运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质及其化合物的反应，对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。下列措施中，不利于环境保护的有。a.大量开

题文

运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质及其化合物的反应，对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。
（1）下列措施中，不利于环境保护的有        （填编号）。
a.大量开采使用化石燃料
b.使用无氟冰箱、空调
c.多步行多乘公交车，少用专车和私家车
d.将工业“废气”、“废液”、“废渣”直接排放
（2）工业上的“脱碳”指的是从“脱硝”、“脱硫”后的烟气用碱液吸收并得到浓缩的二氧化碳。利用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。
①写出吸收二氧化碳的离子方程式                      。
②常温下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH＞8，则溶液中c(H₂CO₃) _______c(CO₃^2－) （填“＞”、“＜”或“＝”）。
③合成的甲醇可以做为新型燃料电池的原料，若电解液是碱性的，则其负极的电极反应式为       。
（3）二氧化氯（ClO₂），为一种黄绿色气体，是公认的高效、广谱安全的杀菌消毒剂。工业上制备ClO₂的反应原理为：4HC1(浓)+2NaClO₃＝2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl。上述反应中，产生1 mol ClO₂，则被氧化的HC1为        。
（4）SO₂溶于水可以得到二元弱酸H₂SO₃（亚硫酸）。
①25℃时，将NaOH深液与亚硫酸混合至恰好中和，则混合液中各种离子浓度的大小关系为         。
②25℃时，当NaOH溶液与H₂SO₃等物质的量混合时，发现混合液pH＜7，请你简要解释其原因     。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（14分，每空2分）（1）ad （2）①CO₂＋2OH^－＝CO₃^2-＋H₂O或CO₂＋OH^－＝HCO₃^－ ②＞
③CH₃OH＋8OH^――6e^－＝CO₃^2－＋6H₂O （3）1mol或36.5g
（4）①c(Na⁺)＞c(SO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(HSO₃^－)＞c(H^＋)
②HSO₃^－的电离程度大于其水解程度或HSO₃^－的水解程度小于其电离程度

解析

（1）a．大量开采使用化石燃料，可减少非再生资源，不利于节能减排和环境保护，故a错误； b、氟里昂能产生氯原子，它是臭氧分解的催化剂，购买不含“氟里昂”的绿色环保冰箱，可以减少臭氧层的破坏，故b正确；c、汽车燃烧的废气中均含有CO₂、SO₂、NO_x等气体，多步行或乘公交车，少用专车或私家车，可以降低大气中的CO₂、SO₂、NO_x浓度，故c正确；d、工业上废气、废渣和废液的任意排放能造成水体污染，不利于环境保护，故d错误，答案选ad。
（2）①二氧化碳是酸性氧化物，能与碱反应生成盐和水，反应的离子方程式为CO₂+2OH^－＝CO₃^2-+H₂O或CO₂＋OH^－＝HCO₃^－。
②常温下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH＞8，这说明碳酸氢根离子的水解大于其电离程度，所以溶液中c(H₂CO₃) ＞c(CO₃^2－)。
③原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应。所以以甲醇为燃料制作的新型燃料电池中正极通入O₂，负极通入甲醇。由于电解液是碱性溶液，因此甲醇的氧化产物是CO₃^2－，所以负极电极反应为CH₃OH＋8OH^――6e^－＝CO₃^2－＋6H₂O。
（3）根据反应的化学方程式可知，氯酸钠中氯元素的化合价从＋5价降低到＋4价，得到1个电子，即ClO₂是还原产物。氯化氢中氯元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，即氯气是氧化产物，所以每产生1mol ClO₂，被氧化的HC1为1mol，质量是1mol×36.5g/mol＝36.5g。
（4）①H₂SO₃与NaOH恰好中和生成Na₂SO₃，由于亚硫酸钠是强碱弱酸盐，因此SO₃^2－水解，溶液显碱性，且第一步水解远远大于第二步水解，由于两步水解都生成OH^－离子，所以溶液中离子浓度大小关系是c(Na⁺)＞c(SO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(HSO₃^－)＞c(H^＋)。
②NaOH溶液与H₂SO₃等物质的量混合时生成NaHSO₃，混合液pH＜7， 即NaHSO₃溶液呈酸性，这说明HSO₃^－的电离程度大于其水解程度。

考点

据考高分专家说，试题“运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

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判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。