1、课时规范练2离子反应(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2020北京密云高三模拟)将NaCl溶于水配成1 molL-1的溶液,溶解过程如图所示。下列说法正确的是()。A.a离子为Cl-,b离子为Na+B.溶液中含有NA个水合Na+C.溶液中存在NaClNa+Cl-D.NaCl溶解过程需要在容量瓶中进行答案:A解析:钠离子核外有2个电子层,氯离子有3个电子层,即氯离子半径大于钠离子半径,a离子为Cl-,b离子为Na+,A项正确。题目中没有说明溶液的体积,无法计算溶质的物质的量,即无法判断溶液中水合Na+的个数,B项
2、错误。氯化钠是强电解质,全部电离,电离方程式为NaClNa+Cl-,C项错误。容量瓶不能用于溶解,NaCl溶解需要在烧杯中进行,D项错误。2.(2020天津)下列离子方程式书写正确的是()。A.CaCO3与稀硝酸反应:CO32-+2H+H2O+CO2B.FeSO4溶液与溴水反应:2Fe2+Br22Fe3+2Br-C.NaOH溶液与过量H2C2O4溶液反应:H2C2O4+2OH-C2O42-+2H2OD.C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O2C6H5OH+CO32-答案:B解析:离子方程式正误判断的关键是“三看”:一看产物是否正确,C项中H2C2O4过量,产物应为H
3、C2O4-,C项错误。D项中CO2与反应不能生成CO32-,而应生成HCO3-,D项错误。二看拆分是否合理,A项中CaCO3不能拆分。三看是否符合元素守恒和电荷守恒。3.(2020全国)对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是()。A.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:3SO32-+Cl2+H2O2HSO3-+2Cl-+SO42-B.向CaCl2溶液中通入CO2:Ca2+H2O+CO2CaCO3+2H+C.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液: 2Fe3+H2O2O2+2H+2Fe2+D.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:NH4+OH-NH3H2O答案:A解析:Na2SO
4、3具有还原性,而Cl2具有氧化性,两者会发生氧化还原反应,生成Na2SO4和HCl,当参加反应的Cl2较少时,反应生成的HCl会与Na2SO3反应生成NaHSO3,A项正确。CO2通入CaCl2溶液时,CO2与CaCl2不反应,B项错误。H2O2溶液中加入FeCl3溶液时,FeCl3作H2O2分解的催化剂,C项错误。同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合时,发生反应:H+OH-H2O,D项错误。4.(2020浙江7月选考)能正确表示下列反应的离子方程式是()。A.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应:SO42-+Ba2+BaSO4B.电解MgCl2水溶液:2
5、Cl-+2H2O2OH-+Cl2+H2C.乙酸乙酯与NaOH溶液共热:CH3COOCH2CH3+OH-CH3COO-+CH3CH2OHD.CuSO4溶液中滴加稀氨水:Cu2+2OH-Cu(OH)2答案:C解析:(NH4)2Fe(SO4)2可以写成(NH4)2SO4FeSO4,(NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应,OH-先与Fe2+反应,再与NH4+反应,由于Ba(OH)2较少,NH4+不会参与反应,离子方程式为Fe2+SO42-+Ba2+2OH-Fe(OH)2+BaSO4,A项错误。用惰性材料为电极电解MgCl2溶液,阳极反应为2Cl-2e-Cl2,阴极反应为Mg2+2
