2024届高三化学专题-水溶液大题 （含解析）

水溶液大题
一、填空题
1．实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3.其主要实验流程如下：
将提纯后的FeSO4溶液与氨水NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。生成FeCO3沉淀的离子方程式为
2．实验室以锌灰(含ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)为原料制备Zn3(PO4)2·4H2O的流程如图。
滴加KMnO4溶液后有MnO2生成，该反应的离子方程式为 。
3．氧化铁黄(化学式为FeOOH)是一种黄色颜料，工业上以废铁为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如下：
氧化过程生成氧化铁黄的化学方程式是
4．以某工业铜渣(主要成分为Cu、Cu2Se、Cu2Te，还有少量Ag)为原料制备胆矾、硒、碲的一种工艺流程如下：
(1)“浆化、焙烧”后，铜渣中金属元素均转化为硫酸盐，碲元素转化为不溶于水的TeO2。Cu2Se与浓硫酸反应的化学方程式为
(2)“浸取Ⅱ”后，TeO2转化为TeCl，则“还原”过程反应的离子方程式为
5．高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体，工艺流程如下：
“反应Ⅲ”的离子方程式为
6．以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下：
(1)“氧化”过程发生的离子方程式为
(2)向“过滤Ⅱ”所得滤液(富含Ni2＋)中加入N2H4·H2O，在碱性条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离子方程式：
7．某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如下：
已知：。按一定计量比在“分解塔”中通和喷入硝酸，若反应后生成的与的物质的量之比恰好为1∶1，则“分解塔”中发生反应的化学方程式： 。
8．某实验小组采用刻蚀废液(主要含)制取和，实验流程如下：
已知：是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。“还原Ⅱ”中，参与反应的离子方程式： 。
二、工业流程题
9．硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为
(2)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为
10．氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl微溶于水，不溶于稀酸，可溶于Cl-浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如下：
(1)溶解步骤中Cu与NH4NO3反应的离子方程式为(N元素被还原到最低价)
(2)还原步骤发生反应的离子方程式为
11．从分金渣(主要成分为AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示：
已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2S)=6.3×10-50
(1)“预处理”时主要反应的化学方程式为
(2)“分银”时AgCl与Na2SO3反应生成Ag(SO3)的离子方程式为 ，该反应的K= 。[已知Ag＋＋2SOAg(SO3)　K′=1.0×108.68]
(3)“还原”时HCHO转化为HCOOH，其化学方程式为
12．磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一、一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(主要成分为LiFePO4、炭黑和铝箔)中金属的流程如下：
(1)步骤① 中“碱溶”的化学方程式为
(2)步骤② 中反应的离子方程式为 ，若用H2O2代替HNO3，其反应的离子方程式为
(3)步骤④ 反应的离子方程式为
13．ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取：
已知：ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋
(1)“熔融”过程中，ZrSiO4发生反应的化学方程式为
(2)滤渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2·nZr(OH)4.“调pH=8.0”时，所发生反应的离子方程式为
14．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图，写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。
