专题突破练3 离子反应
一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分)
1.(2019江苏泰州期末)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.0.1 mol·L-1
H2+
+
-
2SO4溶液:Mg、K、Cl、NO-3
B.0.1 mol·L-1
NaAlO+
2溶液:Na、NH+4、H+
、SO24-
C.0.1 mol·L-1 Na2++--
2SO3溶液:Ba、K、ClO、OH
D.0.1 mol·L-1
Ba(OH)+
-
2溶液:NH+4、Na、Cl、HCO-3
2.(2019湖南岳阳质检)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( ) A.氢氧化铁胶体中加入HI溶液:Fe(OH)+
3+
3+3HFe+3H2O B.用氨水溶解氢氧化铜沉淀:Cu2+
+4NH2+
3·H2O[Cu(NH3)4]+4H2O C.用稀硝酸除去试管内壁上的银:3Ag+4H+
+NO-+
3
3Ag+NO↑+2H2O D.向NaClO溶液中通入过量的SO2:SO2+NaClO+H2O
HClO+NaHSO3
3.(2019安徽合肥调研)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( A.能溶解Al+
+
2O3的溶液:Na、K、HCO-3、NO-3
B.0.1 mol·L-1 Ca(ClO)++--
2溶液:K、Na、I、Cl C.能使甲基橙显红色的溶液:K+
、Fe2+
、Cl-
、NO-3
D.加入KSCN显红色的溶液:Na+
、Mg2+
、Cl-
、SO24-
4.(2019江西赣州南康中学月考)下列离子方程式书写正确的是( )
A.Na2S-+
2O3溶液与稀硫酸反应的离子方程式为S2O23+6H
2S↓+3H2O B.向饱和Na+
2CO3溶液中通入过量CO2:2Na+CO23-+CO2+H2O
2NaHCO3↓
C.Fe与稀硝酸反应,当n(Fe)∶n(HNO+
3)=1∶2时:Fe+NO-3+
3+4H
Fe+NO↑+2H2O
)
-D.含一定量Ba(OH)2的溶液与含等物质的量NaHSO4的溶液混合:Ba+2OH+2H+SO24
2+
-+
BaSO4↓+2H2O
5.(2019江苏南通海安高级中学月考)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质),工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步是用过量的硫酸溶解并过滤。常温下,分别取滤液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中大量存在的离子组正确的是( )
2-A.加入过量氨水:Fe、NH+4、SO4、OH
3+
-
-B.加入过量NaClO溶液:Fe、Na、ClO、SO24
2+
+
-
2-C.加入过量NaOH溶液:Na、AlO-2、SO4、OH
+
-
--D.加入过量NaHCO3溶液:Na、Al、SO24、HCO3
+
3+
6.(2019福建华安一中月考)下列反应的离子方程式正确的是( ) A.NaHS溶液中滴加少量的硫酸铜溶液:2HS+CuB.将NO2气体通入H2O中:3NO2+H2O
+
-2+
CuS↓+H2S↑
2H+NO-3+O2↑
-
C.ICl和Cl2的化学性质相似,将ICl通入KOH溶液中:ICl+2OH
-1
I+ClO+H2O
-
--
D.1.5 mol·L 100 mL的FeBr2溶液中通入3.36 L(标准状况)Cl2:2Br+Cl27.(2019山东济南莱芜期末)离子方程式2Ca+3HCO-3+3OH
2+
-
Br2+2Cl
-
-2CaCO3↓+CO23+3H2O可以表示( )
