专题三 离子反应
考点1离子反应和离子方程式
1.[2020辽宁六校第一次联考]下列离子方程式不正确的是( )
-3+A.泡沫灭火器的工作原理:3CO23+2Al+3H2O
3CO2↑+2Al(OH)3↓
3I2+3H2O
B.用H2S去除废水中的Hg2+:H2S+Hg2+D.碳酸钡不能用作钡餐的原因:BaCO3+2H+
HgS↓+2H+
Ba2++CO2↑+H2O
-+C.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:IO-3+5I+6H
2.[2020湖北部分重点中学新起点考试]下列解释实验事实的方程式正确的是( )
A.向Al2(SO4)3溶液中滴加氨水产生白色胶状沉淀:Al3++3OH-B.90 ℃时测得纯水中c(H+)·c(OH-)=3.8×10-13:H2O(l)
-C.向碳酸钠溶液中滴入酚酞,溶液变红:CO23+2H2O
Al(OH)3↓
H+(aq)+OH-(aq) ΔH<0 H2CO3+2OH-
-+2Fe2++SO24+4H
D.向FeCl3溶液中通入SO2,溶液变为浅绿色:2Fe3++SO2+2H2O
3.[2020湖南四校摸底调研联考]下列各组反应,能用同一个离子方程式表示的是( )
A B
NaHCO3溶液与足量澄清石灰水 AlCl3溶液与足量NaOH溶液 稀H2SO4与Ba(OH)2溶液
Ca(HCO3)2溶液与足量NaOH溶液
Al2(SO4)3溶液与足量氨水
Fe(NO3)2溶液与稀盐酸 NaHSO4与足量Ba(OH)2溶液
C FeCl2溶液与稀HNO3 D
4.[2020四川攀枝花第一次统考]根据下列事实书写的离子方程式错误的是( )
-+A.向Na2SiO3溶液中加入稀盐酸得到硅酸胶体:SiO23+2H
H2SiO3(胶体)
FeCO3↓+CO2↑+H2O
Mn2++Cu2++S+2H2O
B.向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液得到FeCO3沉淀:Fe2++2HCO-3C.将过量SO2通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-HClO+HSO-3
D.在稀硫酸存在下,MnO2将CuS中的硫元素氧化为硫单质:MnO2+CuS+4H+
5.[2020北京朝阳区期中考试]下列反应的方程式正确的是( )
A.铜片与浓硫酸共热:Cu+H2SO4B.Na2S溶液显碱性:S2-+2H2O
CuSO4+H2↑ H2S↑+2OH-
-SO23+H2O
C.用氨水吸收烟气中的二氧化硫:SO2+2OH--+D.向Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸:S2O23+2H
SO2↑+S↓+H2O
6.[2020北京十中期中考试]向两份等体积、等浓度,pH不同的FeSO4溶液中逐滴加入NaClO溶液,实验测得
溶液pH随加入NaClO溶液体积变化曲线如图所示,实验现象如表所示。下列说法不正确的是( )
实验 Ⅰ
实验现象
滴入V1 mL NaClO溶液产生大量红褐色沉淀
Ⅱ
滴入V1 mL NaClO溶液,溶液变黄,未见沉淀,继续滴加出现红褐色沉淀
A.a~b段发生的主要反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2OB.d~e段发生的主要反应的离子方程式为ClO-+H+C.c、f点对应溶液pH接近的主要原因是ClO-+H2O
HClO HClO+OH-
2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
D.向c点对应溶液中加入过量的浓盐酸,沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出
7.[2020安徽合肥调研检测,15分]明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途,利用炼铝厂的废料——
铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下:
已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
开始沉淀 完全沉淀
Al(OH)3 3.4 4.7
Fe(OH)2 6.3 8.3
Fe(OH)3 1.5 3.0
回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 ;检验滤液A中是否存在Fe3+的方法是 。
(2)在滤液A中加入稍过量高锰酸钾的目的是 ;流程中“调pH”的合理范围是 。
(3)已知滤渣Ⅱ中含有二氧化锰,写出生成其反应的离子方程式: ;流程中加入适量C物质的化学式为 。 (4)明矾净水的原理是;
向明矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液的离子反应方程式为 。
(5)常温下,Fe3+恰好完全沉淀时的浓度为1.0×10-5 mol·L-1,则Ksp[Fe(OH)3]= 。
考点2离子共存
8.[2020贵州贵阳摸底考试]室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