15．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下，回答下列问题：
(1)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O，写出此反应的离子方程式：
(2)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O转化为CrO，写出该反应的离子方程式
(3)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O=FeCO3↓＋NH＋H2O (或Fe2＋＋HCO＋NH3=FeCO3↓＋NH)
【详解】将提纯后的FeSO4溶液与氨水NH4HCO3混合溶液反应生成FeCO3沉淀，生成FeCO3的化学方程式为FeSO4＋NH3·H2O＋NH4HCO3=FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O[或FeSO4＋NH3＋NH4HCO3=FeCO3↓＋(NH4)2SO4]，离子方程式为Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O=FeCO3↓＋NH＋H2O(或Fe2＋＋HCO＋NH3=FeCO3↓＋NH)；故答案为Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O=FeCO3↓＋NH＋H2O (或Fe2＋＋HCO＋NH3=FeCO3↓＋NH)。
2．+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
【详解】锌灰被稀硫酸“浸取”后，溶液中有Fe2+，KMnO4溶液氧化Fe2+生成Fe3+，自身被还原为MnO2，反应的离子方程式为MnO+3Fe2++7H2O＝MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+。
3．4FeSO4＋O2＋8NaOH=4FeOOH↓＋4Na2SO4＋2H2O
【详解】过量铁与硫酸反应生成FeSO4，而空气中的O2将Fe2＋氧化为FeOOH，根据质量守恒（），有Na2SO4生成，进一步推出NaOH参加反应，根据电子得失守恒配平后可知，生成物还有水。据此可写出：4FeSO4＋O2＋8NaOH=4FeOOH↓＋4Na2SO4＋2H2O。
故答案为：4FeSO4＋O2＋8NaOH=4FeOOH↓＋4Na2SO4＋2H2O。
4．(1)Cu2Se＋6H2SO4(浓)2CuSO4＋SeO2↑＋4SO2↑＋6H2O
(2)TeCl＋2SO2＋4H2O=Te＋2SO＋6Cl-＋8H＋
【详解】（1）根据题意，“浆化、焙烧”过程中生成物有SeO2，CuSO4，SO2，而硫酸中的H元素转化为水，反应为：Cu2Se＋6H2SO4(浓)2CuSO4＋SeO2↑＋4SO2↑＋6H2O。
故答案为：Cu2Se＋6H2SO4(浓)2CuSO4＋SeO2↑＋4SO2↑＋6H2O。
（2）“还原”时，SO2将TeCl还原为Te，本身氧化成SO，结合三大守恒（质量守恒，电子得失守恒及电荷守恒）可得反应：TeCl＋2SO2＋4H2O=Te＋2SO＋6Cl-＋8H＋。
故答案为：TeCl＋2SO2＋4H2O=Te＋2SO＋6Cl-＋8H＋。
5．2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O
【分析】废锰渣主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3，KOH、MgO和Fe2O3与硫酸反应生成硫酸钾、硫酸镁、硫酸铁，MnO2和硫酸不反应，加硫酸溶解、过滤，废渣A是MnO2，MnO2、过量FeS2在酸性条件下反应得到MnSO4、S、FeSO4，滤液中的Fe2+被加入的MnO2氧化为Fe3+，加碳酸钙调pH生成氢氧化铁沉淀除去Fe3+。
【详解】“反应Ⅲ”是溶液中的Fe2+被加入的MnO2氧化为Fe3+，MnO2被还原为Mn2+，根据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O。
6．(1)2H＋＋2Fe2＋＋ClO-=2Fe3＋＋Cl-＋H2O
(2)N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH-=2Ni↓＋N2↑＋5H2O
【详解】（1）FeO被酸溶解生成Fe2＋，用NaClO氧化Fe2＋，前面加入了H2SO4，故为酸性条件下，ClO-将Fe2＋氧化生成Fe3＋，ClO-自身被还原为Cl-，根据Cl和Fe得失电子守恒配平反应，用H＋平衡电荷。故离子方程式为2H＋＋2Fe2＋＋ClO-=2Fe3＋＋Cl-＋H2O。N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH-=2Ni↓＋N2↑＋5H2O。
（2）Ni2＋氧化N2H4·H2O，生成N2，自身被还原为Ni，根据N和Ni得失电子守恒配平反应，用OH-平衡电荷。故离子方程式为N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH-=2Ni↓＋N2↑＋5H2O。
