高中化学实验离子反应及其发生的条件实验报告练习新人教必修.docx
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高中化学实验离子反应及其发生的条件实验报告练习新人教必修
离子反应及其发生的条件实验报告
实验名称：
离子反应及其发生的条件
实验目的：
1.掌握离子反应发生的条件。
2.提高由个别到一般的归纳能力与知识的综合运用能力。
实验原理：
实验用品：
药品：
Na2SO4溶液（0.1mol/L），KCl溶液（0.1mol/L），BaCl2溶液（0.1mol/L），CuSO4溶液（0.1mol/L），Na2CO3溶液（0.1mol/L），盐酸（0.1mol/L），NaOH溶液（0.1mol/L），酚酞溶液
器材：
试管（若干支），胶头滴管，试管架
【实验步骤】
实验步骤
实验现象
解释、结论或离子方程式
向盛有2mlNa2SO4溶液的试管中加入2mlKCl溶液观察现象
向盛有2mlNa2SO4溶液的试管中加入2mlBaCl2溶液观察现象
向盛有2mlNaOH溶液的试管中加入2ml盐酸溶液观察现象
向盛有2mlCuSO4溶液的试管中加入2mlNaOH溶液观察现象
向盛有2mLNaOH稀溶液的试管里滴入几滴酚酞溶液，再用滴管向试管里慢慢滴入稀盐酸，至溶液恰好变色为止
向盛有2mLNa2CO3溶液的试管里加入2mL盐酸观察实验现象
【反思交流】
1、酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，需要具备什么样的条件？
2、在书写离子反应方程式时，那些物质仍需要用化学式表示？
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）
1．25℃时，在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶液中，滴加0.1mol/L的盐酸，下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是
A．未加盐酸时：
c（OH-）＞c（Na+）=c（NH3·H2O）
B．加入10mL盐酸时：
c（NH4+）+c（H+）=c（OH-）
C．加入盐酸至溶液pH=7时：
c（Cl-）=c（Na+）
D．加入20mL盐酸时：
c（Cl-）=c（NH4+）+c（Na+）
2．下列选项中,利用相关实验器材（规格和数量不限）能够完成相应实验的是（）
选项
实验器材
相应实验
A
试管、铁架台、导管
乙酸乙酯的制备
B
分液漏斗、烧杯、铁架台
用CCl4萃取溴水中的Br2
C
500mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、天平
配制500mL1.00mol/LNaCl
溶液
D
三脚架、坩埚、酒精灯、坩埚钳、泥三角
从食盐水中得到NaCl晶体
A．AB．BC．CD．D
3．W、X、Y、Z四种短周期主族元素的原子序数依次增大，其最高价氧化物对应的水化物的溶液，浓度均为0.1mol/L时的pH如表所示。
下列说法正确的是
元素对应的溶液
W
X
Y
Z
pH（25℃）
1.0
13.0
0.7
1.0
A．简单离子半径大小顺序为：
X>Y>Z>W
B．Z元素的氧化物对应的水化物一定是强酸
C．X、Z的简单离子都能破坏水的电离平衡
D．W、Y都能形成含18个电子的氢化物分子
4．下表中“试剂”与“操作及现象”对应关系错误的是
A．AB．BC．CD．D
5．已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．120gNaHSO4固体中含有H+的数目为NA
B．向FeBr2溶液中缓慢通入0.2molCl2时，被氧化的Fe2＋数目一定为0.4NA
C．用惰性电极电解1L浓度均为2mol/L的AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液，当有0.2NA个电子转移时，阴极析出金属的质量大于6.4g
D．加热条件下，1molFe投入足量的浓硫酸中，生成SO2的分子数目为NA
6．改革开放40周年取得了很多标志性成果，下列说法不正确的是
A．“中国天眼”的镜片材料为SiC，属于新型无机非金属材料
B．“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性
C．北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出一颗真正意义的“中国芯”，其主要成分为SiO2
D．港珠澳大桥设计使用寿命120年，水下钢柱镶铝块防腐的方法为牺牲阳极保护法
7．以下物质间的每步转化通过一步反应能实现的是（）
A．Al－Al2O3－Al（OH）3－NaAlO2B．N2－NH3－NO2－HNO3
C．Cu－CuO－Cu（OH）2－CuSO4D．Na－Na2O2－Na2CO3－NaOH
8．有a、b、c、d四种原子序数依次增大，且均不大于20的主族元素，a、c同主族，a的最外层电子数是内层电子数的3倍，b为金属元素，a、c、d的最外层电子数之和为19。
下列叙述正确的是
A．a、b可能形成含有共价键的离子化合物
B．简单离子半径大小：
d>c>a>b
C．含氧酸的酸性强弱：
d>c
D．b、c的简单离子在水溶液中一定能大量共存
9．已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO2-存在。
我国研究的Al-H2O2燃料电池可用于深海资源的勘查、军事侦察等国防科技领域，装置示意图如下。
下列说法错误的是
A．电池工作时，溶液中OH-通过阴离子交换膜向Al极迁移
B．Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-
C．电池工作结束后，电解质溶液的pH降低
D．Al电极质量减轻13.5g，电路中通过9.03×1023个电子
10．“乃焰硝、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”是对我国古代四大发明之一的火药的描述。
其中，“焰硝”是
A．KClO3B．Na2SO4C．KNO3D．Na2O2
11．下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是
A．银氨溶液:
Na+、K+、NO3—、NH3·H2OB．空气:
C2H4、CO2、SO2、NO
C．氯化铝溶液:
Mg2+、HCO3—、SO42—、Br—D．使甲基橙呈红色的溶液:
I—、Cl—、NO3—、Na+
12．下列说法或表示方法中正确的是
A．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．由C（金刚石）═C（石墨）△H=﹣1.9kJ•mol﹣1可知，金刚石比石墨稳定
C．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣285.8kJ•mol﹣1
D．在稀溶液中：
H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1，若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
13．一定条件下，下列金属中能与水发生置换反应并产生金属氧化物的是
A．钾B．镁C．铁D．铜
14．根据下列实验操作和现象所得出的结论错误的是（）
选项
操作
现象
结论
A
向蔗糖中加入浓硫酸
蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭，并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
向KCl、KI的混合液中逐滴滴加稀AgNO3溶液
先出现黄色沉淀
Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）
C
铝片先用砂纸打磨，再加入到浓硝酸中
无明显现象
浓硝酸具有强氧化性，常温下，铝表面被浓硝酸氧化为致密的氧化铝薄膜
D
向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液
溶液变成棕黄色，一段时间后溶液中出现气泡，随后有红褐色沉淀生成
Fe3+催化H2O2分解产生O2
A．AB．BC．CD．D
15．用某种仪器量取液体体积时，平视时读数为nmL,仰视时读数为xmL,俯视时读数为ymL,若X＞n＞y，则所用的仪器可能为
A．滴定管B．量筒C．容量瓶D．以上均不对
二、实验题（本题包括1个小题，共10分）
16．某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：
装置
分别进行的操作
现象
i.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞
ii.连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe（CN）6]溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
（l）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了电化学腐蚀。
①实验i中的现象是____。
②用化学用语解释实验i中的现象：
____。
（2）查阅资料：
K3[Fe（CN）6]具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是__________。
②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：
实验
滴管
试管
现象
0.5mol·L-1
K3[Fe（CN）6]溶液
iii.蒸馏水
无明显变化
iv.1.0mol·L-1NaCl溶液
铁片表面产生大量蓝色沉淀
v.0.5mol·L-1Na2SO4溶液
无明显变化
a．以上实验表明：
在____条件下，K3[Fe（CN）6]溶液可以与铁片发生反应。
b．为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。
此补充实验表明Cl-的作用是____。
（3）有同学认为上述实验仍不严谨。
为进一步探究K3[Fe（CN）6]的氧化性对实验ii结果的影响，又利用
（2）中装置继续实验。
其中能证实以上影响确实存在的是____________（填字母序号）。
实验
试剂
现象
A
酸洗后的铁片、K3[Fe（CN）6]溶液（已除O2）
产生蓝色沉淀
B
酸洗后的铁片、K3[Fe（CN）6]和NaCl混合溶液（未除O2）
产生蓝色沉淀
C
铁片、K3[Fe（CN）6]和NaCl混合溶液（已除O2）
产生蓝色沉淀
D
铁片、K3[Fe（CN）6]和盐酸混合溶液（已除O2）
产生蓝色沉淀
综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是_________。
三、推断题（本题包括1个小题，共10分）
17．叶酸是维生素B族之一，可以由下列甲、乙、丙三种物质合成。
（1）甲中含氧官能团是__________（填名称）。
（2）下列关于乙的说法正确的是________（填序号）。
a.分子中碳原子与氮原子的个数比是7∶5b.属于芳香族化合物
c.既能与盐酸又能与氢氧化钠溶液反应d.属于苯酚的同系物
（3）丁是丙的同分异构体，且满足下列两个条件，丁的结构简式为________。
a.含有
b.在稀硫酸中水解有乙酸生成
（4）写出丁在氢氧化钠溶液中水解的化学方程式。
________
四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。
用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3，Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：
请回答下列问题：
（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。
（2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：
_________________________、_______________________________________。
（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。
水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。
请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：
_______________________________________________。
过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________（填化学式），减少废物排放。
（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3），其方法是：
将556akgA（摩尔质量为278g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。
若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_______________________kg。
19．（6分）碳、氮元素是构成生物体的主要元素，在动植物生命活动中起着重要作用。
根据要求回答下列问题：
（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用____________形象化描述。
在基态14C原子中，核外存在____________对自旋状态相反的电子。
（2）已知：
（NH4）2CO3
2NH3↑+H2O↑+CO2↑
①与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有____________种。
②（NH4）2CO3分解所得的气态化合物分子的键角由小到大的顺序为____________（填化学式）。
（3）物质
中C原子杂化方式是____________。
（4）配合物[Cu（CH3C
N）4]BF4中，铜原子的价电子布式为____________，BF4-的空间构型为___________。
写出与BF4-互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式：
___________、___________。
（5）碳元素与氮元素形成的某种晶体的晶胞如图所示（8个碳原子位于立方体的顶点，4个碳原子位于立方体的面心，4个氮原子在立方体内），该晶体硬度超过金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。
①晶胞中C原子的配位数为___________。
该晶体硬度超过金刚石的原因是___________。
②已知该晶胞的边长为apm，阿伏加德罗常数用NA表示，则该晶体的密度为___________g·cm-3。
参考答案
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A、混合溶液中，浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O，NH3·H2O为弱电解质，故c（Na＋）＞c（NH3·H2O），A错误；
B、加入10mL盐酸时，c（Cl-）=c（Na+），又根据电荷守恒得到：
c（NH4+）+c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+c（Cl-），所以c（NH4+）+c（H+）=c（OH-），B正确；
C、根据电荷守恒得到：
c（NH4+）+c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+c（Cl-），pH=7时，即c（H＋）=c（OH-），所以c（NH4+）+c（Na+）=c（Cl-），c（Cl-）＞c（Na＋），C错误；
D、加入20mL盐酸时，c（Cl-）=2c（Na+），由于NH4+的水解，c（NH4+）＜c（Na+），所以c（Cl-）＞c（NH4+）+c（Na+），D错误；
此题选B。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．制备乙酸乙酯需要在浓硫酸加热的条件下进行，实验器材中还缺少用于加热的酒精灯，不能完成该实验，A选项错误；
B．用CCl4萃取溴水中的Br2，需要用到的仪器有分液漏斗、烧杯、铁架台，B选项正确；
C．配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时，计算出所需要的NaCl的质量后，用托盘天平称取，然后在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，待溶液冷却后用玻璃棒引流转移至容量瓶，经过两三次洗涤后，再用胶头滴管进行定容，实验器材缺少胶头滴管，不能完成该实验，C选项错误；
D．从食盐水中得到NaCl晶体用蒸发结晶的方法，需要的器材有带铁圈的铁架台、酒精灯、坩埚钳、蒸发皿、玻璃棒，不需要坩埚和泥三角，D选项错误；
答案选B。
3．D
【解析】
【分析】
W与Z的最高价氧化物对应水化物的溶液，浓度均为0.1mol/L时pH=1（H+浓度为0.1mol/L），是一元强酸，则W为N（最高价氧化物对应水化物为HNO3），Z为Cl（最高价氧化物对应水化物为HClO4）；Y的最高价氧化物对应水化物的溶液，浓度为0.1mol/L时pH=0.7（H+浓度为0.2mol/L），是二元强酸，则Y为S（最高价氧化物对应水化物为H2SO4）；X的最高价氧化物对应水化物的溶液，浓度为0.1mol/L时pH=13（OH-浓度为0.1mol/L），是一元强碱，且X的原子序数介于N与S之间，可知X为Na（最高价氧化物对应水化物为NaOH）。
【详解】
A．S2-、Cl-的核外电子排布相同，其中S2-的核电荷数较小，半径较大；N3-、Na+的核外电子排布相同，半径比S2-、Cl-的小，其中N3-的核电荷数较小，半径比Na+大，则简单离子半径大小顺序为：
S2-＞Cl-＞N3-＞Na+，即Y＞Z＞W＞X，A项错误；
B．Z为Cl，其氧化物对应的水化物可能为强酸（如HClO4），也可能为弱酸（如HClO），B项错误；
C．X的简单离子为Na+，Z的简单离子为Cl-，均不会破坏水的电离平衡，C项错误；
D．W能形成N2H4，Y能形成H2S，均为18电子的氢化物分子，D项正确；
答案选D。
4．B
【解析】
【分析】
硝酸银溶液中滴加氨水会产生白色沉淀，继续滴加氨水，白色沉淀会生成氢氧化二氨合银，沉淀溶解；铝粉中滴加氢氧化钠，会生成偏铝酸钠，继续滴加氢氧化钠，无现象；硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠，出现氢氧化铜蓝色沉淀，滴加乙醛，加热，新制氢氧化铜会和乙醛反应生辰氧化亚铜砖红色沉淀；氯水中滴加氢氧化钠，颜色褪去，再加盐酸，中和氢氧化钠后与次氯酸反应会生成氯气，颜色恢复。
【详解】
A.硝酸银溶液中滴加氨水会产生白色沉淀，继续滴加氨水，白色沉淀会生成氢氧化二氨合银，沉淀溶解；A项正确；
B.铝粉中滴加氢氧化钠，会生成偏铝酸钠，继续滴加氢氧化钠，无现象；B项错误；
C.硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠，出现氢氧化铜蓝色沉淀，滴加乙醛，加热，新制氢氧化铜会和乙醛反应生辰氧化亚铜砖红色沉淀；C项正确；
D.氯水中滴加氢氧化钠，颜色褪去，再加盐酸，中和氢氧化钠后与次氯酸反应会生成氯气，颜色恢复，D项正确；
答案选B。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．固体NaHSO4中不含氢离子，故A错误；
B．被氧化的Fe2＋数目与溶液中FeBr2的量有关，故B错误；
C．混合溶液中n（Ag+）=2mol×1L=2mol，n（Cu2+）=2mol，Ag+氧化性大于Cu2+，电解混合溶液时，阴极首先析出的固体为银单质，当有0.2mol电子转移时，首先析出Ag，质量为0.2mol×108g/mol=21.6g，故C正确；
D．浓硫酸氧化性较强，可以将Fe氧化成Fe3+，所以1molFe可以提供3mol电子，则生成的SO2的物质的量为1.5mol，个数为1.5NA，故D错误；
答案为C。
【点睛】
熔融状态下NaHSO4电离出钠离子和硫酸氢根离子，在水溶液中NaHSO4电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A.SiC属于新型无机非金属材料，故不选A；
B.钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性，故不选B；
C.“中国芯”主要成分为半导体材料Si，不是SiO2，故选C；
D.因为铝比铁活泼，所以利用原电池原理，铁做正极被保护，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故不选D；
答案：
C
7．D
【解析】
【详解】
A.Al和O2反应生成Al2O3，但Al2O3不能一步反应生成Al（OH）3，故A错误；
B.N2和H2化合生成NH3，但NH3不能一步反应生成NO2，故B错误；
C.Cu和O2反应生成CuO，但CuO不能一步反应生成Cu（OH）2，，故C错误；
D.Na和O2反应生成Na2O2，Na2O2和CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3和Ca（OH）2反应生成NaOH，故D正确。
答案选D。
8．A
【解析】
【分析】
a的最外层电子数是内层电子数的3倍，a是O元素；a、c同主族，c是S元素；a、c、d的最外层电子数之和为19，d是Cl元素；b为金属元素，b是Na、Mg、Al中的一种。
【详解】
A、O和Na可以形成Na2O2，是含有共价键的离子化合物，故A正确；
B、电子层数相同，质子数越多半径越小，离子半径S2－＞Cl－，故B错误；
C、最高价含氧酸的酸性d＞c，这里没有说是最高价，故C错误；
D、若b为Al元素，则Al3＋和S2－在水溶液中不能大量共存，故D错误。
【点睛】
本题以元素推断为载体，考查原子结构与位置关系、核外电子排布规律、半径比较、化学键、元素化合物性质等，清楚核外电子排布规律是解题的关键。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A.根电池装置图分析，可知Al较活泼，作负极，而燃料电池中阴离子往负极移动，因而可推知OH-（阴离子）穿过阴离子交换膜，往Al电极移动，A正确；
B.Ni为正极，电子流入的一端，因而电极附近氧化性较强的氧化剂得电子，又已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO2-存在，可知HO2-得电子变为OH-，故按照缺项配平的原则，Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-，B正确；
C.根电池装置图分析，可知Al较活泼，Al失电子变为Al3+，Al3+和过量的OH-反应得到AlO2-和水，Al电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，Ni极的电极反应式是HO2-+2e-+H2O=3OH-，因而总反应为2Al+3HO2-=2AlO2-+H2O+OH-，显然电池工作结束后，电解质溶液的pH升高，C错误；
D.A1电极质量减轻13.5g，即Al消耗了0.5mol，Al电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，因而转移电子数为0.5×3NA=9.03×1023，D正确。
故答案选C。
【点睛】
书写燃料电池电极反应式的步骤类似于普通原电池，在书写时应注意以下几点：
1.电极反应式作为一种特殊的离子反应方程式，也必需遵循原子守恒，得失电子守恒，电荷守恒；2.写电极反应时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应中出现的离子相对应，在碱性电解质中，电极反应式不能出现氢离子，在酸性电解质溶液中，电极反应式不能出现氢氧根离子；3.正负两极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相叠加后的电池反应必须是燃料燃烧反应和燃料产物与电解质溶液反应的叠加反应式。
10．C
【解析】
【详解】
我国古代四大发明中的火药，为“一硝二硫三木炭”，“焰硝”指的为硝酸钾，答案为C。
11．A
【解析】
【详解】
A.在银氨溶液中，题中所给各离子间不发生反应，可以大量共存，故A正确；
B.空气中有氧气，NO与氧气反应生成二氧化氮，不能大量共存，故B错误；
C.氯化铝溶液中铝离子与碳酸氢根离子双水解，不能大量共存，故C错误；
D.使甲基橙呈红色的溶液显酸性，I-和NO3-发生氧化还原反应，不能大量共存，故D错误；
答案选A。
12．D
【解析】
【详解】
A．等质量的硫蒸气和硫固体相比较，硫蒸气具有的能量多，因此完全燃烧硫蒸气放出的热量多，故A错误；
B．从热化学方程式看，石墨能量低，物质所含能量越低越稳定，故B错误；
C．2g氢气是1mol，热化学方程式应为：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1，故C错误；
D．浓硫酸溶解放热，所以将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，故D正确；
答案选D。
13．C
【解析】
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