+-2-A.pH=2的溶液:Na+、NH4、SO24、S2O3
-B.c(Fe2+)=0.1 mol·L-1的溶液: H+、Al3+、NO-3、SCN
--C.0.1 mol·L-1的NaOH溶液:Na+、K+、CO23、AlO2
-D.由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Na+、Fe3+、ClO-、SO24
9.[2020山东济南模拟]常温下,下列各组离子能大量共存的是( )
2-+-+A.含有HCO-3的澄清透明溶液中:K、SiO3、Cl、Na
B.pH=0的溶液中:K+、Ba2+、Cl-、HSO-3
+
C.水电离出的c(H+)·c(OH-)=10-20的溶液中:Na+、ClO-、S2-、NH4 --D.pH=7的溶液:Fe3+、Mg2+、SO24、Cl
考点3离子的检验与推断
+-2-2-10.[2020河南洛阳第一次联考]某溶液中可能含有K+、Na+、Mg2+、NH4、Fe2+、Br-、CO23、SO4、SO3中
的若干种离子。某同学做了如下实验:
①取少量溶液,滴加足量氯水,有气泡产生且溶液颜色变成黄色 ②另取少量溶液,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,无沉淀生成 ③蘸取原溶液,做焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色 为进一步确定该溶液的组成,无需进行的实验是( ) A.取少量溶液,滴加氯水和CCl4,振荡、静置 B.上述实验③不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色 C.取少量溶液,滴加适量的稀硫酸和品红溶液
D.取少量溶液,滴加适量浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体
+-2--11.[2020河北九校第二次联考]某试液中只可能含有K+、NH4、Fe2+、Al3+、Cl-、SO24、CO3、AlO2中的若
干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1,某同学进行了如下实验。下列说法正确的是( )
A.原溶液中存在
+-NH4、Fe2+、Cl-、SO24
+
B.滤液X中大量存在的阳离子有NH4、Fe2+和Ba2+
C.无法确定沉淀C的成分
D.无法确定原试液中是否含有Al3+、Cl-
---12.[2019湖南、湖北八市十二校第一次联考]某溶液中可能含有OH-、CO2AlO-SiO2SO2HCO-Na+、3、2、3、4、3、
Fe3+、Mg2+、Al3+等离子。当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸时,发现生成沉淀的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.原溶液中一定含有Na2SO4,可能不含有
-CO23
2-B.原溶液中一定含有的阴离子只有OH-、AlO-2、CO3 --C.原溶液中含CO23与AlO2的物质的量之比为3∶4
D.a-d>
3
4
13.[2019福建厦门外国语学校第一次考试,12分]水溶性离子是大气颗粒物的主要成分,研究其化学组成对于
治理大气污染有重要意义,某地区大气颗粒物经采样与必要的预处理后得试样溶液。经离子色谱检验确定含有
+--2--以下离子NH4、Na+、Mg2+、Ca2+、Al3+、SO24、NO3、CO3、Cl。某同学对其再进行如下的实验:
已知:在加热与强碱性条件下,铝单质可以将NO-3还原为氨气。 回答下列问题:
(1)气体1的电子式为 。
(2)生成沉淀1的离子方程式为 。 (3)沉淀2的成分是 (填化学式)。
(4)溶液3
气体2的离子方程式为 。
(5)根据上述实验可推断该地区大气颗粒物中 含量较低(填离子符号)。 (6)已知大气颗粒物中各元素的污染主体如表所示:
元素 N S
污染主体
机动车尾气
燃煤污染
Na、Mg、Cl Al 海盐离子
土壤扬尘
Ca 建筑粉尘
根据实验结果可判断该地区大气颗粒物污染主体有 。
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.[2020河南洛阳第一次联考]下列指定反应的离子方程式正确的是( )
-A.饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO23+CaSO4
-CaCO3+SO24
B.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH-+C.室温下用稀HNO3溶解铜:Cu+2NO-3+2H
AlO-2+H2↑
--+2FeO24+3Cl+4H+H2O
Cu2++2NO2↑+H2O
D.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO-+2Fe(OH)3
2.[2020吉林长春第一次质量监测]下列离子方程式书写正确的是( )
-+A.小苏打治疗胃酸过多的反应:CO23+2H
CO2↑+H2O
-2HClO+CO23
B.向次氯酸钠溶液中通入少量的CO2:2ClO-+CO2+H2O