7．
【详解】“分解塔”中通和喷入硝酸，若反应后生成的与的物质的量之比恰好为1∶1，同时生成1molNO和1molNO2硝酸需得4mol电子，1mol二氧化硫被氧化呈硫酸时失2mol电子，根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式：，故答案为：；
8．
【详解】将Cu2+还原为Cu+，Cu+与C1－结合生成Cu2C12沉淀，反应的离子方程式为。
9．(1)NH4HCO3＋NH3=(NH4)2CO3
(2)2Mg2＋＋3CO＋2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑]
【分析】硼镁矿（含Mg2B2O3 H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）加入硫酸铵溶液，得到气体，根据硼镁矿和硫酸铵化学式知，得到的气体为NH3，用NH4HCO3吸收NH3，发生反应NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3，根据过滤2及沉镁成分知，过滤1中得到的滤渣为难溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3，调节溶液pH=3.5时得到H3BO3，滤液中含有MgSO4，沉镁过程发生的反应为2Mg2++3CO+2H2O=Mg(OH)2 MgCO3↓+2HCO，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有(NH4)2SO4，以此解答。
【详解】（1）氨气为碱性气体，能和酸式铵盐吸收生成正盐，反应方程式为NH4HCO3＋NH3=(NH4)2CO3。
（2）在“沉镁”中镁离子和碳酸根离子发生水解和复分解反应生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀，同时还生成碳酸氢根离子离子，离子方程式为2Mg2＋＋3CO＋2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑]。
10．(1)4Cu+ 10H++NO=4Cu2++NH+3H2O
(2)2Cu2＋＋SO＋2Cl-＋H2O=2CuCl↓＋SO＋2H＋
【分析】海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)加入到NH4NO3、H2O和H2SO4溶解，酸性环境下硝酸根将铜单质氧化，所以得到的溶液中Cu元素的存在形式为Cu2+；之后加入氯化铵和亚硫酸铵溶液将Cu2+还原成Cu+，得到CuCl沉淀，过滤后得到的滤液主要含硫酸铵和硫酸，沉淀经酸液洗涤后经系列处理得到CuCl。
【详解】（1）“溶解” 过程中，硝酸铵中的硝酸根离子与硫酸电离出的氢离子构成硝酸，将铜氧化，离子方程式是：4Cu+ 10H++NO=4Cu2++NH+3H2O。
（2）还原过程中将Cu2+还原成Cu+，然后Cu+与Clˉ结合生成CuCl沉淀，离子方程式为2Cu2＋＋SO＋2Cl-＋H2O=2CuCl↓＋SO＋2H＋。
11．(1)2FeCl3＋Ag2S=2FeCl2＋S＋2AgCl
(2) AgCl＋2SOAg(SO3)＋Cl- 1.8×10-1.32
(3)2AgCl＋HCHO＋H2O=2Ag＋HCOOH＋2HCl
【分析】分金渣中加入氯化铁进行“预处理”，氯化铁具有氧化性，能与硫化银发生氧化还原反应生成氯化亚铁、单质硫、AgCl；“分银”时，加入亚硫酸钠，AgCl与Na2SO3反应生成Ag(SO3)，而PbSO4、BaSO4及“预处理”时生成的单质S不溶于水，则分银渣为PbSO4、BaSO4、单质S；“沉银”时加入盐酸，使Ag(SO3)生成氯化银沉淀；“还原”时氯化银与甲醛反应生成甲酸、单质银和氯化氢；据此分析解题。
【详解】（1）分金渣中加入氯化铁进行“预处理”，氯化铁具有氧化性，能与硫化银发生氧化还原反应生成氯化亚铁、单质硫、AgCl；“预处理”时主要反应的化学方程式为2FeCl3＋Ag2S=2FeCl2＋S＋2AgCl；故答案为2FeCl3＋Ag2S=2FeCl2＋S＋2AgCl。
（2）“分银”时AgCl与Na2SO3反应生成Ag(SO3)和氯离子，离子方程式为AgCl＋2SOAg(SO3)＋Cl-；则=K′×Ksp(AgCl)=1.0×108.68×1.8×10-10=1.8×10-1.32。故答案为AgCl＋2SOAg(SO3)＋Cl-；1.8×10-1.32。
（3）“还原”时氯化银与甲醛反应生成甲酸、单质银和氯化氢，化学方程式为2AgCl＋HCHO＋H2O=2Ag＋HCOOH＋2HCl；故答案为2AgCl＋HCHO＋H2O=2Ag＋HCOOH＋2HCl。
12．(1)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑
(2) 3LiFePO4＋NO＋13H＋=3Li＋＋3Fe3＋＋3H3PO4＋NO↑＋2H2O 2LiFePO4＋H2O2＋8H＋=2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O
