高中化學(xué) 第3章 第4節(jié) 第2課時(shí) 離子反應(yīng)的應(yīng)用對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 魯科版選修4

第2課時(shí)離子反應(yīng)的應(yīng)用[目標(biāo)要求]1.了解常見(jiàn)陰離子和陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法。2.理解利用酸堿中和滴定法滴定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液濃度的原理和方法。3.通過(guò)離子反應(yīng)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)在人類(lèi)生產(chǎn)、生活中的作用和貢獻(xiàn)。一、物質(zhì)檢驗(yàn)與含量測(cè)定1．離子的檢驗(yàn)可利用離子的____________來(lái)檢驗(yàn)一些常見(jiàn)離子。檢驗(yàn)離子I－Fe3＋試劑AgNO3溶液，稀HNO3KSCN溶液現(xiàn)象離子反應(yīng)2.測(cè)定溶液中離子的濃度(1)沉淀法：如溶液中的SOeq\o\al(2－,4)，用________將其轉(zhuǎn)化為_(kāi)___________，然后______________就可求得SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量及其濃度。(2)酸堿中和滴定法：強(qiáng)酸中的H＋濃度可以用已知準(zhǔn)確物質(zhì)的量濃度的____________滴定的方法求得。(3)氧化還原滴定法：如溶液中MnOeq\o\al(－,4)的濃度可用已知準(zhǔn)確濃度的____________滴定求得。二、物質(zhì)制備與純化1．物質(zhì)的制備(1)氯堿工業(yè)生產(chǎn)燒堿和氯氣的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)室制取CO2發(fā)生的離子反應(yīng)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．物質(zhì)的純化(1)制高純度的氯化鈉：除去其中少量的SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋、Ca2＋，需要引入的試劑離子分別為：________________________________________________________________________。(2)除去污水中的重金屬離子：用沉淀劑將其轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，達(dá)到凈水的目的。三、生活中常見(jiàn)的離子反應(yīng)1．胃酸過(guò)多的治療(1)服用小蘇打片離子方程式為：__________________________________________________________。(2)服用胃舒平離子方程式為：___________________________________________________________。2．硬水的形成及軟化(1)含義：含有________________較多的水。(2)形成(暫時(shí)硬水)離子方程式為：__________________________________________________________；________________________________________________________________________。(3)軟化方法①加熱法：_______________________________________________________________，________________________________________________________________________。②加沉淀劑法：在硬水中加入________等沉淀劑，離子方程式為：________________________________________________________________________；________________________________________________________________________。知識(shí)點(diǎn)一物質(zhì)的檢驗(yàn)與含量測(cè)定1．下列各組溶液中，用括號(hào)內(nèi)的試劑及物質(zhì)間相互反應(yīng)不能鑒別的一組是()A．Ba(OH)2KSCNNaClMg(NO3)2(FeCl3溶液)B．NaNO3NaHCO3(NH4)2SO3Na2SiO3(H2SO4溶液)C．NH4BrK2CO3NaICaCl2(AgNO3溶液)D．(NH4)3PO4NaBrCuSO4AlCl3(KOH溶液)2．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)和I－。取該溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：(1)用pH試紙檢驗(yàn)，表明溶液呈強(qiáng)酸性；(2)取部分溶液，加入少量CCl4及數(shù)滴新制的氯水，經(jīng)振蕩后，CCl4呈紫紅色；(3)另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性，在滴加過(guò)程中，溶液中均無(wú)沉淀生成；(4)取部分上述堿性溶液加熱，加Na2CO3溶液，有白色沉淀生成；(5)將(3)得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)確定：在該溶液中肯定存在的離子是______________，肯定不存在的離子是______________________________________________________________________________________，還不能確定是否存在的離子是________。如何檢驗(yàn)不能確定的離子是否存在？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。知識(shí)點(diǎn)二物質(zhì)的制備與純化3．