+C.向H218O2中加入H2SO4酸化的KMnO4溶液:5H218O2+2MnO-4+6H2+D.将过量SO2通入Ba(NO3)2溶液中:3SO2+2NO-3+3Ba+2H2O
518O2↑+2Mn2++8H2O
3BaSO4↓+2NO+4H+
3.[新形式][2020河北石家庄摸底考试]向少量K2CO3溶液中缓慢滴加稀盐酸,并不断搅拌,随着稀盐酸的加入,
溶液中离子数目也相应地发生如图变化,四条曲线(c和d部分重叠)与溶液中离子的对应关系正确的是( )
A.a:Cl- b:K+
-c:CO23
d:HCO-3
---B.a:K+ b:CO23 c:Cl d:HCO3 ---C.a:K+ b:CO23 c:HCO3 d:Cl 2--D.a:K+ b:HCO-3 c:Cl d:CO3
4.[2020安徽示范高中联考]下列各组粒子在溶液中不仅可以大量共存且在加入试剂X后,发生反应的离子方程
式也正确的是( )
A B C D
微粒组 K+、Na+、
-2-SO24、CO3 +
NH4、
试剂X 少量醋酸 过量氨水 过量Ca(ClO)2
-2H++CO23
发生反应的离子方程式
CO2↑+
H2O
Fe2++2NH3·H2O
-Ca2++SO23
+
Fe(OH)2↓+2NH4
Fe2+、Br-、S2-Na+、K+、
--SO23、Cl
CaSO3↓
2NO↑+4H2O+3I2
H+、Na+、 I-、Cl-
+适量NaNO3 6I-+2NO-3+8H
5.[2020江西南昌摸底测试]下列事实所对应的离子方程式正确的是( )
事实
离子方程式
向酸性KMnO4溶液中加
--+A 入NaHSO3溶液,溶液变5SO23+2MnO4+6H
-2+5SO24+2Mn+3H2O
为无色
向硫代硫酸钠溶液中滴B 加盐酸,有淡黄色沉淀产
生
向明矾溶液中加入
-2-3+2+-C Ba(OH)2溶液,使SO24刚2Al+3SO4+3Ba+6OH
-+S2O23+2H
S↓+SO2↑+
H2O
3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
好沉淀完全 D
向碘化亚铁溶液中滴加少量溴水,溶液变为黄色
2Fe2++Br2
2Fe3++2Br-
6.[2020安徽合肥调研检测]室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
2-A.0.1 mol·L-1 KI溶液:Na+、K+、MnO-4、CO3 --B.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO24、HCO3
C.0.1 mol·L-1 HCl溶液:Ba2+、Fe2+、CH3COO-、NO-3
+-D.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4、NO-3、Cl
7.[与具体情境和信息结合考查离子反应]K2Cr2O7是一种强氧化剂,溶液为橙色,还原产物多为Cr3+,工业上可用
-2+于处理含砷(AsO33)和Fe的废水,生成FeAsO4沉淀。下列说法不正确的是( )
A.K2Cr2O7溶液具有强氧化性,可用酸式滴定管量取
-+B.乙二醇与足量酸性K2Cr2O7溶液反应的离子方程式为5Cr2O27+3HOCH2CH2OH+40H
10Cr3++6CO2↑+
29H2O
-2+C.酸性重铬酸钾溶液处理含砷(AsO33)和Fe的废水的离子方程式为-3-+2+Cr2O27+AsO3+12H+Fe
2Cr3++FeAsO4↓+6H2O
-+2CrO24+2H3O
-2-D.K2Cr2O7溶液加碱后变成黄色(CrO24),是因为溶液中存在平衡Cr2O7+3H2O
--2-+2+3+3++8.[新形式]某溶液中可能含有SO24、NO3、CO3、NH4、Fe、Fe、Al、Na中的几种,且所含阴离子浓度
相同(忽略OH-和H+)。某化学兴趣小组设计了如下实验方案以确定该溶液中所含离子成分,下列说法正确的是( )
A.该溶液中一定含有
-+3++SO24、NH4、Fe、Na
B.溶液中一定只含有三种阳离子
C.通过计算,溶液中一定含有Fe2+,且其浓度可能与Fe3+相等 D.向溶液中加入少量盐酸,一定会有红棕色气体产生
9.[新形式]A、B、C、D四种物质之间的转化关系如图所示(部分产物略去),下列说法正确的是( )
A.若A为AlCl3溶液,B可能为氨水,反应①的离子方程式为
Al3++4NH3·H2O
B.若A为Fe,B可能为稀HNO3,反应②的离子方程式为3Fe+8H++2NO-3
+
AlO-2+4NH4+2H2O
3Fe2++2NO↑+4H2O
C.若A为NaOH溶液,B可能为CO2,可用Ca(OH)2溶液鉴别C、D中的阴离子
D.若A为Cl2,B可能为NH3,实验室可用加热固体C的方法制取NH3
10.[2019湖北武汉部分学校调研测试]生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO),过滤后得到的滤液
用 NaHCO3溶液处理,测得溶液pH、n[Al(OH)3]随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L-1 B.b点与c点溶液所含微粒种类相同
-C.a点溶液中大量存在的离子是Na+、AlO-2、OH
-D.生成沉淀的离子方程式为HCO-3+AlO2+H2O-Al(OH)3+CO23
二、非选择题(共28分)