A.Ca(HCO3)2与足量NaOH溶液反应 B.NaHCO3与澄清石灰水反应 C.Ca(HCO3)2与澄清石灰水反应 D.NH4HCO3与澄清石灰水反应
-2-8.(2019辽宁辽河二中期末)某酸性废水中可能含有Fe、Fe、Al、Mg、Na、K、CO23、SO4。
2+
3+
3+
2+
+
+
取废水样品分别进行如图所示①~④四个实验。下列推断正确的是 ( )
A.废水含有Na,不含K
+
+
-2-B.废水含有SO24和CO3
C.废水不含Fe,可能含Fe
-D.废水一定含有Na、Al、SO24
+
3+
3+2+
9.(2019山东微山一中月考)甲、乙、丙、丁分别是由H、Na、Al、Ba、OH、Cl、HCO-3中的两
+
+
3+
2+
--
种组成的溶液,可以发生如图转化,下列说法正确的是( )
A.甲为HCl,乙为NaHCO3
2-B.溶液丙中还可以大量共存的离子有Fe、NO-3、SO4
2+
C.向甲中滴加丁开始反应的离子方程式:HCO-3+Ba+OH
2+
-
BaCO3↓+H2O
D.白色沉淀A可能溶解在溶液D中
2-2-10.(2019山东青岛二中质检)pH=1的某溶液X中含有NH+4、Al、Ba、Fe、Fe、CO3、SO3、
3+
2+
2+
3+
--SO24、Cl、NO3中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解),取该溶液进行连续实验,实验过程如
-
图。下列有关推断不正确的是( )
2-A.溶液X中一定含有H、Al、NH+4、Fe、SO4
+
3+
2+
B.根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe、Cl C.沉淀H为Al(OH)3、BaCO3的混合物
D.若溶液X为100 mL,产生的气体A为44.8 mL(标准状况),则X中c(Fe)=0.06 mol·L 二、非选择题(本题包括3个小题,共40分)
11.(2019山东新泰二中月考)(12分)某无色透明溶液可能含有下列离子:K、Al、Fe、Ba、NO-3、
+
3+
3+
2+
2+
-1
3+-
--SO24、HCO3、Cl等。取该溶液进行如下实验。
-
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液,试纸显红色;
②取溶液少许,加入铜片和稀硫酸共热,产生无色气体,该气体遇到空气立即变为红棕色; ③取溶液少许,加入氨水有白色沉淀生成,继续加入过量氨水,沉淀不消失; ④取溶液少许,滴入氯化钡溶液产生白色沉淀;
⑤取实验④后的澄清溶液,滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。 请回答下列问题:
(1)在实验①中,下图所示的操作中正确的是 (填代号)。
(2)根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是 ,肯定不存在的离子是 。
(3)写出与②和③两个实验相关的离子方程式: ② ; ③ 。
12.(14分)在Na浓度为0.5 mol·L的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。
阳离子 阴离子
K Ag Mg Ba
2-2-2-NO-3 CO3 SiO3 SO4
+
+
2+
2+
+
-1
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。 序号 实验内容 Ⅰ Ⅱ 向该溶液中加入足量稀盐酸 实验结果 产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体 将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,固体质量为2.4 g
称量所得固体质量
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液
请回答下列问题。