要提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))，實(shí)驗(yàn)操作最合理的是()A．Cl2(SO2)：通入盛有品紅溶液的洗氣瓶B．己烷(己烯)：加入足量的溴水，充分振蕩，靜置分層后分離C．硫酸鐵溶液(硫酸亞鐵)：通入足量氯氣，充分反應(yīng)后加熱，使多余氯氣逸出D．Mg(OH)2[Ca(OH)2]：放入水中調(diào)成漿狀后，加入足量MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢瑁^(guò)濾，沉淀用蒸餾水洗滌4．某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。有人設(shè)計(jì)了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。填寫(xiě)下面空白：(1)圖中標(biāo)號(hào)處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是①____________、②____________、③____________、④____________、⑤____________。(2)寫(xiě)出①處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；寫(xiě)出③處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)鐵紅的化學(xué)式為_(kāi)_______；分別寫(xiě)出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅___________________________________________________________________；氧化銅_________________________________________________________________。練基礎(chǔ)落實(shí)1．在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol·L－1HCl溶液，其液面恰好在5mL的刻度處，若把滴定管中的溶液全部放入燒杯中，然后以0.1mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行中和，則所需NaOH溶液的體積()A．大于20mLB．小于20mLC．等于20mLD．等于5mL2．下列錯(cuò)誤操作中，能造成中和滴定結(jié)果偏低的是()A．未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管B．盛標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管尖嘴部分有氣泡未排除就開(kāi)始滴定C．往錐形瓶中加待測(cè)液時(shí)，錐形瓶先用待測(cè)液潤(rùn)洗D．振蕩時(shí)錐形瓶中液滴飛濺出來(lái)3．下列各組溶液，不用其他試劑，就可以將它們區(qū)別開(kāi)的是()A．鹽酸、氫氧化鉀、硫酸鉀、碳酸鉀B．硝酸鈉、鹽酸、氯化銨、氫氧化鉀C．氯化鋇、氯化鈣、硫酸鉀、硝酸鉀D．氫氧化鉀、碳酸鉀、硫酸鋁、硫酸氫鉀4．某含有Na＋的澄清溶液中可能還存在NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、I－、Br－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)六種離子中的幾種。將該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①滴加足量的新制氯水，有氣泡生成，溶液變黃色；②向“①”中所得溶液中加入BaCl2溶液，無(wú)沉淀生成；③向“①”中所得溶液中加入淀粉溶液，不顯藍(lán)色。依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)推斷該溶液()A．一定呈堿性B．一定不存在I－、SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋C．可能存在NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)D．一定存在Fe2＋、Br－、COeq\o\al(2－,3)練方法技巧5．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、Mg2＋、Ba2＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生。(2)第二份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol。(3)第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的是()A．K＋不一定存在B．100mL溶液中含0.01molCOeq\o\al(2－,3)C．Cl－可能存在D．Ba2＋一定不存在，Mg2＋可能存在題號(hào)12345答案6.有一固體混合物，可能由碳酸鈉、硫酸鈉、硫酸銅、氯化鈣、氯化鈉等物質(zhì)組成。為鑒別它們，做了如下實(shí)驗(yàn)：(1)將固體混合物溶于水，攪拌后得無(wú)色溶液；(2)在此溶液中滴入氯化鋇溶液有白色沉淀生成；(3)過(guò)濾，然后在此白色沉淀中加入足量稀硝酸，沉淀最后全部消失。由此推斷，固體混合物中肯定有________；肯定沒(méi)有__________________________；可能會(huì)有__________。如果要進(jìn)一步確定可能有的物質(zhì)是否存在，可采用的檢驗(yàn)方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。練綜合拓展7．實(shí)驗(yàn)室需要純凈的NaCl溶液，但現(xiàn)有的NaCl晶體中混有少量Na2SO4和(NH4)2CO3。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去雜質(zhì)，并回答下列問(wèn)題：(1)除去(NH4)2CO3是直接加熱好，還是加強(qiáng)堿后再進(jìn)行加熱好？你選擇的是______________，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。