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2026鲁科版高中化学选择性必修1
第3章 物质在水溶液中的行为
第4节 离子反应
第2课时 离子反应的应用
基础过关练
题组一 酸碱中和滴定实验
1.(2024广东佛山石门中学期中)常温下,用0.10 mol/L NaOH标准液滴定未知浓度的盐酸。下列说法正确的是 ( )
A.滴定过程中,眼睛注视滴定管内液面变化
B.用酚酞作指示剂,滴入最后半滴标准液,溶液恰好变红,一定达到滴定终点
C.装NaOH标准液时,用图2所示方法排除滴定管尖嘴内的气泡
D.若用该NaOH溶液滴定与盐酸相同浓度的醋酸,图1中虚线表示醋酸的滴定曲线,实线表示盐酸的滴定曲线
2.(2025河南豫北名校期中联考)下列有关实验操作的说法错误的是 ( )
A.酸碱中和滴定时,溶液颜色刚刚变色便立即读数,会导致测量结果偏大
B.酸碱中和滴定实验中,若滴定管用水润洗后就装入标准液滴定,会导致测量结果偏大
C.酸碱中和滴定时,盛待测液的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
D.用碱式滴定管量取NaOH溶液,开始时仰视液面读数,取出部分溶液后,俯视液面读数,实际量取的液体体积偏大
3.(2025陕西汉中期中联考)国家标准规定,酿造食醋中醋酸含量不得低于3.5 g/100 mL。利用0.025 0 mol·L-1的NaOH标准溶液进行酸碱中和滴定实验,可以测定食醋中醋酸的浓度,以检测其是否符合国家标准。某品牌白醋的醋酸浓度测定过程如图所示:
回答下列问题:
(1)如图1,用 (填“a”或“b”)量取10.00 mL白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL容量瓶中定容、摇匀即得待测溶液。
(2)酸碱指示剂应选 (填“甲基橙”“石蕊”或“酚酞”)。
(3)滴定管在使用之前应进行的操作是 。
(4)滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,眼睛应该注视 (填“滴定管中的液面变化”或“锥形瓶内溶液颜色变化”)。
(5)如图2表示50 mL滴定管中液面位置,A与C刻度间相差1 mL,如果刻度A为26,则液面读数为 mL。
(6)实验数据记录如下表:
滴定 次数 待测液 体积/mL 标准溶液的体积/mL
滴定前刻度 滴定后刻度
1 25.00 1.02 21.03
2 25.00 0.30 20.30
3 25.00 0.20 20.19
计算得该市售白醋的醋酸含量为 g/100 mL,则该白醋 (填“符合”或“不符合”)国家标准。
(7)下列操作中,会使所测白醋中醋酸的浓度偏低的是 (填字母)。
A.碱式滴定管在滴定时未用NaOH标准溶液润洗
B.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.读取NaOH标准溶液体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
D.锥形瓶中加入待测溶液后,再加少量水
题组二 物质的制备与纯化 生活中常见的离子反应
4.(2025天津塘沽一中期中)下列方程式书写正确的是 ( )
A.NaHS去除工业废水中的Pb2+:Pb2++S2- PbS↓
B.泡沫灭火器灭火原理的离子方程式:2Al3++3C+3H2O 2Al(OH)3↓+3CO2↑
C.SnCl4加入大量水中并加热,化学方程式为SnCl4+(x+2)H2O SnO2·xH2O↓+4HCl
D.KMnO4和H2C2O4反应的离子方程式:2Mn+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
5.(2024江西南昌月考)粗制的CuSO4·5H2O晶体中含有Fe2+。提纯时,为了除去Fe2+,常加入少量H2O2,然后加入少量碱至溶液pH=4,可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。下列说法不正确的是 ( )
A.溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4
B.加入H2O2,将Fe2+氧化:2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
C.由于CuSO4的催化作用,会使部分H2O2分解而损失
D.调溶液pH=4的依据是Cu(OH)2比Fe(OH)3更难溶
6.(2024安徽亳州蒙城第一中学期中)碘化钠在医药中用作甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂和利尿剂,也用作食品添加剂、感光剂等。工业上用NaOH溶液、水合肼制取碘化钠固体,其制备流程图如下:
已知:N2H4·H2O在100 ℃以上分解。
回答下列问题:
(1)在合成过程的反应产物中含有NaIO3,若在合成过程中消耗了3 mol I2,则生成NaIO3的物质的量为 mol。
(2)写出还原过程中发生反应的离子方程式: ;
在还原过程中,为了加快反应,可提高反应温度,但温度不得超过 ℃;下列试剂可检测所得碘化钠固体中是否含有NaIO3杂质的是 (填字母)。
A.冰醋酸 B.KI溶液 C.淀粉溶液
(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下:
a.称取4.000 g样品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;
b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,然后加入足量的FeCl3溶液,充分反应后,再加入淀粉溶液作指示剂;
c.用0.100 0 mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点(发生反应的化学方程式为2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI),重复测定2次,所得相关数据如下表:
测定 序号 待测液 体积/mL 标准液滴定管 起点读数/mL 标准液滴定管 终点读数/mL
1 25.00 0.06 24.04
2 25.00 0.02 24.02
3 25.00 0.12 24.14
①操作b中,加入足量的FeCl3溶液时发生反应的离子方程式为 。
②滴定终点观察到的现象为
。
③计算该样品中NaI的百分含量为 。
(4)碘化钠固体的保存方法是 。
能力提升练
题组一 酸碱中和滴定曲线分析
1.(2025重庆名校联盟期中联考)常温下,等浓度的两种一元酸HA和HB分别用同一浓度的NaOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.酸性:HA>HB
B.起始浓度:c(HB)=0.01 mol·L-1
C.HA和HB起始溶液体积相同
D.滴定HA和HB均可用甲基橙作指示剂
2.(2025山东聊城二中月考)常温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知:①lg5=0.7;②甲基红是一种常用的酸碱指示剂,其在pH为4.4~6.2时呈橙色,pH≤4.4时呈红色,pH≥6.2时呈黄色。下列说法不正确的是 ( )
A.滴定时,边摇动锥形瓶边观察锥形瓶中溶液颜色的变化
B.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.忽略溶液体积变化,V(NaOH)=30.00 mL时,所得溶液的pH=12.3
题组二 酸碱中和滴定原理的迁移应用
3.(2024黑龙江哈尔滨九中期中)电流滴定法(电压10~100 mV)是根据电流情况判断滴定终点,如图所示,仅I2、I-同时存在时才能产生电流。可用此法来测定Na2S2O3溶液的浓度,已知:2S2+2I-。下列说法错误的是 ( )
A.仪器X的名称为碱式滴定管
B.a点为滴定终点
C.若滴定结束后仰视读数,则测定Na2S2O3溶液的浓度偏小
D.若碘液中含有0.15 mol I2,硫代硫酸钠溶液的浓度为0.5 mol·L-1
4.(2025江西九江期中联考)银量法(以生成难溶性银盐来进行测定的一种滴定分析方法)可用于测定卤化钠中卤素的含量。某实验小组用银量法快速测定某NaBr溶液中Br-的物质的量浓度,实验过程如下:
Ⅰ.配制标准溶液
①配制0.100 0 mol·L-1的AgNO3标准溶液100 mL,放在棕色试剂瓶中避光保存;
②配制0.100 0 mol·L-1 NH4SCN标准溶液100 mL。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaBr溶液20.00 mL于锥形瓶中;
b.加入20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的AgNO3溶液(过量),使Br-完全转化为AgBr沉淀;
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂;
d.用0.100 0 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定过量的Ag+,到达滴定终点时停止滴定;
e.重复上述操作三次,四次测定数据如表:
实验序号 1 2 3 4
消耗的NH4SCN标准溶液的体积/mL 12.07 10.03 9.97 10.00
f.数据处理。
已知铁离子在溶液中的水解程度:中性>强酸性。
回答下列问题:
(1)用棕色 (仪器名称)量取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的AgNO3溶液于锥形瓶中;滴定过程中眼睛观察 ;滴定终点的现象为
。
(2)滴定过程要在pH较小的环境中进行的原因是
。