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是 。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为 。 (3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)。
阴离子 NO-3
(4)判断K是否存在,若存在求其最小浓度,若不存在说明理由: 。
13.(2019辽宁大连模拟)(14分)某强酸性无色溶液中可能含下表离子中的若干种离子。
阳离子 阴离子
Mg、NH+4、Ba、Al、Fe
2+
2+
3+
2+
+
无明显现象
-CO23 -SiO23 -SO24 c/(mol·L-1) ---2-SiO23、MnO4、Cl、NO3、SO3
-
实验Ⅰ:取少量该强酸性溶液A进行如下实验。
实验Ⅱ:为了进一步确定该溶液的组成,取100 mL原溶液A,向该溶液中滴加1 mol·L的NaOH溶液,产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
-1
回答下列问题:
(1)不进行实验就可以推断出,上表中的离子一定不存在的有 种。 (2)通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是 。检验气体X的方法是 ;沉淀Z的化学式为 。 (3)写出实验Ⅱ的图示中BC段对应反应的离子方程
式: 。 (4)A点对应的固体质量为 g。
(5)通过上述信息,推算该溶液中阴离子的浓度为 mol·L。
参考答案
专题突破练3 离子反应
1.A 解析 A项中各离子与H2SO4不发生反应,且组离子之间也不反应,所以该组离子在H2SO4溶液中
-能大量共存,正确;AlO-2与H能发生反应AlO2+H+H2O
+
+
--1
Al(OH)3↓,所以H在NaAlO2溶液中不能大量
--
+
-2-共存,B项错误;SO23具有还原性,ClO具有氧化性,SO3和ClO之间能发生氧化还原反应,所以ClO在-Na2SO3溶液中不能大量共存,C项错误;Ba(OH)2与HCO-3能发生反应Ba+2OH+2HCO3
2+
-
--BaCO3↓+2H2O+CO23,所以HCO3在Ba(OH)2溶液中不能大量共存,D项错误。
2.C 解析 氢氧化铁胶体中加入HI溶液,发生反应的离子方程式为2Fe(OH)3+6H+2I
2+
+-
2Fe+I2+6H2O,故A错误;用氨水溶解氢氧化铜沉淀的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]+4H2O+2OH,故B错误;用稀硝酸可除去试管内壁上的银,反应的离子方程式为
2+
-
3Ag+4H+NO-3
+
3Ag+NO↑+2H2O,故C正确;NaClO溶液具有氧化性,能将正四价的硫氧化为正六价,当
-
+
SO2气体过量时,反应的离子方程式为SO2+ClO+H2O
-2H+SO24+Cl,故D错误。
+
--
3.D 解析 能溶解Al2O3的溶液可能是酸性或碱性,HCO-3不能大量存在,故A错误;0.1mol·L
1
--
Ca(ClO)2溶液中的ClO能将I氧化为I2,故B错误;能使甲基橙显红色的溶液为酸性溶液,酸性溶液
2+
3+
3+
+
2+
-
中Fe与NO-3不能大量共存,故C错误;加入KSCN显红色说明溶液中有Fe,Fe与Na、Mg、Cl、
-SO24四种离子不反应,能大量共存,故正确。
4.B 解析 Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应为氧化还原反应,Na2S2O3中一部分S的化合价升高,另外一部
-分降低,离子方程式为S2O23+2H
+
S↓+SO2↑+H2O,故A错误;因为Na2CO3溶液是饱和的,通入过量CO2
+
-发生反应生成的NaHCO3会析出,离子方程式为CO23+H2O+CO2+2Na
2NaHCO3↓,故B正确;Fe与稀硝
酸反应,当n(Fe)∶n(HNO3)=1∶4时发生反应Fe+NO-3+4H时发生反应3Fe+2NO-3+8H