判斷(NH4)2CO3已除盡的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)除去SOeq\o\al(2－,4)的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。判斷SOeq\o\al(2－,4)已除盡的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8．實(shí)驗(yàn)室常利用甲醛法測(cè)定(NH4)2SO4樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其反應(yīng)原理為：4NHeq\o\al(＋,4)＋6HCHO===3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋[滴定時(shí)，1mol(CH2)6N4H＋與1molH＋相當(dāng)]，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸。某興趣小組用甲醛法進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：步驟Ⅰ稱(chēng)取樣品1.500g。步驟Ⅱ?qū)悠啡芙夂?，完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容，充分搖勻。步驟Ⅲ移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中，加入10mL20%的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。按上述操作方法再重復(fù)2次。(1)根據(jù)步驟Ⅲ填空：①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，則測(cè)得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時(shí)用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積________(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)。③滴定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察________。A．滴定管內(nèi)液面的變化B．錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化④滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，酚酞指示劑由________色變成________色。(2)滴定結(jié)果如下表所示：滴定次數(shù)待測(cè)溶液的體積/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL125.001.0221.03225.002.0021.99325.000.2020.20若NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.1010mol·L－1，則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______?；A(chǔ)落實(shí)一、1.特征反應(yīng)有不溶于稀HNO3的黃色沉淀生成紅色溶液I－＋Ag＋===AgIFe3＋＋SCN－===[Fe(SCN)]2＋2．(1)Ba2＋BaSO4沉淀稱(chēng)量沉淀質(zhì)量(2)強(qiáng)堿溶液(3)Fe2＋溶液二、1.(1)2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2OH－＋Cl2↑＋H2↑(2)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O2．(1)Ba2＋、OH－、COeq\o\al(2－,3)三、1.(1)H＋＋HCOeq\o\al(－,3)===CO2↑＋H2O(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O2．(1)Ca2＋、Mg2＋(2)MgCO3＋CO2＋H2O===Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)(3)①Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=====,\s\up7(△))CaCO3↓＋CO2↑＋H2OMg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=====,\s\up7(△))MgCO3↓＋CO2↑＋H2O②Na2CO3Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)===CaCO3↓Mg2＋＋COeq\o\al(2－,3)===MgCO3↓對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．C[A中可先利用FeCl3鑒別出Ba(OH)2[產(chǎn)生紅褐色Fe(OH)3沉淀]和KSCN(產(chǎn)生血紅色溶液)，然后再利用Ba(OH)2鑒別出Mg(NO3)2(產(chǎn)生白色沉淀)，最后一種為NaCl，故能鑒別；B中將H2SO4分別加入四種溶液中，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體的為NaHCO3，產(chǎn)生白色沉淀的為Na2SiO3，產(chǎn)生刺激性氣味氣體的為(NH4)2SO3，余下的為NaNO3，故能鑒別；D中將KOH分別逐滴加入四種溶液中，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的為CuSO4，先產(chǎn)生白色沉淀又溶解的為AlCl3，加熱有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生的為(NH4)3PO4，故能鑒別。故選C。]2．NHeq\o\al(＋,4)、Ba2＋、I－Fe3＋、Mg2＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)K＋做焰色反應(yīng)，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰呈紫色，則有K＋，否則無(wú)K＋解析從(1)知無(wú)COeq\o\al(2－,3)。