(3)经计算得c(Br-)= mol·L-1;下列操作会导致测得的NaBr溶液中c(Br-)偏大的是 (填标号)。
A.滴定管未润洗即装入NH4SCN标准溶液进行滴定
B.滴定过程中开始仰视读数,后俯视读数
C.滴定开始时滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
(4)若待测液为NaI溶液,则b和c两步不能颠倒,原因是
(用离子方程式结合文字描述)。
题组三 离子反应在物质制备中的应用
5.(2025河北保定一中月考)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗食盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。工艺流程如下:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液。
(1)粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、S等杂质。除杂操作时,往粗食盐水中加入过量的试剂X,按滴加顺序依次是 (从所提供的试剂中选取),充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的S,其原因是 。[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2·L-2;Ksp(BaCO3)=5.1×10-9 mol2·L-2]
(2)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2,电解时生成的气体B是 ;电解时阳极反应式为 。反应Ⅲ的离子方程式为
。
(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL ,稀释成100 mL 试样。
步骤2:量取V1 mL 试样加入锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。(已知:2ClO2+10I-+8H+ 5I2+2Cl-+4H2O)
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL 。(已知:I2+2S2)
①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是 。
②上述步骤3中滴定终点的现象是
。
③若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则实验结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
④根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为 mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 滴定过程中,眼睛注视待测液颜色变化,A错误;用酚酞作指示剂,滴入最后半滴NaOH标准液,溶液恰好变红,且半分钟内不褪色,证明达到滴定终点,B错误;用碱式滴定管盛装NaOH标准液时,可用图2所示方法排除滴定管尖嘴内的气泡,C正确;相同浓度的盐酸和醋酸,醋酸的起始pH较大,实线表示醋酸的滴定曲线,D错误。
名师点睛
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线分析:
(1)曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低。
(2)突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应突跃点的变化范围。
2.A 根据c(待测)=分析不当操作对V(标准)的影响(解题技法)。进行酸碱中和滴定时,溶液颜色刚刚变色便立即读数,后续可能会出现颜色恢复的现象,该情况下V(标准)偏小,导致测量结果偏小,故A错误;酸碱中和滴定实验中,若滴定管用水润洗后就装入标准液滴定,会导致标准液浓度偏小,V(标准)偏大,导致测量结果偏大,故B正确;酸碱中和滴定时,盛待测液的锥形瓶中有少量水,不影响待测液的物质的量,即不影响V(标准),对滴定结果无影响,故C正确;用碱式滴定管量取NaOH溶液,开始时仰视液面读数,放出部分溶液后,俯视液面读数,由于量取液体体积定量,所以实际量取的液体体积偏大,故D正确。
3.答案 (1)b (2)酚酞 (3)检查是否漏液 (4)锥形瓶内溶液颜色变化 (5)26.10 (6)1.2 不符合 (7)C