+
2+
+
Fe+NO↑+2H2O,当n(Fe)∶n(HNO3)=3∶8
3+
2+
3+
3Fe+2NO↑+4H2O,所以当n(Fe)∶n(HNO3)=1∶2时应该生成Fe和Fe,
+
2+
-
-故C错误;Ba(OH)2与等物质的量NaHSO4反应的离子方程式为H+SO24+Ba+OH
BaSO4↓+H2O,故D
错误。
5.C 解析 孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质),加入过量硫酸溶
-解后过滤,由于SiO2不溶于硫酸,则滤液中含有的离子主要为Cu、Fe、Fe、Al、SO24、H。加
2+
3+
2+
3+
+
入过量氨水后,Fe与氨水反应生成氢氧化铁沉淀,反应后溶液中不会大量存在Fe,故A错误;NaClO具有强氧化性,能够氧化Fe,加入过量NaClO溶液反应后溶液中不会大量存在Fe,故B错误;加入过量NaOH溶液后,Cu、Fe、Fe反应生成难溶物,Al反应生成AlO-2,所以反应后溶液中大量存在
2+
3+
2+
3+
2+
2+
3+3+
2--的离子为Na、AlO-2、SO4、OH,故C正确;Al与HCO3发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀
+
-3+
和二氧化碳气体,所以反应后溶液中不会大量存在Al,故D错误。
6.A 解析 CuS是不溶于盐酸和硫酸的沉淀,HS属于弱酸根离子,离子方程式中不可拆分,因此反应的离子方程式为2HS+Cu
-2+
-
3+
CuS↓+H2S↑,故A正确;将NO2气体通入H2O中发生反应3NO2+H2O
2H+2NO-3+NO,故B错误;ClO具有氧化性,能把I氧化成I2,二者
+
---
2HNO3+NO,离子方程式为3NO2+H2O
不可大量共存,因此反应的离子方程式为ICl+2OH
2+
IO+Cl+H2O,故C错误;Fe的还原性强于Br,
2+
-
--2+-
所以氯气先与Fe反应,根据得失电子数目守恒,有n(Fe)+n(Br)=n(Cl2)×2,其中,n(Fe)=0.1L×1.5mol·L=0.15mol,n(Cl2)=
-2+
-1
3.36L
-1
22.4L·mol
2+
=0.15mol,解得n(Br)=0.15mol,Fe与
-
-2+
Br参与反应的物质的量相同,因此离子方程式为2Fe+2Br+2Cl2Br2+4Cl+2Fe,故D错误。
2+
-
-3+
7.B 解析 Ca(HCO3)2与足量的NaOH溶液反应,反应的离子方程式为Ca+2HCO-3+2OH
2+
--CaCO3↓+CO23+2H2O,故A错误;Ca(OH)2与少量的NaHCO3反应的离子方程式为Ca+HCO3+OH
-
CaCO3↓+H2O,Ca(OH)2与过量NaHCO3反应的离子方程式为Ca+2HCO-3+2OH
2+
-
-CaCO3↓+CO23+2H2O,当
-n[Ca(OH)2]∶n(NaHCO3)=2∶3时,发生反应的离子方程式为2Ca2++3HCO-3+3OH
2+
-2CaCO3↓+CO23+3H2O,
-
故B正确;Ca(OH)2与少量、足量的Ca(HCO3)2反应的离子方程式均为Ca+HCO-3+OH
-故C错误;NH4HCO3与足量澄清石灰水反应的离子方程式为NH+4+Ca+HCO3+2OH
2+2+
-
CaCO3↓+H2O,
CaCO3↓+NH3·H2O+H2O,NH4HCO3与少量澄清石灰水的离子反应为Ca+2HCO-3+2OH故D错误。
-
-CaCO3↓+CO23+2H2O,
-8.D 解析 已知废水为酸性,故与H反应的离子不能存在,即CO23不存在,根据溶液呈电中性,则
+
-SO24一定存在。由实验①可得焰色反应颜色为黄色,说明一定含有Na,可能含有K;实验②,加盐酸
+
+
-后再加BaCl2溶液有白色沉淀,再一次说明含有SO24;实验③加KSCN溶液,无明显现象,说明不含Fe;
3+
实验④,滴加NaOH溶液至过量,一开始无沉淀,后有沉淀,最后沉淀消失,说明含有Al,不含有Fe