11.[新素材][2020福建泉州期中考试,14分]碱性锌锰电池的工作原
理:Zn+2MnO2+2H2O
2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱
性锌锰电池为原料,制备一种新型材料——MnxZn1-xFe2O4,其工艺流程如图所示:
(1)已知MnxZn1-xFe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中锰元素的相同,则铁元素的化合价为 。
(2)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+,写出该反应的离子方程式: 。
(3)“调铁”工序的目的是调整滤液B中铁元素的总浓度,使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式MnxZn1-xFe2O4相符合。
①写出“调铁”工序中发生反应的离子方程式: 、 。
②若测得滤液B中c(Mn2+)+c(Zn2+)=a mol·L-1,c(Fe2+)+c(Fe3+)=b mol·L-1,滤液B的体积为1 m3,“调铁”工序中,需加入的铁粉质量为 kg(忽略溶液体积变化,用含a、b的代数式表示)。
(4)在“氧化”工序中,加入H2O2溶液的目的是把Fe2+氧化为Fe3+;生产过程中发现实际消耗H2O2溶液的量大于理论值,其可能原因除温度外,主要是 。
(5)用氨水“调pH”后,经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C,从滤液C中还可分离出一种氮肥,该氮肥的溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
12.[新角度][2020北京朝阳区期中考试,14分]某实验小组研究KI和酸性KMnO4溶液的反应。
实验 序号
Ⅰ
Ⅱ
实验 操作
实验 紫色褪去,溶液变为棕黄现象 色
紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液,然后沉淀消失,溶液变为棕黄色
2+资料:i.MnO-4在酸性条件下最终被还原为Mn。ii.酸性条件下氧化性:KMnO4>KIO3>I2。
(1)实验Ⅰ中溶液呈棕黄色,推测生成了 (填化学式)。 (2)实验小组继续对实验Ⅱ反应中初始阶段的产物成分进行探究:
①经检验,实验Ⅱ初始阶段I-的氧化产物不是I2,则“实验现象a”为 。 ②黑色固体是 (填化学式)。
③设计实验方案证明在“紫色清液”中存在IO-3: 。 ④写出生成IO-3的离子方程式: 。 (3)探究实验Ⅱ中沉淀消失的原因。
用离子方程式解释实验Ⅱ中沉淀消失的原因: 。
(4)实验反思:KI和酸性KMnO4溶液反应过程中,所得产物成分与 有关(写出两点即可)。
专题三 离子反应
3+1.A 泡沫灭火器中盛有Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液,故其工作原理为3HCO-3+Al
3CO2↑+Al(OH)3↓,A
+
Al(OH)3↓+3NH4, A
项错误;B、C、D项正确。
2.D 氨水为弱碱,书写离子方程式时不能拆开,正确的离子方程式应为Al3++3NH3·H2OH2O(l)
项错误;90 ℃时,测得纯水中c(H+)·c(OH-)=3.8×10-13,而25 ℃时纯水中c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,故
H+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,B项错误;向碳酸钠溶液中滴入酚酞,溶液变红,是因为碳酸根离子水解使溶
-HCO-3+OH,C项错误;向FeCl3溶液中通入SO2,溶液变为浅绿色,发生氧化还原反应,离子方程式
液呈碱性,但多元弱酸根离子的水解是分步进行的,且以第一步为主,故正确的离子方程式应为
-CO23+H2O
为2Fe3++SO2+2H2O
-+2Fe2++SO24+4H,D项正确。
-2+-3.C 前者HCO-3完全转化为CaCO3沉淀,正确的离子方程式为HCO3+Ca+OH-2+-HCO-3部分转化为CaCO3沉淀,正确的离子方程式为2HCO3+Ca+2OH
CaCO3↓+H2O,后者
-CaCO3↓+CO23+2H2O,A项不符合
题意;前者发生反应生成AlO-2,后者发生反应生成Al(OH)3沉淀,B项不符合题意;二者均发生反应3Fe2++4H++NO-3
-2+-2H++SO24+Ba+2OH
3Fe3++2H2O+NO↑,C项符合题意;前者正确的离子方程式为
BaSO4↓+H2O,D
-2+-BaSO4↓+2H2O,后者正确的离子方程式为H++SO24+Ba+OH
项不符合题意。
-+4.C 向Na2SiO3溶液中加入稀盐酸得到硅酸胶体:SiO23+2H
H2SiO3(胶体),A项正确。向FeSO4溶液中加FeCO3↓+CO2↑+H2O,B项正确。将过量
-+Cl-+SO24+2H,C项错误。在稀硫酸存在
入NH4HCO3溶液得到FeCO3沉淀、CO2和H2O:Fe2++2HCO-3SO2通入NaClO溶液中,发生氧化还原反应:SO2+H2O+ClO-下,MnO25.D
与
CuS
铜:MnO2+CuS+4H+
Mn2++Cu2++S+2H2O,D项正确。