6、H2O+2e-Mg(OH)2+H2,总反应的离子方程式为Mg2+2Cl-+2H2OMg(OH)2+H2+Cl2,B项错误。乙酸乙酯与氢氧化钠溶液共热时发生水解反应,生成乙酸钠和乙醇,离子方程式为CH3COOCH2CH3+OH-CH3COO-+CH3CH2OH,C项正确。向硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水与硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸铵,一水合氨为弱电解质,在离子方程式中不能拆开书写,离子方程式为Cu2+2NH3H2O2NH4+Cu(OH)2,D项错误。5.(2020山东青岛高三模拟)下列有关溶液中离子存在和转化的表达合理的是()。A.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO4
7、2-B.离子方程式2Ca2+3HCO3-+3OH-2CaCO3+CO32-+3H2O可以表示NH4HCO3与澄清石灰水反应C.由水电离出的c(H+)=110-12 molL-1的溶液中可能大量存在K+、I-、Mg2+、NO3-D.nNH4Al(SO4)2nBa(OH)2=25时发生的反应为NH4+Al3+2SO42-+2Ba2+5OH-NH3H2O+AlO2-+2H2O+2BaSO4答案:D解析:Fe3+发生水解,使得溶液呈酸性,因此只能存在于酸性溶液中,故A项错误。若氢氧化钙不足时发生反应:Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O,若氢氧化钙过量时发生反应:NH4+Ca
8、2+HCO3-+2OH-CaCO3+NH3H2O+H2O,故B项错误。由水电离出的c(H+)=110-12molL-1,说明水的电离受到抑制,为酸溶液或碱溶液,为碱溶液时,Mg2+与氢氧根离子反应;为酸溶液时,I-、NO3-发生氧化还原反应,在溶液中一定不能大量共存,故C项错误。nNH4Al(SO4)2nBa(OH)2=25时,NH4+恰好全部转化为一水合氨,铝离子恰好完全转化为偏铝酸根离子,硫酸根恰好完全转化为硫酸钡沉淀,氢氧根恰好完全反应,钡离子过量,故D项正确。6.(2020北京人大附中高三模拟)下列反应的离子方程式正确的是()。A.向Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2制次氯酸:2Cl
9、O-+H2O+CO22HClO+CO32-B.Ag(NH3)2OH与较浓盐酸反应生成AgCl:Ag(NH3)2+OH-+3H+Cl-AgCl+2NH4+H2OC.Cl2与热的NaOH溶液反应制取NaClO3:2Cl2+6OH-3Cl-+ClO3-+3H2OD.向酸性高锰酸钾溶液中通入SO2:2MnO4-+5SO2+4OH-2Mn2+5SO42-+2H2O答案:B解析:Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2时,生成次氯酸和Ca(HCO3)2,正确的离子方程式为ClO-+H2O+CO2HClO+HCO3-,A项错误。Ag(NH3)2OH与足量盐酸反应生成AgCl,该反应的离子方程式为Ag(NH3)2
10、+OH-+3H+Cl-AgCl+2NH4+H2O,B项正确。Cl2与热的NaOH溶液发生氧化还原反应生成NaClO3,正确的离子方程式为3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,题中所给的离子方程式电荷不守恒,C项错误。向酸性高锰酸钾溶液中通入SO2,两者发生氧化还原反应,正确的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O5SO42-+2Mn2+4H+,D项错误。7.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.水电离的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:K+、Na+、SiO32-、SO42-B.能使石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、Fe3+、SO42-、Cl-C.