2+
+
3+
2+
2+
3+
+
3+2+
-2-和Mg,所以废水中肯定含有Na、SO24及Al,肯定不含CO3、Fe、Mg及Fe,可能有K,D项正确。
9.D 解析 溶液中存在H、Na、Al、Ba、OH、Cl、HCO-3,故依据离子能大量共存的原理,则得出
+
+
3+
2+
--
甲、乙、丙、丁中有两种物质是HCl和AlCl3。因为甲溶液能和乙溶液生成沉淀、气体和氯化钠,故甲和乙中含有能相互促进水解的离子,即Al和HCO-3相互促进水解生成的气体B为二氧化碳,沉淀
3+
A为氢氧化铝。然后依据甲与丙生成气体,则甲为NaHCO3、乙为AlCl3。甲与丁生成白色沉淀,则丁含有Ba,结合题给离子种类可知丁为氢氧化钡、丙为HCl。依据以上分析得出甲应为碳酸氢钠,故A错误;丙为HCl,含有H,故Fe、NO-3不能在溶液丙中大量共存,故B错误;向甲中滴加丁,开始时甲
+
2+
2+
是过量的,在离子方程式中Ba和OH应满足n(Ba)∶n(OH)=1∶2的关系,故C错误;白色沉淀A为氢氧化铝,无色溶液D为强碱溶液,氢氧化铝能溶于强碱溶液,故D正确。
-2-10.C 解析 pH=1的溶液为强酸性溶液,在强酸性溶液中一定不会存在CO23、SO3。加入过量硝酸-钡生成沉淀,则该沉淀C为BaSO4,说明溶液中含有SO24,生成气体A,则A只能是NO,说明溶液中含
2+-2+-
有还原性的Fe。溶液B中加入过量NaOH溶液,沉淀F应为Fe(OH)3,气体D为NH3,说明溶液中含有NH+4;溶液E中通入CO2气体,生成沉淀H,则H应为Al(OH)3,溶液E为NaOH和NaAlO2的混合溶液,说
2-明溶液中含有Al。再根据离子共存原则分析,溶液中含有Fe,则一定不含NO-3。含有SO4,就一定
3+
2+
2+
不含Ba,不能确定是否含有的离子是Fe和Cl。依据上述分析可知,溶液中一定存在H、Al、
2-NH+4、Fe、SO4,A正确;不能确定溶液X中是否含有Fe、Cl,B正确;H为Al(OH)3,BaCO3能与过量
2+
3+
-
2+3+-+3+
的二氧化碳及水反应生成碳酸氢钡,碳酸氢钡易溶于水,C错误;生成气体A的离子反应方程式为3Fe+NO-3+4H
2+
+
3Fe+NO↑+2H2O,产生的气体A为44.8mL,气体的物质的量为
-1
3+
0.0448L÷22.4L·mol=0.002mol,故
n(Fe2+)=3×0.002=0.006mol,c(Fe2+)=0.006mol÷0.1L=0.06mol·L-1,D正确。
2--11.答案 (1)BD (2)NO-3、Al、SO4 Fe、Ba、HCO3
3+
3+
2+
(3)3Cu+8H+2NO-3
+
3Cu+2NO↑+4H2O Al+3NH3·H2O
2+3+
Al(OH)3↓+3NH+4
解析 (1)用试纸检验溶液的酸碱性时,应用玻璃棒蘸取少量溶液(或用胶头滴管吸取少量溶液)滴到放在玻璃片的试纸上检验,B、D项操作正确。
(2)①用蓝色石蕊试纸检测该溶液,试纸显红色,说明溶液呈酸性,则一定不存在HCO-3,溶液无色,则不存在Fe。②取溶液少许,加入铜片和稀硫酸共热,产生无色气体,该气体遇空气立即变为红棕色,则该气体为NO,说明溶液中存在NO-3。③取溶液少许,加入氨水有白色沉淀生成,继续加入过量氨水,沉淀不消失,说明含有Al。④取溶液少许,滴入氯化钡溶液产生白色沉淀,该沉淀为硫酸钡沉淀,
-说明含有SO24,则一定不会含有Ba。⑤取实验④后的澄清溶液,滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,再
2+
3+
3+
加入过量的稀硝酸,沉淀不消失,不能证明是否含有Cl,因④中加入氯化钡时引入了Cl。结合以上
2--分析可知,原溶液中肯定存在的离子是NO-3、Al、SO4,肯定不存在的离子是Fe、Ba、HCO3。
3+
3+
2+
--
(3)②中反应为金属铜在酸性条件下与NO-3发生氧化还原反应生成Cu和NO气体,反应的离子方
2+
程式为3Cu+8H+2NO-3