发生氧化还原反应生成硫单质、水、硫酸锰和硫酸
铜片与浓硫酸共热生成硫酸铜、二氧化硫和水,不能生成氢气,正确的方程式为
CuSO4+SO2↑+2H2O,A项错误。Na2S溶液中硫离子水解,溶液显碱
-+
SO23+2NH4+H2O,C项错误。Na2S2O3溶液与稀硫酸发生歧化反
Cu+2H2SO4(浓)性:S2-+H2OSO2+2NH3·H2O
-+应:S2O23+2H
HS-+OH-,B项错误。用氨水吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸铵,反应的离子方程式是SO2↑+S↓+H2O,D项正确。
段生成红褐色沉淀,即生成了
Fe(OH)3沉淀,反应的离子方程式为
2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+, A项正确;d~e段溶液变黄,说明生成了Fe3+,反应的离子方程式为2Fe3++Cl-+H2O,B项错误;c、f点NaClO溶液过量,ClO-水解使溶液显碱性,水解的离子方HClO+OH-, C项正确;c点对应溶液中含有Fe(OH)3沉淀和NaClO,加入过量的浓盐酸,
6.B a~b
2Fe2++ClO-+5H2O2Fe2++ClO-+2H+程式为ClO-+H2O
氢氧化铁与HCl反应可生成氯化铁,次氯酸钠与HCl反应可生成氯气,所以加入过量的浓盐酸,沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出, D项正确。
7.(1)过滤(1分) 取少量滤液A于试管中,再向试管中滴加少量硫氰化钾溶液,观察溶液是否变红(1分) (2)将滤液A中的Fe2+全部转化为Fe3+(1分) 3.0≤pH<3.4(2分) (3)3Mn2++2MnO-4+2H2OK2SO4(2分)
--2+Al3++2SO24+4OH+2Ba
-38AlO-2+2BaSO4↓+2H2O(2分) (5)1.0×10(2分)
5MnO2↓+4H+(2分)
(4)铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附聚沉的作用(2分)
【解析】 (1)根据流程信息可知,经操作Ⅰ可得到固体和液体,则操作Ⅰ为过滤,检验Fe3+常用的试剂是硫氰化钾溶液,方法是取少量滤液A于试管中,再向试管中滴加少量硫氰化钾溶液,观察溶液是否变红。(2)在滤液A中加入稍过量的高锰酸钾,可将溶液中的Fe2+全部氧化成Fe3+,再调节溶液pH,将Fe3+转化为Fe(OH)3,调pH时要注意Fe3+应完全沉淀,Al3+不能沉淀,由题给数据可知,调pH的合理范围是3.0≤pH<3.4。(3)加入MnSO4是为了除
-2+去过量的MnO-4,生成物是MnO2,则发生的离子反应为3Mn+2MnO4+2H2O
5MnO2↓+4H+;滤液B的主要
成分是Al2(SO4)3,要制备明矾[KAl(SO4)2·12H2O],由原子守恒知加入的适量C是K2SO4。(4)明矾溶于水,电离出铝离子,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附聚沉的作用,可以净水;向明矾溶液中加入过量的
-3+形成AlO-,发生的离子反应为Al3++2SO2-+4OH-+ Ba(OH)2溶液,SO24全部生成BaSO4,Al24
2Ba
2+
AlO-2+2BaSO
+
4-3
↓+2Hmol·L
2
O。(5)常温下,Fe,c(OH
-
3+
完全沉淀时mol·L
-1
pH=3.0,c(H
)=1.0×10
-1
)=1.0×10
-11
,
Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0×10-5×(1.0×10-11)3=1.0×10-38。 【流程梳理】 各步主要转化如图所示:
--+2+8.C pH=2的溶液为酸性溶液,酸性溶液中不能大量存在S2O23,A项错误;H、NO3、Fe能发生氧化还原反应
--而不能大量共存,B项错误;NaOH溶液中,Na+、K+、CO23、AlO2能大量共存,C项正确;由水电离出的
c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液可能是pH=2或pH=12的溶液,pH=2的溶液中,不能大量存在ClO-,pH=12的溶
液中,不能大量存在Fe3+,D项错误。
2-+-+9.A 含有HCO-3的澄清透明溶液显碱性,K、SiO3、Cl、Na能在碱性环境下大量共存,A项正确;pH=0的溶+--14可知,水电离出的液显酸性,HSO-3在酸性环境下不能大量存在,B项错误;根据Kw=c(H)·c(OH)=10
+
c(H+)·c(OH-)=10-20的溶液可能显酸性,也可能显碱性,酸性环境下,ClO-、S2-不能大量共存,碱性环境下,NH4不
能大量存在,C项错误;常温下,pH=7的溶液显中性,Fe3+、Mg2+不能在中性溶液中大量存在,D项错误。
-2+2+10.A 由实验①可推出溶液中含有Br-、CO23,由离子共存知,溶液中不含Mg、Fe;由实验②可推出溶液中-+2-++不含SO24;由实验③可推出溶液中含有K,不能确定溶液中是否含有的离子为NH4、Na、SO3。取少量溶液,
滴加氯水和CCl4,是验证Br-的方法,无需进行该实验,A项符合题意;不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,可验证