解析 (1)用酸式滴定管量取白醋,故选用b量取。(2)用氢氧化钠溶液滴定待测溶液,恰好中和时生成醋酸钠,醋酸钠水解使溶液呈碱性,应该选酚酞作指示剂。(3)滴定管在使用之前应进行的操作是检查是否漏液。(4)滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,眼睛应该注视锥形瓶内溶液颜色变化。(5)滴定管0刻度线在上方,根据A与C刻度间相差1 mL,再结合滴定管液面的位置可知,液面读数为26.10 mL。(6)检验白醋中醋酸的浓度是否符合国家标准,实验原理为通过醋酸与氢氧化钠溶液反应,恰好完全反应时n(NaOH)=n(CH3COOH),计算醋酸的浓度;由表中数据可知,三次消耗氢氧化钠溶液的平均体积为20.00 mL,c(CH3COOH)==0.020 0 mol·L-1,所以稀释前白醋中c(CH3COOH)=0.200 0 mol·L-1,该市售白醋的醋酸含量为=1.2 g/100 mL<3.5 g/100 mL,不符合国家标准。
(7)A项,碱式滴定管未用NaOH标准溶液润洗,使标准液的浓度偏小,导致消耗NaOH溶液的体积偏大,滴定结果偏高;B项,碱式滴定管在滴定前有气泡,初始读数偏小,滴定后气泡消失,导致V(NaOH)偏大,滴定结果偏高;C项,读取NaOH溶液体积时,开始时仰视读数,初始读数偏大,滴定结束时俯视读数,终点读数偏小,使V(NaOH)偏小,滴定结果偏低;D项,锥形瓶中加入待测溶液后,再加少量水,醋酸的物质的量不变,对消耗NaOH溶液的体积无影响,对测定结果无影响;故选C。
4.C HS-是弱酸的酸式酸根离子,在书写离子方程式时不拆,故A错误;泡沫灭火器中装有NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,涉及反应的离子方程式为3HC+Al3+ Al(OH)3↓+3CO2↑,故B错误;SnCl4加入大量水中并加热,发生水解反应得到SnO2·xH2O沉淀,故C正确;草酸不是强酸,在离子方程式中保留其化学式,故D错误。
5.D 为防止Cu2+水解生成Cu(OH)2,溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4,A项正确;H2O2具有强氧化性,能与Fe2+发生氧化还原反应,即2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,B项正确;H2O2在CuSO4催化下可发生分解反应,C项正确;调节溶液pH=4时,可将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,Cu2+不损失,即Fe(OH)3比Cu(OH)2更难溶,D项错误。
6.答案 (1)1
(2)2I+3N2H4·H2O 3N2↑+2I-+9H2O 100 AC
(3)①2Fe3++2I- 2Fe2++I2 ②当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复 ③90.00%
(4)用棕色试剂瓶遮光、密封保存
解析 (1)在合成过程中,I2与NaOH溶液发生反应的化学方程式为3I2+6NaOH NaIO3+5NaI+3H2O,若合成过程中消耗了3 mol I2,生成NaIO3的物质的量为1 mol。
(2)还原过程中,水合肼将NaIO3还原为I-,水合肼被氧化为N2,离子方程式为2I+3N2H4·H2O 3N2↑+2I-+9H2O;因为N2H4·H2O在100 ℃以上分解,在还原过程中,温度不得超过100 ℃;酸性环境下NaIO3能被NaI还原为I2,用淀粉溶液可检验I2的存在,则选择冰醋酸、淀粉溶液。
(3)①操作b中,加入足量的FeCl3溶液时,发生反应的离子方程式为2Fe3++2I- 2Fe2++I2。
②达到滴定终点时,I2全部被Na2S2O3还原为I-,溶液的蓝色褪去,则达滴定终点时观察到的现象为当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复。
③三次实验中,所用Na2S2O3溶液的平均体积为=24.00 mL,根据方程式得关系式:2NaI~I2~2Na2S2O3,则n(NaI)=n(Na2S2O3),样品中NaI的百分含量为×100%=90.00%。
(4)碘化钠可用作感光剂,其在光照条件下分解,所以碘化钠固体的保存方法是用棕色试剂瓶遮光、密封保存。
能力提升练
1.A 等浓度的HA、HB溶液,HA溶液的pH小于HB溶液,所以酸性:HA>HB,故A正确;HB是弱酸,HB溶液的起始pH=2,所以起始浓度c(HB)>0.01 mol·L-1,故B错误;达到滴定终点,消耗氢氧化钠溶液的体积:HA2.C 因为要根据颜色变化判断是否还要继续滴定,所以滴定实验中,要观察锥形瓶中溶液颜色的变化,故A正确;NaOH与HCl完全反应生成NaCl,溶液显中性,常温下两者恰好完全反应时,pH=7,故B正确;由题图知,选择甲基红作指示剂,误差比甲基橙小,故C不正确;V(NaOH)=30.00 mL时,碱过量,c(OH-)==0.02 mol·L-1,所以c(H+)=5×10-13 mol·L-1,pH=13-lg5=12.3,故D正确。