因?yàn)?H＋＋COeq\o\al(2－,3)===H2O＋CO2↑。從(2)知有I－，而無(wú)Fe3＋、NOeq\o\al(－,3)。因?yàn)?I－＋2Fe3＋===2Fe2＋＋I(xiàn)2,6I－＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)===3I2＋2NO↑＋4H2O。從(3)知無(wú)Mg2＋、Al3＋。因?yàn)镸g2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。從(4)知有Ba2＋，無(wú)SOeq\o\al(2－,4)。因Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)===BaSO4↓。從(5)知有NHeq\o\al(＋,4)。因NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。3．D[選項(xiàng)A中的Cl2和SO2均能使品紅溶液褪色，故不能用品紅溶液除去Cl2中的SO2；選項(xiàng)B中雖然己烯可與溴水反應(yīng)，但生成物仍溶解在己烷中，無(wú)法達(dá)到除雜的目的；選項(xiàng)C中通入Cl2，盡管可以將Fe2＋氧化成Fe3＋，但同時(shí)又往溶液中引入FeCl3雜質(zhì)；往調(diào)成的漿狀物中加入MgCl2溶液，利用Ca(OH)2的溶解平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，反應(yīng)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓的發(fā)生使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，能將Ca(OH)2完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2而除去Ca(OH)2。]4．(1)①鐵屑②稀硫酸(鹽酸)③稀硝酸④氫氧化鈉⑤氫氧化鈉(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用作紅色涂料用作制造銅鹽的原料解析(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是用廢鐵屑、常用的酸和堿，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。而廢水中含有Fe3＋、Cu2＋、Au3＋，因此首先加入廢鐵屑將Cu和Au都置換出來(lái)。Cu和Au的分離可以利用Cu與稀硝酸能反應(yīng)而Au不能，將其分離，Cu2＋和Fe2＋分別加入堿使其轉(zhuǎn)化為沉淀，灼燒分別生成它們的氧化物。(2)由于廢水顯酸性，又含有Cu2＋、Au3＋、Fe3＋，因此加入鐵屑發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋；Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；3Fe＋2Au3＋===2Au＋3Fe2＋；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(3)鐵紅的化學(xué)式為Fe2O3，鐵紅常用作紅色顏料，氧化銅常用作制造銅鹽的原料。課時(shí)作業(yè)1．A[滴定管的刻度從上到下，25mL刻度以下還有沒(méi)刻度的一部分，若把到5mL刻度位置的液體全部放出，其液體體積大于(25－5)mL。]2．D[A項(xiàng)未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管，會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)液濃度降低，造成滴定結(jié)果偏高；B項(xiàng)氣泡不排除，結(jié)束后往往氣泡會(huì)消失，造成所用標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，使測(cè)定結(jié)果偏高；C項(xiàng)往錐形瓶中加待測(cè)液時(shí)，錐形瓶先用待測(cè)液潤(rùn)洗，會(huì)使待測(cè)液的體積變大；D項(xiàng)振蕩時(shí)液滴飛濺出來(lái)，溶質(zhì)減少，所以濃度會(huì)偏低。故選D。]3．D[對(duì)各組溶液，分別采用兩兩混合法進(jìn)行鑒別。D組中，Al2(SO4)3遇K2CO3產(chǎn)生白色沉淀并放出氣體，Al2(SO4)3與KOH滴加順序不同現(xiàn)象也不同，Al2(SO4)3與KHSO4不反應(yīng)。]4．B[據(jù)①知溶液中存在COeq\o\al(2－,3)，則一定不存在Fe2＋；據(jù)②知不存在SOeq\o\al(2－,3)；據(jù)③知不存在I－，因此答案選B。]5．C[由第三組實(shí)驗(yàn)推知n(BaSO4)＝eq\f(2.33g,233g·mol－1)＝0.01mol，即溶液中含0.01mol的SOeq\o\al(2－,4)，再由加入足量鹽酸后沉淀由6.27g減至2.33g知其溶液中含有COeq\o\al(2－,3)，且n(COeq\o\al(2－,3))＝eq\f(6.27－2.33g,197g·mol－1)＝0.02mol；根據(jù)實(shí)驗(yàn)(2)可知原溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)且n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.04mol，又因溶液中含有COeq\o\al(2－,3)，則Mg2＋不存在，由于含有SOeq\o\al(2－,4)，則Ba2＋不存在，這樣溶液中的陽(yáng)離子就可能為NHeq\o\al(＋,4)和K＋。根據(jù)電荷守恒，陰離子所帶電荷總數(shù)為0.01mol×2＋0.02mol×2＝0.06mol，大于NHeq\o\al(＋,4)所帶的正電荷(0.04mol×1＝0.04mol)，故K＋一定存在。由于COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)都能與