+
3Cu+2NO↑+4H2O。③Al(OH)3不溶于弱碱,则在含Al的溶液中加入足量的
3+
2+3+
氨水会生成Al(OH)3,反应的离子方程式为Al+3NH3·H2O12.答案 (1)Ag、Mg、Ba
-(2)SiO23+2H
++
2+
2+
Al(OH)3↓+3NH+4。
H2SiO3↓
(3)如表
阴离子 ---NO-CO2SiO2SO23 3 3 4 c/(mol·L-1) ? 0.25 0.4 0
(4)存在,最小浓度为0.8 mol·L
-2-解析 由实验Ⅰ可知,加入稀盐酸产生气体,必有CO23,其浓度为c(CO3)=0.56L÷22.4L·mol
1
-1
+
2+
2+
--1
-÷0.1L=0.25mol·L,则溶液中一定无Ag、Mg、Ba;又因为能生成白色沉淀,因此有SiO23,发生
+
-的反应为SiO23+2H-2-H2SiO3↓,SiO23的浓度为c(SiO3)=2.4g÷60g·mol÷0.1L=0.4mol·L;由
-1
-1
-1
-
-2-2-实验Ⅲ可知溶液中不含SO24;根据电荷守恒知2c(CO3)+2c(SiO3)=2×0.25mol·L+2×0.4mol·L
1
=1.3mol·L>0.5mol·L,因此溶液中还存在K,至少为0.8mol·L,不能确定有无NO-3。
-1
-1
+
-1
13.答案 (1)4
(2)NO-3 用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X,试纸变蓝 Mg(OH)2 (3)Al(OH)3+OH
-
AlO-2+2H2O
(4)0.136 (5)0.08
2-2-解析 溶液无色,则不存在Fe、MnO-4;溶液显强酸性,则不存在SiO3和SO3;该溶液与硝酸银溶液混
2+
合后无沉淀生成,说明不存在Cl,因此一定含有NO-3;该溶液与稀硫酸反应得不到沉淀,说明不存在
-
Ba,再将所得溶液与过量的氢氧化钠溶液混合生成气体X、溶液Y和沉淀Z,则X是氨气,一定含有NH+4,沉淀一定是氢氧化镁,含有Mg;根据实验Ⅱ图示关系可知开始时氢氧化钠首先中和H,然后沉
2+
+
2+
淀金属阳离子,沉淀达到最大值后开始与铵根结合生成氨气,然后沉淀又开始减少,减少到一定程度后不再发生变化,所以溶解的沉淀一定是氢氧化铝,说明含有Al。
--(1)根据以上分析可知,不进行实验就可以推断出表中的离子一定不存在的有Fe、SiO23、MnO4
2+
3+
--及SO23。(2)通过实验Ⅰ可以确定该溶液中一定存在的阴离子是NO3。氨气是碱性气体,检验氨气的
方法是用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X,试纸变蓝;沉淀Z的化学式为Mg(OH)2。(3)实验Ⅱ的图示关系中BC段表示氢氧化铝的溶解,对应的离子方程式为Al(OH)3+OH
-
AlO-2+2H2O。(4)A点时消耗氢氧化钠溶液6mL,则与金属阳离子反应的氢氧化钠溶液是5mL,对应NaOH的物质的量是0.005mol。溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液是1mL,对应NaOH的物质的量是0.001mol,所以生成的氢氧化铝是0.001mol,则与Mg反应的氢氧化钠是0.002mol,生成的氢氧化镁是0.001mol,所以对应固体的质量为0.001mol×(58+78)g·mol=0.136g。(5)与H反应的氢氧化钠溶液是1mL,则H的
+物质的量是0.001mol。与NH+4反应的氢氧化钠溶液是2mL,则NH4的物质的量是0.002mol,根据溶液
-1
+
+
2+
显电中性可知NO-3的物质的量是0.001mol+0.002mol+0.001mol×3+0.001mol×2=0.008mol,所以该溶液中阴离子的浓度为0.008mol÷0.1L=0.08mol·L。
-1
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