-Na+是否存在,B项不符合题意;加入适量稀硫酸和品红溶液可验证SO23是否存在,C项不符合题意;取少量溶液,+滴加适量浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验气体,可验证NH4是否存在,D项不符合题意。 --11.A 加入过量稀硫酸无明显现象,说明无CO23、AlO2;加入过量Ba(NO3)2溶液有气体A生成,说明溶液中存-在还原性离子,即含有Fe2+,因为前面加入了稀硫酸,故由生成沉淀A(硫酸钡)不能说明溶液中存在SO24;向滤液+X中加入过量NaOH溶液有气体B生成,说明存在NH4,沉淀B为氢氧化铁;向滤液Y中通入少量CO2得到沉
淀C,则沉淀C可以是BaCO3或Al(OH)3或二者的混合物,又因为试液中各离子的浓度均为0.1 mol·L-1,根据电
--+3+荷守恒及以上分析可知,原溶液中一定存在SO24、Cl,一定不存在K、Al,故沉淀C为BaCO3。由上述分析+-+-3+2++知,原溶液中存在NH4、Fe2+、SO24、Cl, A项正确;滤液X中大量存在的阳离子为Fe、NH4、Ba、H, B
项错误;沉淀C为BaCO3, C项错误;原溶液中存在Cl-,不存在Al3+, D项错误。
12.C 由题图分析可知,开始无沉淀生成,说明加入的盐酸和溶液中的碱反应,说明溶液中一定含OH-,则与OH-2-+不能共存的是Fe3+、Mg2+、Al3+;随后反应生成沉淀逐渐增多,说明是AlO-2、SiO3和H反应生成氢氧化铝沉淀--和硅酸沉淀,由于AlO-2与HCO3会发生反应生成氢氧化铝沉淀,则溶液中一定不存在HCO3;继续加入盐酸沉淀-2-量不变,消耗盐酸的离子只能是CO23,CO3反应完后继续加入盐酸,沉淀逐渐减少至不再改变,进一步证明沉淀-是氢氧化铝和硅酸,氢氧化铝沉淀溶于盐酸,最后剩余沉淀为硅酸;SO24不能确定是否存在,但根据溶液呈电中性-可知,溶液中一定含有Na+。溶液中SO24不能确定是否存在,因此原溶液中不一定含有Na2SO4,故A错误;依据--2-2-判断,原溶液中一定含有的阴离子是OH-、SiO23、AlO2、CO3,故B错误;依据题图可知与CO3反应的盐酸体积-+为2体积,CO23+2H
CO2↑+H2O,氢氧化铝溶解消耗的盐酸体积为4体积,Al(OH)3+3H+
43
Al3++3H2O,则原
43
--溶液中含有CO23与AlO2的物质的量之比为3∶4,故C正确;根据题图知,溶解氢氧化铝消耗的盐酸为4体积,假
设盐酸的浓度为1 mol/L,盐酸体积的单位为L,则消耗HCl 4 mol,则溶解的氢氧化铝为 mol,则溶液中含有
4mol AlO-2,沉淀3
mol AlO-2需要
HCl mol,a-d对应于
3
4
AlO-2和-SiO23消耗的盐酸体积,即
a-d>3,故D错误。
4
13.(每空2分)(1)
-(4)8Al+3NO-3+5OH+2H2O
(2)2AlO-2+CO2+3H2O-2Al(OH)3↓+CO23
(3)BaSO4、BaCO3
2-2+2+3NH3↑+8AlO-2 (5)Mg、Ca、CO3 (6)机动车尾气、燃煤污染、土壤扬尘
+
【解析】 (1)由题给流程可知,试样溶液中的NH4与过量NaOH溶液反应,加热产生的气体1为氨气(NH3),电
子式为
-。(2)试样溶液中的Al3+与过量NaOH溶液反应生成AlO-2,AlO2与CO2反应生成Al(OH)3沉
淀,Al(OH)3沉淀与NaOH溶液反应生成AlO-2,沉淀溶解,所以沉淀1为Al(OH)3,生成沉淀1的离子方程式为2AlO-2+CO2+3H2O
-2Al(OH)3↓+CO23。(3)由流程可知,沉淀2中加盐酸,沉淀部分溶解并产生气体,结合离子
色谱检验结果可得,沉淀2应为BaSO4和BaCO3的混合物。(4)流程中,溶液3加入铝粉和NaOH,并加热,生成的气体2能使湿润的pH试纸变蓝,则气体2为氨气,结合已知条件可得溶液3
-8Al+3NO-3+5OH+2H2O
气体2的离子方程式为
2+3NH3↑+8AlO-2。(5)根据试样溶液加过量NaOH溶液没有产生沉淀,可得Mg含量
-较低;根据沉淀1完全溶解于NaOH溶液,可得沉淀1中没有CaCO3,Ca2+和CO23含量较低,所以根据上述实验-2+可推断该地区大气颗粒物中Mg2+、Ca2+、CO23含量较低。(6)根据实验结果可判断该地区大气颗粒物中Mg、-+-2-3+Ca2+、CO23含量较低,NH4、Al、NO3、SO4含量较高,结合表中提供的信息可得:机动车尾气、燃煤污染、土
壤扬尘是该地区大气颗粒物污染主体。
1.A 溶解度小的CaSO4可以转化为溶解度更小的CaCO3,A项正确;铝粉与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2.C
-+ 2AlO-2+3H2↑,B项错误;铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H+2NO3
3Cu2++2NO↑+4H2O,C项错误;碱性溶液中不能生成氢离子,D项错误。
小苏打的主要成分是碳酸氢钠,且碳酸氢根离子不能拆开,正确的离子方程式为
CO2↑+H2O,A项错误;由于酸性H2CO3>HClO>HCO-3,故向次氯酸钠溶液中通入少量CO2的离
