1、考点规范练4离子反应(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第8页一、选择题(本题共9小题,每小题5分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2019广西河池高级中学高三月考)下列反应的离子方程式书写正确的是()。A.将铜屑加入含Fe3+的溶液中:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+B.将磁性氧化铁溶于盐酸中:Fe3O4+8H+3Fe3+4H2OC.向硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2+2H2O2+4H+Fe3+4H2OD.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3+3H2答案:A解析:A项中,Fe3+能将Cu氧化为Cu2+,本身被还原为Fe2+,满足原子守恒、电荷守恒,A项正确;
2、磁性氧化铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,正确的离子方程式为Fe3O4+8H+2Fe3+Fe2+4H2O, B项错误;C项中的离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O,C项错误;铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,正确的离子方程式为Fe+2H+Fe2+H2,D项错误。2.下列各组离子一定能大量共存的是()。A.在含有0.1 molL-1 Ca2+的溶液中:Na+、K+、ClO-、Cl-B.在pH=12的溶液中:NH4+、Na+、SO42-、Cl-C.在c(H+)=0.1 molL-1的溶液中:K+、I-、Cl-、NO3-D.在澄清透明的无色溶液中
3、:Na+、Cu2+、MnO4-、NO3-答案:A解析:Ca2+与Na+、K+、ClO-、Cl-不能形成沉淀、气体或水,能大量共存,A项正确;在pH=12的溶液中,NH4+与OH-生成NH3H2O,B项错误;H+、NO3-与I-能发生氧化还原反应,C项错误;无色溶液中不能大量存在Cu2+、MnO4-,D项错误。3.(2019天津杨村第一中学高三模拟)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.KWc(OH-)=110-1
4、3 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+)=110-13 molL-1的溶液是酸性或碱性溶液,在酸性溶液中,H+与SiO32-反应生成白色胶状沉淀而不能大量共存,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而不能大量共存,B项错误;KWc(OH-)=110-13 molL-1的溶液是碱性溶液,Ba2+、ClO-、Cl-、NO3-能大量共存,C项正确;能与铝反应放出H2的溶液是酸性或碱性溶液,在碱性溶液中,Fe2+与OH-反应生成白色沉淀而不能大
5、量共存,D项错误。4.下列各组离子在碱性条件下可以大量共存,在酸性条件下因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()。A.Cu2+、Fe2+、NO3-、Cl-B.K+、Mg2+、HCO3-、SO42-C.S2-、Na+、K+、Cl-D.Ba2+、Na+、I-、NO3-答案:D解析:OH-能与Cu2+、Fe2+发生反应生成沉淀,故不能大量共存,A不选;OH-与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,也能与HCO3-反应生成水和CO32-,故不能大量共存,B不选;C项,碱性溶液中,该组离子不反应,能大量共存,在酸性条件下H+、S2-发生非氧化还原反应生成H2S气体, C不选;D项,碱性溶液中该组离子不反应
6、,能大量共存,但在酸性条件下I-、NO3-能发生氧化还原反应,符合题意,选D。5.25 时,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是()。A.无色溶液中:Al3+、NH4+、Cl-、S2-B.由水电离得到的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-C.0.1 molL-1 NH4HCO3溶液中:K+、Na+、AlO2-、Cl-D.中性溶液中:Fe3+、K+、Cl-、SO42-答案:B解析:Al3+、S2-之间发生相互促进的水解反应,在溶液中不能大量共存,故A项错误;由水电离得到的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离
7、子,Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-之间不反应,在酸性溶液中都不与氢离子反应,能够大量共存,故B项正确;AlO2-与NH4+发生相互促进的水解反应,HCO3-和AlO2-发生反应,在溶液中不能大量共存,故C项错误;Fe3+在溶液中发生水解,溶液显酸性,不可能为中性,故D项错误。6.能正确表示下列反应的离子方程式的是()。A.Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应:HCO3-+Ca2+OH-CaCO3+H2OB.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HCl溶液混合:Mg2+2OH-Mg(OH)2C.铜溶于稀硝酸中:Cu+4H+2NO3-Cu2+2NO2+2H2OD.FeBr2溶液
8、中通入少量的Cl2:2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-答案:D解析:A项中反应的离子方程式应为Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O;B项中先发生反应H+OH-H2O,再发生Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀的反应;C项中Cu溶于稀硝酸应生成NO。7.(2019河南信阳调研)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()。pH=0的溶液:Na+、C2O42-、MnO4-、SO42-pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2-、NO3-、S2-、SO32-水电离的H+浓度c(H+)=10-12 molL-1的溶液中:Cl-、CO32-、NO3-、SO32