11、KWc(OH-)=110-13 molL-1的溶液中:Ba2+、ClO-、Cl-、NO3-D.能与铝反应放出H2的溶液中:K+、Fe2+、SO42-、Cl-答案:C解析:由水电离的c(H+)=110-13molL-1的溶液可能是酸或碱溶液,在酸溶液中,H+与SiO32-反应生成白色沉淀不能大量共存,A项错误。能使石蕊呈蓝色的溶液是碱性溶液,OH-与Fe3+反应生成红褐色沉淀,不能大量共存,B项错误。KWc(OH-)=110-13molL-1的溶液是碱性溶液,Ba2+、ClO-、Cl-、NO3-各离子能大量共存,C项正确。能与铝反应放出H2的溶液可能是酸或强碱溶液,在强碱溶液中,Fe2+与OH-
12、反应生成白色沉淀,不能大量共存,D项错误。8.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()。pH=0的溶液:Na+、C2O42-、MnO4-、SO42-pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2-、NO3-、S2-水电离的H+浓度为10-12 molL-1的溶液中:Cl-、CO32-、NO3-、SO32-加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、NH4+、Cl-、K+、SO42-使甲基橙变黄的溶液中:Fe2+、MnO4-、NO3-、Na+、SO42-中性溶液中:Fe3+、Al3+、NO3-、Cl-、S2-A.B.C.D.答案:B解析:pH=0的溶液中H+、C2O42-、MnO4-发
13、生氧化还原反应,不能大量共存,故错误;pH=11的溶液显碱性,该组离子之间不反应,可大量共存,故正确;水电离的H+浓度c(H+)=10-12molL-1是由于水的电离受到抑制,可能是酸或碱溶液。酸溶液中不能大量存在CO32-、SO32-,故错误;加入Mg能放出H2的溶液,溶液显酸性,该组离子之间不反应,可大量共存,故正确;甲基橙变黄色的溶液,pH4.4,Fe2+、MnO4-、NO3-可能发生氧化还原反应,不能大量共存,故错误;中性溶液不能大量存在Fe3+,且Fe3+与S2-发生氧化还原反应,Al3+与S2-相互促进水解,不能大量共存,故错误。二、非选择题(本题共3个小题,共52分)9.(16分
14、)在Cl-浓度为0.5 molL-1的某无色澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。阳离子K+Al3+Mg2+Ba2+Fe3+阴离子NO3-CO32-SiO32-SO42-OH-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)。序号实验内容实验结果向该溶液中加入足量稀盐酸产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体将中的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量固体质量为2.4 g向得到的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象请回答下列问题。(1)通过以上实验能确定一定不存在的离子是。(2)实验中生成沉淀的离子方程式为。(3)通过实验、和必要计算,请写出一定存在的阴
15、离子及其浓度(不一定要填满)。序号阴离子c/(molL-1)(4)判断K+是否存在,若存在,求出其最小浓度,若不存在说明理由:。答案:(1) Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO42-(2)SiO32-+2H+H2SiO3(3)序号阴离子c/(molL-1)SiO32-0.4CO32-0.25(4)存在,最小浓度为1.8 molL-1解析:由题意知溶液为无色澄清溶液,一定不含Fe3+,且溶液中含有的离子必须能大量共存。由实验生成标准状况下0.56L气体可知,该溶液中一定含有CO32-,物质的量为0.56L22.4Lmol-1=0.025mol,其浓度为0.025mol0.1L=0.25
16、molL-1,则一定没有Al3+、Mg2+、Ba2+;由实验生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO32-,发生反应的离子方程式为SiO32-+2H+H2SiO3,SiO32-的物质的量是2.4g60gmol-1=0.04mol,其浓度为0.04mol0.1L=0.4molL-1。由实验可知溶液中不含SO42-,根据电荷守恒2c(CO32-)+2c(SiO32-)+c(Cl-)=20.25molL-1+20.4molL-1+0.5molL-1=1.8molL-1,根据溶液呈电中性可知溶液中一定含有K+,由于不能确定是否存在NO3-,则K+浓度至少为1.8molL-1。10.(18分)现有五种可溶性
17、物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种。(1)某同学通过比较分析,认为无须检验就可判断其中必有的两种物质是和(填化学式,且相对分子质量小的写在第一个空)。(2)为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,含X的物质记为C,当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体;当C与A的溶液混合时,产生棕黄色沉淀(红白混合颜色),向该沉淀中滴入稀硝酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解。则X为。A.SO32-B.SO42-C.CH3COO-D.SiO32
18、-(3)B的水溶液不显中性,原因主要为(用离子方程式表示)。(4)将0.02 mol A与0.01 mol C同时溶解在足量的蒸馏水中,充分反应后,最终所得沉淀的质量为(保留两位有效数字)。(5)将Cu投入装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀硫酸,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。则物质D一定含有上述离子中的(填相应的离子符号)。有关反应的离子方程式为。(6)利用上述已经确定的物质,可能检验出D、E中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论:。答案:(1)Na2CO3Ba(OH)2(2)B(3)CO32-+H2OHCO3-+OH-(4)6.1 g(5)NO3-3Cu+8H+2NO3-
