOH 溶液代替氨气的原因为Sb2O3为两性氧化物,碱性太强会导致Sb2O3溶解,故
答案为:Sb2O3为两性氧化物,碱性太强会导致Sb2O3溶解;
(4)晶体表面含有氯离子,则洗涤时Sb2O3晶体洗净的判断标准是取最后一次洗涤后滤液,滴加AgNO3溶
液,若无白色沉淀生成,则晶体已洗净,故答案为:取最后一次洗涤后滤液,滴加AgNO3溶液,若无白色
沉淀生成,则晶体已洗净;
(5)烘干固体时应该在坩埚中进行,即烘干晶体装在坩埚中进行,故答案为:坩埚;
(6)由于SbCl3部分水解成SbOCl,SbOCl 难溶于乙醇,SbOCl 的水解反应只发生在固体表面,因此将乙
二醇改为乙醇用上述同样方法制备,往往得到Sb2O3混晶,故答案为:SbCl3部分水解成SbOCl,SbOCl 难
溶于乙醇,SbOCl 的水解反应只发生在固体表面,得到混晶;
(7)用X 射线衍射法可以测定Sb2O3是混晶还是单晶,故答案为:X 射线衍射法;
(8)①碘遇淀粉显蓝色,因此滴定终点现象是滴入最后半滴碘标准液,溶液变蓝,半分钟不褪色,故答
案为:滴入最后半滴碘标准液,溶液变蓝,半分钟不褪色;
②消耗单质碘的物质的量是0.001aVmol,依据方程式
可知产品中Sb 元素的质量分数是
,故答案为:
。
19.(2025·福建福州·三模)(16 分)氮元素的氢化物在工业生产和国防建设中有广泛应用,肼是一种重要
的化工原料。某探究小组利用
(尿素)为原料制取水合肼
。
采取如下实验准备:
实验一:制备NaClO 溶液。(实验装置如图所示)
(1)配制30%NaOH 溶液时,所需玻璃仪器除量筒外,还有________(填标号)。
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A.容量瓶
B.烧杯
C.烧瓶
D.玻璃棒
(2)因后续实验需要,需利用中和滴定原理,测定反应后锥形瓶中混合溶液的NaOH 的浓度。请选用所提供
的试剂:
溶液、
溶液、
盐酸、酚酞试液。设计实验方案 。
实验二:制取水合肼。(实验装置如图所示)
将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,在以下反应一段时间后,再迅速升温继续反应。加热蒸馏三颈烧
瓶内的溶液,收集108~114℃馏分。
(3)控制温度在
以下反应的目的是 。
(4)分液漏斗中的溶液是 (填标号)。
A.
溶液
B.NaOH 和NaClO 混合溶液
选择的理由是 。
实验三:测定馏分中肼含量。
称取馏分5.000g,加入适量固体,加水配成250mL 溶液,用移液管移出25.00mL,用
的碘标
准溶液滴定,指示剂为淀粉溶液,滴定至终点时测得消耗
溶液为18.00mL(平均值)。滴定过程中,溶
液的pH 保持在6.5 左右。(已知:
)
(5)滴定过程中,
能控制溶液的pH 在6.5 左右,原因是 。
(6)计算馏分中水合肼
的质量分数为 。
(7)根据上述实验原理,下列说法正确的是________。
A.若移液管未润洗,则会导致测定结果偏低
B.整个实验过程中,滴定管尖嘴不可触碰锥形瓶内壁
C.滴入最后半滴标准液时,溶液蓝色恰好褪去且30s 内无变化作为稳定的滴定终点
D.若滴定终点时俯视读数,则会导致测定结果偏低
【答案】(1)BD(2 分)
(2)取一定体积锥形瓶内溶液,先加入适量的
溶液,再滴加1~2 滴酚酞,用
盐酸进行滴
定,重复操作2~3 次(2 分)
(3)减少次氯酸钠分解,提高氧化效率(2 分)
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(4) B(2 分) 避免生成的水合肼被次氯酸钠继续氧化(2 分)
(5)碳酸氢钠可与生成的HI 反应,保持溶液pH 在6.5 左右(2 分)
(6)9%(2 分)
(7)AD(2 分)
【详解】(1)配制30%NaOH 溶液时,使用量筒量取水的体积,使用烧杯溶解氢氧化钠,用玻璃棒搅拌,
故答案为BD。
(2)混合溶液中有次氯酸钠,水解呈碱性,需加适量过氧化氢除去次氯酸根离子,故测定氢氧化钠溶液
浓度的实验方案为:取一定量锥形瓶内混合溶液,加入适量的
溶液后,滴加2~3 滴酚酞试液,用
的盐酸滴定,重复上述操作2~3 次。
(3)为了减少次氯酸钠分解,提高氧化效率,则需要控制温度在
以下进行反应。
(4)依据制取水合肼
的反应原理为:
,结合反应产物和反应物分析判断,分液漏斗
中的溶液是NaOH 和NaClO 混合溶液,因为水合肼
的具有还原性,易被次氯酸钠氧化,如果
次氯酸钠溶液装在烧瓶中,反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化,故答案为B。
(5)碳酸氢钠可与生成的HI 发生中和反应,因此其能够保持溶液pH 在6.5 左右。
(6)结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼
的质量分数,
,
,解得
n=0.0009mol,250mL 溶液中含有的水合肼
的物质的量为
,水
合肼的质量分数为
。
(7)A.移液管未润洗,管内残留水分会稀释待测液,导致实际移取的溶质物质的量减少,滴定所需的标
准液体积减少,最终计算出的待测液浓度偏低,A 正确;
B.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可接触锥形瓶内壁,使滴定管尖嘴的液滴进入锥形瓶,减少误差,B
错误;
C.根据反应方程式可知,滴定终点为溶液出现蓝色且30s 不褪色,C 错误;
D.俯视读数导致终点体积读数小于实际值,测定结果偏低,D 正确;
故答案为AD。
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