HClO+HCO-3,B项错误;酸性高锰酸钾具有强氧化性,可将过氧化氢氧化为氧气,
-+2SO24+BaSO4↓+2NO+4H,D项错误。
-+HCO-3、HCO3+H
+HCO-3+2H
子方程式为ClO-+CO2+H2O
而自身被还原为Mn2+,C项正确;将过量SO2通入Ba(NO3)2溶液中,二氧化硫被硝酸根离子氧化,正确的离子方
2+程式为3SO2+2NO-3+Ba+2H2O
-+3.C 向少量K2CO3溶液中缓慢滴加稀盐酸,依次发生反应:CO23+H
CO2↑+H2O,K+
-2--不参与反应,故K+的数目不变,即图中a代表K+,CO23的数目逐渐减少,故图中b代表CO3,HCO3的数目先增多--后减少,故图中c代表HCO-3,Cl数目随稀盐酸的量的增多逐渐增多,故图中d代表Cl,C项正确。
--2+2-4.D CH3COOH是弱酸,不能拆开,且少量CH3COOH与CO23反应生成HCO3,A项错误;Fe与S反应生成-2-FeS而不能大量共存,B项错误;Ca(ClO)2具有强氧化性,可将SO23氧化为SO4,从而生成CaSO4,C项错误;加入-适量NaNO3后,NO-3在酸性条件下有强氧化性,能与I发生氧化还原反应,D项正确。
5.B NaHSO3为弱酸的酸式盐,书写离子方程式时HSO-3不能拆开,A项错误;Na2S2O3在酸性条件下发生歧化
-反应生成单质S和SO2气体,离子方程式书写正确,B项正确;明矾溶液中SO24刚好完全沉淀时,离子反应为-2+-Al3++2SO24+2Ba+4OH
-2+2BaSO4↓+AlO-2+2H2O,C项错误;还原性I>Fe,加少量溴水时先氧化
I-,2I-+Br2I2+2Br-,D项错误。
-2+-6.D MnO-4具有氧化性,I具有还原性,二者能发生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;Mg与OH反应生成
2---+Mg(OH)2沉淀而不能大量存在,HCO-3与OH反应生成CO3和H2O而不能大量存在,B项错误;CH3COO和H
反应生成弱电解质CH3COOH而不能大量存在,H+、Fe2+、NO-3发生氧化还原反应而不能大量共存,C项错误;溶液中这些离子之间不发生反应,能大量共存,D项正确。
7.C K2Cr2O7溶液具有强氧化性,易腐蚀碱式滴定管中的橡胶管,所以应用酸式滴定管量取,A正确;与过量的具有强氧化性的酸性K2Cr2O7溶液反应,乙二醇的变化历程为乙二醇→乙二醛→乙二酸→CO2,B正确;题给离子方
-3-+2+程式不符合电荷守恒和得失电子守恒,应为Cr2O27+2AsO3+10H+2Fe-误;K2Cr2O7溶液中存在着平衡:Cr2O27+H2O
2Cr3++2FeAsO4↓+5H2O,C错
-2-+2CrO24+2H,加碱后平衡右移,生成黄色的CrO4,D正确。
【教材链接】 虽然在中学教材中没有专门的章节讲解K2Cr2O7,但是在人教版《化学》(选修4)第26页有过-2-介绍,值得注意的是Cr2O27与CrO4的转化在高考中曾出现过,所以要对这些分散于教材的边角知识进行整理,以免成为解题的盲点。 +8.C 加入NaOH溶液有气体产生,所以原溶液中含有NH4且为0.01 mol;有红褐色沉淀,所以一定有Fe3+,但
Fe2+无法确定,因为生成的少量白色沉淀会被红褐色沉淀掩盖,根据灼烧后有1.6 g固体Fe2O3,即0.01 mol,可
-+知铁元素为0.02 mol,根据离子共存可知不会有CO23;由于加入了过量NaOH溶液,所以原溶液中是否含有Na
无法确定;如果有Al3+,则滤液中通入CO2会有沉淀生成,故可排除Al3+;根据加入BaCl2溶液所得沉淀质量,可知
-2-+原溶液中含有SO24且n(SO4)=0.02 mol;若溶液中没有Na,则阳离子所带正电荷大于0.01 mol+0.02
mol×2=0.05 mol,小于等于0.01 mol+0.02 mol×3=0.07 mol,则一定存在NO-3,阴离子浓度相同,阴离子所带负电荷为0.02 mol×2+0.02 mol=0.06 mol,根据电荷守恒,则一定含有Fe2+,设为x mol,则0.06=0.01+2x+3×(0.02-x),x=0.01,Fe2+与Fe3+浓度相等;若含有Na+,则n(Fe2+)>0.01 mol,n(Fe3+)<0.01 mol,故溶液中可能含有四种阳离子;溶液中一定含有Fe2+,且其浓度可能与Fe3+相等;溶液中NO-3的浓度不大,因此加入少量盐酸,与Fe2+反应产生NO无色气体。综上所述,A、B、D错误,C正确。
9.B Al(OH)3不能溶于过量NH3·H2O生成AlO-2,A项错误;铁与少量稀HNO3反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO-3
3Fe2++2NO↑+4H2O,B项正确;由题意可知C为NaHCO3溶液,D为Na2CO3溶液,二者与
Ca(OH)2溶液反应都生成碳酸钙白色沉淀,现象相同,不能鉴别,C项错误;由题意可知C为NH4Cl,D为HCl,实验室不能用加热固体NH4Cl的方法制备NH3,D项错误。
10.A 由题图可知,加入0~8 mL NaHCO3溶液时无沉淀产生,加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀最多,为0.032 mol Al(OH)3,即加入 0~8 mL NaHCO3溶液时只发生反应OH-+HCO-3
-溶液时,发生反应HCO-3+AlO2+H2O
-Al(OH)3↓+CO23,则c(NaHCO3)=
-CO23+H2O,加入8~40 mL NaHCO30.032mol(0.040-0.008) L
=1.0 mol·L-1,A项错误;b点
-Al(OH)3↓+CO23,D
-与c点对应溶液中所含微粒种类相同,均含有Na+、AlO-CO2NaAlO2,2、3等,B项正确;a点溶液中的溶质为NaOH、-大量存在的离子是Na+、AlO-OH-,C项正确;生成沉淀的离子方程式为HCO-2、3+AlO2+H2O
项正确。
11.(每空2分)(1)+3 Fe+2H+
(2)MnO(OH)+Fe2++3H+
Mn2++Fe3++2H2O
(3)①Fe+2Fe3+
3Fe2+
+-+-Fe2++H2↑ ②56(2a-b) (4)生成的Fe3+催化了H2O2的分解 (5)c(NH4)>c(SO24)>c(H)>c(OH)
【解析】 由题给流程图可知,向用水浸取后的滤渣A中加入过量稀硫酸,滤渣A中的Fe与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁在酸性条件下与MnO(OH)发生氧化还原反应可生成硫酸铁、硫酸锰,滤渣A中的Zn(OH)2与稀硫酸反应可生成硫酸锌,过滤得到含有硫酸锌、硫酸铁和硫酸锰的酸性滤液B,向滤液B中加入铁粉调整滤液B中铁元素的总浓度,使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式MnxZn1-xFe2O4相符合,再加入H2O2溶液将Fe2+氧化为Fe3+,用氨水调pH后,经结晶、过滤得到产品MnxZn1-xFe2O4。(1)由题意可知,MnxZn1-xFe2O4中锰元素的化合价为+2,设铁元素化合价为a,由化合物中各元素化合价代数和为零可得(+2)×x+(+2)×(1-x)+a×2+(-2)×4=0,解得a=+3。(2)由题意可知,硫酸亚铁与MnO(OH)在酸性条件下发生氧化还原反应,硫酸亚铁被氧化成硫酸铁,MnO(OH)被还原为硫酸锰,反应的离子方程式为MnO(OH)+Fe2++3H+Fe+2Fe3+
Mn2++Fe3++2H2O。(3)①“调铁”工序中,加入的铁粉与溶液中的Fe3+和H+反应,氧化性
Fe2++H2↑。②由MnxZn1-xFe2O4可知,[n(Mn2+)+n(Zn2+)]∶n(Fe3+)=1∶2,设加
较强的Fe3+与Fe反应生成Fe2+,Fe3+完全反应后,H+与Fe反应生成Fe2+和H2,反应的离子方程式为
3Fe2+和Fe+2H+
入的铁粉的物质的量为x,依据题意可得(amol·L-1×103L)∶(bmol·L-1×103L+x)=1∶2,解得x=(2a-b)×103mol,则加入的铁粉质量为(2a-b)×103mol×56g·mol-1=56(2a-b)×103g=56(2a-b)kg。(4)在“氧化”工序中,H2O2把Fe2+氧化为Fe3+,反应生成的Fe3+可以作催化剂,使H2O2催化分解,导致实际消耗H2O2溶液的量大于理论值。(5)由题给
+流程图可知,反应中加入了稀硫酸和氨水,滤液C中一定含有可以作氮肥的硫酸铵,硫酸铵溶液中NH4水解使溶++液显酸性,溶液中有c(H+)>c(OH-),但是由于NH4水解程度小,溶液中有c(NH4)>??(SO2-4),则溶液中离子浓度由+-+-大到小的顺序为c(NH4)>c(SO24)>c(H)>c(OH)。
12.(除标明外,每空2分)(1)I2(1分) (2)①溶液分层,下层液体无色 ②MnO2(1分) ③取少量“紫色清液”于试管中,逐滴加入Na2SO3溶液,振荡,溶液紫色消失变成棕黄色时,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明存在IO-3(3分)
-+④2MnO-4+I+2H
-+2MnO2↓+IO-3+H2O (3)MnO2+2I+4H
Mn2++I2+2H2O (4)试剂的相对用量(滴加顺
序)、溶液酸性强弱(其他合理答案也可)(3分)
2+【解析】 (1)实验Ⅰ中KI溶液过量,MnO-4在酸性条件下最终被还原为Mn,碘水呈棕黄色,所以实验Ⅰ中溶液呈
棕黄色,推测生成了I2。(2)①实验初始阶段I-的氧化产物不是I2,则CCl4层呈无色,“实验现象a”为溶液分层,下层液体无色。②二氧化锰能催化H2O2分解,向黑色固体中加入H2O2溶液,立即产生大量气泡,则黑色固体是
-MnO2。③IO-3具有氧化性,IO3可以被Na2SO3还原生成I2,取少量“紫色清液”于试管中,逐滴加入Na2SO3溶液,
振荡,溶液紫色消失变成棕黄色时,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明存在IO-④高锰酸钾与碘化钾反应可生成二氧3。
-+化锰和KIO3,反应的离子方程式是2MnO-4+I+2H
2MnO2↓+IO-(3)在酸性条件下,二氧化锰与碘化钾3+H2O。
Mn2++I2+2H2O。(4)根据以上实验分析,KI和酸性
反应可生成碘单质,反应的离子方程式是MnO2+2I-+4H+
KMnO4溶液反应过程中,所得产物成分与试剂的相对用量(滴加顺序)、溶液酸性强弱有关。
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