3.B 根据题图中仪器X的外观构造可知其为碱式滴定管,A正确;根据“仅I2、I-同时存在时才能产生电流”知,滴定终点时无I2,电流应为0,a点不是滴定终点,B错误;仰视读数造成读取的Na2S2O3溶液的体积偏大,则测定的Na2S2O3溶液的浓度偏小,C正确;n(Na2S2O3)=2n(I2)=0.3 mol,V(Na2S2O3)=0.6 L,所以硫代硫酸钠溶液的浓度为=0.5 mol·L-1,D正确。
4.答案 (1)移液管或酸式滴定管 锥形瓶中溶液颜色变化 滴入最后半滴NH4SCN溶液,体系出现淡红色,且半分钟内不恢复原色 (2)抑制铁离子水解,防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断 (3)0.050 B (4)2Fe3++2I- I2+2Fe2+,指示剂耗尽,无法指示终点
解析 (1)硝酸银溶液呈酸性,用棕色的移液管或酸式滴定管准确量取20.00 mL的AgNO3溶液于锥形瓶中,滴定过程中眼睛观察锥形瓶中溶液颜色变化,滴定终点的现象为滴入最后半滴NH4SCN溶液,体系出现淡红色,且半分钟内不恢复原色。(3)n(AgNO3)=0.002 mol,由实验数据可知,第1次实验数据误差较大,舍弃,消耗NH4SCN标准溶液的体积的平均值为10.00 mL,消耗的n(NH4SCN)=0.001 mol,NH4SCN消耗的AgNO3的物质的量为0.001 mol,所以与NaBr反应的n(AgNO3)=n(Br-)=0.001 mol,故c(Br-)==0.050 mol·L-1。A项,滴定管未润洗即装入NH4SCN标准溶液进行滴定,会消耗更多的NH4SCN,则计算所得的Br-消耗的Ag+的量减少,测得的Br-浓度偏小;B项,滴定过程中开始仰视读数,后俯视读数,测得消耗的NH4SCN溶液体积偏小,NH4SCN消耗的AgNO3偏少,Br-消耗的Ag+偏多,测得的Br-浓度偏大;C项,滴定开始时滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,测得消耗的NH4SCN溶液体积偏大,NH4SCN消耗的AgNO3偏多,Br-消耗的Ag+减少,测得的Br-浓度偏小。(4)若待测液为NaI溶液,b和c两步不能颠倒,原因是2Fe3++2I- I2+2Fe2+,指示剂耗尽,无法指示终点。
5.答案 (1)BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液(或NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液或BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液) BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)
(2)H2 Cl--6e-+3H2O Cl+4H++2Cl- 2ClO2↑+2H2O+Cl2↑
(3)①移液管或酸式滴定管 ②滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色恰好消失,且30 s内不恢复蓝色 ③偏高 ④
解析 (1)往粗食盐水中加入过量的BaCl2溶液,来除去S,加入过量的NaOH溶液来除去Mg2+,加入过量的Na2CO3溶液来除去过量的Ba2+和原溶液中的Ca2+,故只要保证Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入即可,充分反应后将沉淀一并滤去;BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(破题关键),所以溶液中仍含有一定量S。(2)将食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠,电解时阳极电极反应式为Cl--6e-+3H2O Cl+6H+,在阴极H+得电子生成H2,故气体B是H2;根据流程图,反应Ⅲ中NaClO3与HCl反应生成ClO2、Cl2等物质,其反应的离子方程式为2Cl+4H++2Cl- 2ClO2↑+2H2O+Cl2↑。(3)①ClO2具有强氧化性,应用移液管或酸式滴定管量取ClO2溶液。②锥形瓶中溶液显蓝色,滴加Na2S2O3溶液过程中碘单质被消耗,达到滴定终点时,滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色恰好消失,且30 s内不恢复蓝色。③Na2S2O3被氧气氧化,则消耗Na2S2O3溶液的体积增大,测定结果偏高。④根据离子方程式,建立关系式为2ClO2~5I2~10S2,则ClO2的浓度为 mol·L-1。
方法点津
滴定计算及指示剂选择
(1)滴定计算:可根据得失电子守恒,找出关系式,从而简化计算过程。如5Fe2+~Mn,I2~SO2。
(2)指示剂选择:
①涉及I2的常用淀粉溶液;
②涉及Fe3+的常用KSCN溶液;
③涉及高锰酸钾的一般不用指示剂。
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