19、3Cu2+2NO+4H2O(6)往D的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至过量,若先出现白色沉淀后又逐渐溶解,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+(或往D的溶液中加入适量的Na2CO3溶液,若产生了白色沉淀和无色无味的气体,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+)解析:(1)CO32-只能与Na+相结合,因此一定含有Na2CO3;此时OH-只能与Ba2+结合,所以一定还含有Ba(OH)2。(2)当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体,红褐色沉淀是Fe(OH)3,无色无味的气体一定是CO2,所以B是Na2CO3,C中含有Fe3+;当C与A的溶液混合时产生棕黄色沉淀(红白混合颜色),向该
20、沉淀中滴入稀硝酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解,这说明A是Ba(OH)2,C中还含有SO42-,因此C是Fe2(SO4)3。(3)Na2CO3是强碱弱酸盐,CO32-水解使溶液显碱性,主要反应的离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-。(4)0.02molBa(OH)2与0.01molFe2(SO4)3混合生成0.02molBaSO4沉淀和0.043molFe(OH)3,其质量是0.02mol233gmol-1+0.043mol107gmol-16.1g。(5)将Cu投入装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀硫酸,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,红棕色气体是NO2,
21、这说明D中含有NO3-。在酸性条件下NO3-能氧化金属铜,反应的离子方程式为3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O。(6)D中含有NO3-,E中含有Cl-,而剩余的阳离子只有Al3+和Mg2+,则检验出D、E中的阳离子的实验操作是:往D的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至过量,若先出现白色沉淀后又逐渐溶解,则说明D中含有Al3+,E中含有Mg2+(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液,若产生了白色沉淀和无色无味的气体,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+)。11.(18分)高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂。其生产工艺如下:回答下列问题:(1)反应应在温度较低的情况下
22、进行,因温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3,写出温度较高时反应的离子方程式:。(2)在溶液中加入NaOH固体的目的是(填字母)。A.与溶液中过量的Cl2继续反应,生成更多的NaClOB.NaOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率C.为下一步反应提供碱性环境D.使NaClO3转化为NaClO(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图甲为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响;图乙为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4的生成率的影响。甲乙工业生产中最佳温度为,此时Fe(NO3)3与NaC
23、lO两种溶液的最佳质量浓度之比为。(4)反应的离子方程式为;向溶液中加入饱和KOH溶液得到湿产品的原因是。(5)高铁酸钾与水反应的离子方程式是4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2+8OH-。则其作为水处理剂的原理是;。答案:(1)6OH-+3Cl2ClO3-+5Cl-+3H2O(2)AC(3)26 65(或1.21)(4)2Fe3+3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠小(5)高铁酸钾中的铁元素显+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附作用解析:由题意及流程图可知,先制备次氯酸钠,除去杂质氯化钠,在碱性条件
24、下次氯酸钠与硝酸铁发生反应生成高铁酸钠,高铁酸钠与氢氧化钾发生复分解反应得到高铁酸钾,经分离提纯后得到高铁酸钾晶体。(1)温度较高时,NaOH与Cl2发生歧化反应生成NaClO3,反应的离子方程式为6OH-+3Cl2ClO3-+5Cl-+3H2O。(2)在溶液中加入NaOH固体,NaOH与溶液中过量的Cl2继续反应,生成更多的NaClO,并且为下一步反应提供碱性环境,故A项和C项正确。(3)由图甲可知,在26、Fe(NO3)3与NaClO的质量浓度分别为330gL-1和275gL-1时,高铁酸钾的生成率最高。所以,工业生产中最佳温度为26,Fe(NO3)3与NaClO的最佳质量浓度之比为65(或1.21)。(4)反应的离子方程式为2Fe3+3ClO-+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O;溶液中加入饱和KOH溶液得到湿产品的原因是高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠小,从溶液中析出。(5)由高铁酸钾与水反应的离子方程式可知,其能作水处理剂是因为高铁酸钾中的铁元素呈+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒;水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用,能够吸附水中的杂质而达到净水目的。