(3)2Li＋＋CO=Li2CO3↓
【分析】步骤①中“碱溶”反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O＝3H2↑+2NaAlO2，过滤分离出铝元素，步骤②滤渣中加入氧化性酸硝酸，将亚铁离子氧化为铁离子，强酸制弱酸有磷酸生成，产物为Li+、Fe3+、H3PO4、NO，加入碱液，铁离子生成Fe（OH）3沉淀，过滤分离出铁元素，滤液中加入碳酸钠，生成碳酸锂沉淀。
【详解】（1）步骤①中“碱溶”时铝与碱液发生反应生成NaAlO2：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；
（2）根据流程图知，步骤②中磷酸亚铁锂与HNO3、H2SO4发生氧化还原反应，HNO3氧化＋2价的铁：3LiFePO4＋NO＋13H＋=3Li＋＋3Fe3＋＋3H3PO4＋NO↑＋2H2O；若用H2O2代替HNO3，由于双氧水的还原产物是水，因此其优点是不产生氮氧化物大气污染物：2LiFePO4＋H2O2＋8H＋=2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O；
（3）步骤④ 反应的离子方程式为2Li＋＋CO=Li2CO3↓。
13．(1)ZrSiO4＋4NaOHNa2SiO3＋Na2ZrO3＋2H2O
(2)(n＋1)ZrO2＋＋2nCO＋(3n-1)H2O=Zr(CO3)2·nZr(OH)4↓＋(2n-2)HCO
【分析】根据分析，氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠，与二氧化硅反应生成硅酸钠，ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，加入过量盐酸后得到亚铁离子、铁离子、铝离子、Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋，加入双氧水后亚铁离子转化为铁离子，与氨水结合后得到氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，调pH=8.0时，反应生成Zr(CO3)2·nZr(OH)4，Zr元素的化合价不变，根据原子守恒配平所发生反应的离子方程式，则得到Zr(CO3)2·nZr(OH)4，以此分析；
【详解】（1）ZrSiO4与烧碱反应生成Na2ZrO3，Zr元素的化合价均为＋4，发生非氧化还原反应，另外生成产物为Na2SiO3；
故答案为：；
（2）“调pH=8.0”时，反应生成Zr(CO3)2·nZr(OH)4，Zr元素的化合价不变，根据原子守恒配平所发生反应的离子方程式；
故答案为：。
14．2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4
【分析】根据反应流程可知，氯酸钠与硫酸、二氧化硫反应生成硫酸氢钠和二氧化氯。
【详解】NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO3是氧化剂，还原产物为ClO2，SO2为还原剂，氧化产物为NaHSO4，根据得失电子守恒和原子守恒，此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。
15．(1)2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O＋8H＋
(2)Cr2O＋2OH-=2CrO＋H2O
(3)2CrO＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH-
【分析】向含铬污泥中加入稀硫酸和水并调节溶液pH＝1，浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋，过滤，向滤液中加入双氧水，Cr3＋被氧化生成Cr2O，再向溶液中加入NaOH溶液并调节溶液的pH＝8，溶液中Fe3＋、Al3＋生成沉淀，且溶液中Cr2O转化为CrO，然后过滤，向滤液中加入钠离子交换树脂，除去Ca2＋和Mg2＋，最后向溶液中通入二氧化硫，还原得到Cr(OH)(H2O)5SO4，据此分析解题。
【详解】（1）H2O2具有氧化性，将Cr3＋氧化成Cr2O，反应的离子方程式为2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O＋8H＋；故答案为2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O＋8H＋。
（2）Cr2O与CrO在碱性条件下的转化反应为Cr2O＋2OH-=2CrO＋H2O；故答案为Cr2O＋2OH-=2CrO＋H2O。
（3）SO2进行框图中的还原反应时，将溶液中的CrO转化成Cr(OH)(H2O)5SO4，反应的离子方程式为2CrO＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH-。故答案为2CrO＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH-