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1、2022屆高考化學 專題五 三種類型的競爭反應精準培優(yōu)專練
一.三種類型的競爭反應
1.復分解型離子間的競爭反應
典例1.將足量的CO2不斷通入KOH、Ca(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀與通入CO2的量的關系可表示為( )
【解析】 溶液中通入CO2時,先與OH-反應:CO2+2OH-===CO+H2O,隨即發(fā)生反應:CO+Ca2+===CaCO3↓,即可以認為通入CO2時先與Ca(OH)2反應;隨著CO2的不斷通入,會依次發(fā)生反應:2KOH+CO2===K2CO3+H2O,2KAlO2+CO2+3H2O===K2CO3+2Al(OH)3↓[AlO未反應完時,
2、CO2只能轉化成CO,而不能轉化成HCO,因為AlO與HCO不共存,會發(fā)生反應:AlO+HCO+H2O===CO+Al(OH)3↓],K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3,CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,最后剩下的沉淀就是Al(OH)3,所以C正確。
【答案】C
2.氧化還原型離子間競爭反應
典例2.向FeBr2、FeI2的混合溶液中通人適量氯氣,溶液中某些離子的物質的量變化如圖所示,則下列有關說法中不正確的是( )
A.曲線d代表溶液中Br-變化情況
B.原溶液中FeI2的物質的量為2mol
C.原溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=2∶3
3、D.當通入2mol Cl2時,溶液中離子反應為2I-+2Fe2++2Cl2===I2+2Fe3++4Cl-
【解析】還原性強弱:I->Fe2+>Br-。根據(jù)氧化還原反應的先后順序,d代表Br-變化情況,A正確;a代表的是I-的變化情況,2I-+Cl2===I2+2Cl-,n(I-)=2mol,則n(FeI2)=1mol,B錯誤;b代表Fe2+變化情
況,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,n(Fe2+)=4mol,d發(fā)生反應2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,n(Br-)=6mol,兩者比值為4∶6=2∶3,C正確;加入2mol Cl2,I-全部參加反應,部分Fe2+參加
4、反應,因此離子反應2I-+2Fe2++2Cl2===I2+2Fe3++4Cl-,D正確。
【答案】B
3.氧化還原反應與非氧化還原反應之間的競爭
典例3.往含F(xiàn)e3+、H+、NO的混合液中加入少量SO,充分反應后,下列表示該反應的離子方程式正確的是( )
A.2Fe3++SO+H2O===2Fe2++SO+2H+
B.2H++SO===H2O+SO2↑
C.2H++2NO+3SO===3SO+2NO↑+H2O
D.2Fe3++3SO+3H2O===2Fe(OH)3↓+3SO2↑
【解析】用“假設法”,如果先與Fe3+反應,則生成的Fe2+又會與H++NO反應,所以應先與H+
5、+NO反應,故應選C。
【答案】C
二.對點增分集訓
1.判斷離子方程式的正誤
(1)氫氧化鈣溶液和碳酸氫鎂溶液反應:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O( )
(2)Na2S溶液與CuSO4溶液反應的離子方程式:S2-+Cu2+ +2H2O===Cu(OH)2↓+ H2S↑( )
【解析】(1)溶液中的OH-與Mg2+和HCO均會反應,但由于OH-與HCO反應生成CO和H2O更容易,因此該反應先發(fā)生;接下來還可能會發(fā)生:Mg2++CO===MgCO3↓,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,因為Mg(OH)2的溶解度更小,當OH-還有剩余時會優(yōu)先生成
6、氫氧化鎂沉淀。對應反應的離子方程式如下:Mg2++2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O [Ca(OH)2少量];Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O[Ca(OH)2過量];所以反應物中當氫氧化鈣不足時產物中有MgCO3,氫氧化鈣足量時產物中有Mg(OH)2,該離子方程式錯誤。(2)Na2S溶液與CuSO4溶液反應時,不會發(fā)生S2-與Cu2+的雙水解反應,因為此反應生成的Cu(OH)2的溶解度大于CuS的溶解度,故應是S2-與Cu2+直接反應生成CuS沉淀。
【答案】(1)×
(2)×
2.在含有C
7、u(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的酸性混合溶液中加入0.01mol Fe,經攪拌后發(fā)生的變化應是( )
A.鐵溶解,析出0.01mol Ag和0.005mol Cu
B.鐵溶解,析出0.01mol Ag并放出H2
C.鐵溶解,析出0.01mol Ag,溶液中不再有Fe3+
D.鐵溶解,析出0.01mol Ag,溶液中不再有Cu2+
【解析】因為氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+,所以先發(fā)生反應2Ag++Fe===2Ag+Fe2+,其中0.005mol Fe與0.01mol的AgNO3反應,析出0.01mol Ag,再發(fā)生:2
8、Fe3++Fe===3Fe2+,其中剩余的0.005mol Fe與0.01mol的Fe(NO3)3反應,溶液中不再有Fe3+,故選C。
【答案】C
3.已知室溫下,Al(OH)3的Ksp或溶解度遠大于Fe(OH)3。向濃度均為0.1mol·L?1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質的量與加入NaOH溶液的體積的關系,合理的是( )
【解析】 根據(jù)題意Ksp[Al(OH)3]>> Ksp[Fe(OH)3],因此向混合溶液中滴加NaOH溶液時,首先應生成Fe(OH)3沉淀,當Fe3+沉淀完全后,再生成Al(OH)
9、3沉淀,繼續(xù)滴加NaOH溶液,則Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,而題意是生成Al(OH)3的物質的量與加入NaOH溶液體積的關系,故C項圖像符合實際情況。
【答案】C
4.向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯氣后,將溶液蒸干并充分灼燒,得到固體物質的組成可能是( )
A.NaCl、Na2SO4 B.NaBr、Na2SO4 C.NaCl、Na2SO4、I2 D.NaCl、NaI、Na2SO4
【解析】向NaBr、NaI和Na2SO3混合液中通入一定量氯氣后,可能發(fā)生的反應依次為Na2SO3+Cl2+
H2O===Na2SO
10、4+2HCl、2NaI+Cl2===2NaCl+I2、2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2。將溶液蒸干時HCl、Br2和Cl2會揮發(fā),灼燒時I2會升華。若通入的氯氣過量,得到固體剩余物質的組成是NaCl、Na2SO4;若通入的氯氣是不足量的,則還有可能留下NaBr。
【答案】A
5.已知:25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10?12,Ksp[MgF2]=7.42×10?11。下列說法正確的是( )
A.25℃時,飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25℃時,在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體,c(Mg2+)
11、增大
C.25℃時,Mg(OH)2固體在20mL 0.01mol·L?1氨水中的Ksp比在20mL 0.01mol·L?1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25℃時,在Mg(OH)2懸濁液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能轉化為MgF2
【解析】Mg(OH)2的溶度積小,溶液中的c(Mg2+)要小一些,故選項A錯誤;NH4+ 可以結合OH-離子,從而促使Mg(OH)2的電離平衡正向移動,c(Mg2+)增大,故選項B正確;Ksp僅與溫度有關,故選項C錯誤;選項D,若Mg(OH)2能轉化為MgF2,則存在反應Mg(OH)2+2FMgF2+2OH,該反應的平衡常數(shù)表達式為K=c2(OH)
12、/c2(F),即K==Ksp[Mg(OH)2]/Ksp[MgF2],該反應的平衡常數(shù)K=0.0756;所以只要c2(OH)/c2(F)<0.0756就可朝著生成MgF2沉淀方向反應,即c(F)/ c(OH)>3.64。可以看出當溶液中F的濃度超過OH濃度的3.64倍時,就可以實現(xiàn)上述“難溶制易溶”的轉化,所以D選項是錯誤的。
【答案】B
6.將足量Cl2緩緩通入含0.02mol H2SO3和0.02mol HBr的混合溶液中,在此過程中溶液的pH與Cl2用量的關系示意圖是(溶液體積變化忽略不計,且不考慮Cl2與水反應)( )
【解析】因H2SO3的還原性強于HBr的還原性,故Cl
13、2先氧化H2SO3,H2SO3+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl,生成的H2SO4和HCl是強酸,故溶液的pH下降;當H2SO3完全反應后,再通入Cl2,發(fā)生反應Cl2+2HBr===Br2+2HCl,溶液的pH不再改變。
【答案】A
7.把鐵與銅的合金放入稀硝酸中,反應后過濾,濾出的固體物質投入鹽酸中無氣體放出,則濾液里一定含有的金屬鹽是( )
A.Cu(NO3)2 B.Fe(NO3)3 C.Fe(NO3)2 D.Cu(NO3)2和Fe(NO3)2
【解析】鐵銅合金與稀硝酸反應,由于鐵還原性強于銅,優(yōu)先反應,故有以下反應依次發(fā)生:①
14、
3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O(若假設氧化產物為Fe3+,則會與Cu反應:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,故假設不成立),②3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,依據(jù)題意,固體為Cu,所以無Fe(NO3)3,B選項錯誤;①一定發(fā)生,所以Fe(NO3)2一定有,C選項正確;②可能發(fā)生,所以Cu(NO3)2可能有,A、D選項錯誤。
【答案】C
8.在含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液,發(fā)生的離子反應依次是_____________
____________________________________
15、__________________________________________________。
【解析】酸堿中和反應最容易發(fā)生,OH-先與H+反應,接著與Al3+反應[若假設先與NH反應,生成的NH3·H2O會與Al3+反應生成NH和Al(OH)3]生成Al(OH)3沉淀,再與NH反應生成NH3·H2O,最后與Al(OH)3反應生成AlO。
【答案】H++OH-===H2O、Al3++3OH-===Al(OH)3↓、
NH+OH-===NH3·H2O、Al(OH)3+OH-===2H2O+AlO
9.將鐵粉、銅粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(容器不參與
16、反應)。試判斷下列情況下溶液中存在的金屬離子和金屬單質。
(1)若鐵粉有剩余,則容器中不可能有的離子是_________;銅單質_______(填“一定”或“可能”)存在。
(2)若氯化銅有剩余,則容器中還可能有的離子為______;銅單質_______(填“一定”或“可能”)存在。
(3)若氯化鐵和氯化銅都有剩余,則容器中不可能有的單質是______,F(xiàn)e2+_____(填“一定”或“可能”)存在。
【解析】氧化性:Fe3+>Cu2+,還原性:Fe>Cu。一定發(fā)生反應:①Fe+2FeCl3===3FeCl2(若假設先發(fā)生Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,則Fe與CuCl2不共存,故假設不成立);可能發(fā)生反應:②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2(Fe足量時),③Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2(FeCl3足量時)。(1)若鐵粉有剩余,則容器中不可能有Fe3、Cu2+,因為它們能發(fā)生上述①②反應。(2)若CuCl2有剩余,則容器中不可能有Fe,可能有Fe2+、Fe3或Fe2、Cu。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余,則容器中一定沒有Fe、Cu,一定有Fe2+。
【答案】(1)Fe3+、Cu2+ 一定
(2)Fe2+、Fe3+(或Fe2+) 可能
(3)Fe、Cu 一定