9、-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-发生氧化还原反应而不能大量共存;pH=11的溶液显碱性,该组离子之间不反应,可以大量共存;水电离的c(H+)=110-12 molL-1的溶液中H2O的电离被抑制,溶液中含有大量的H+或OH-,含有大量H+的溶液中不能大量存在CO32-、SO32-,含有大量OH-的溶液中不能大量存在NH4+;加入Mg能放出H2的溶液,
10、显酸性,该组离子之间不反应,可大量共存;使甲基橙变黄的溶液可能呈酸性,酸性条件下,Fe2+与MnO4-或Fe与NO3-均能发生氧化还原反应,不能大量共存;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B项符合题意。8.下列各组粒子能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是()。选项粒子加入试剂发生反应的离子方程式AFe3+、I-、Cl-NaOH溶液Fe3+3OH-Fe(OH)3BK+、NH3H2O、CO32-通入少量CO22OH-+CO2CO32-+H2OCH+、Fe2+、SO42-Ba(NO3)2溶液SO42-+B
11、a2+BaSO4DNa+、Al3+、Cl-少量澄清石灰水Al3+3OH-Al(OH)3答案:D解析:A项,Fe3+与I-不能大量共存;B项,K+、NH3H2O、CO32-能共存,加入少量CO2后反应的离子方程式为2NH3H2O+CO22NH4+CO32-+H2O;C项,反应的离子方程式还应有:NO3-+4H+3Fe2+3Fe3+NO+2H2O。9.(2019陕西长安一中高三上学期月考)某溶液由Na+、Cu2+、Ba2+、Fe3+、AlO2-、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种离子组成,取适量该溶液进行如下实验:下列说法正确的是()。A.原溶液中一定只存在AlO2-、CO32-、SO42-
12、、Cl-四种离子B.气体A的化学式是CO2,其电子式为OCOC.原溶液中一定不存在的离子是Cu2+、Ba2+、Fe3+D.生成沉淀B的离子方程式为Al3+3OH-Al(OH)3答案:C解析:某溶液中加入过量的盐酸后产生气体,说明有CO32-,则Ba2+、Fe3+和Cu2+都不存在,溶液A中加入过量的氨水产生白色沉淀,则说明原溶液中有AlO2-,白色沉淀为氢氧化铝,滤液B中加入过量的氢氧化钡溶液产生白色沉淀,说明原溶液中有SO42-,滤液C中加入过量的稀硝酸和硝酸银,产生白色沉淀,因为在最初加入了盐酸,所以不能说明原溶液中是否有Cl-。通过上述分析并结合溶液呈电中性原则可知,原溶液中一定有AlO
13、2-、CO32-、SO42-和Na+,不能确定是否有Cl-,A项错误;气体A的化学式是CO2,其电子式为OCO,B项错误;通过分析可知原溶液中一定不存在的离子是Cu2+、Ba2+、Fe3+,C项正确;生成沉淀B的离子方程式为Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+,D项错误。二、非选择题(本题共4个小题,共55分)10.(10分)某无色溶液甲中仅含有下列离子中的几种(不考虑水的电离以及离子的水解)。阳离子K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、NH4+阴离子Cl-、CO32-、HCO3-、SO42-取100 mL溶液甲并分成两等份进行如下实验(假设每步完全反应):(1)由可知,原溶液中存在
14、的离子有,浓度为 molL-1。(2)写出实验中生成沉淀的离子方程式:。(3)通入过量CO2充分反应后,需将反应后的混合溶液加热再过滤,其目的是。(4)某同学通过分析认为该溶液中一定存在K+,其理由是。答案:(1)NH4+0.4(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-(3)防止生成氢氧化铝胶体,有利于沉淀的生成,使沉淀容易分离(4)已知的NH4+、Al3+所带的正电荷总量小于SO42-所带的负电荷总量,依据电荷守恒定律,一定有K+存在解析:(1)由可知,在氢氧化钠溶液、加热条件下产生的气体是氨气,标准状况下448 mL氨气的物质的量为0.02 mol,则原溶液中存在的离子有
15、NH4+,浓度为0.02mol20.1 L=0.4 molL-1。(2)实验中过量二氧化碳通入溶液乙得到1.02 g氢氧化铝沉淀,同时生成碳酸氢钠,生成沉淀的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-。(3)通入过量CO2充分反应后,需将反应后的混合溶液加热再过滤,其目的是防止生成氢氧化铝胶体,有利于沉淀的生成,使沉淀容易分离。(4)根据题目中的数据,可计算出每50 mL溶液中含有0.02 mol NH4+、0.02 mol Al3+、0.05 mol SO42-,根据溶液呈电中性原则,因为n(NH4+)+3n(Al3+)2n(SO42-),可知溶液中一定含有K+。11
16、.(15分)已知某溶液X可能由K+、Mg2+、Cu2+、Ag+、Ba2+、Al3+、Fe2+、AlO2-、CO32-、SO42-、I-、SiO32-、MnO4-中的若干种离子组成。某化学兴趣小组通过下列实验确定了其组成。(1)根据下列实验步骤和现象,推断实验结论:实验步骤与实验现象实验结论.观察溶液:无色透明原溶液中一定不含的离子是.取适量该溶液,加入过量的硝酸,有气体生成,并得到无色溶液原溶液中一定不含的离子是,一定含有的离子是.在所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀A原溶液中还一定含有的离子是,生成沉淀A的离子方程式为.在所得溶液中再逐滴加入氢氧化钡溶液至过量,
17、加热也有气体生成,同时析出白色沉淀B白色沉淀B中一定含有,可能含有(2)上述实验步骤中开始阶段发生反应的离子方程式一定有。(3)该化学兴趣小组的同学为了进一步确定B的成分,取一定量经洗涤后的B与Y溶液反应,白色固体的物质的量与Y溶液体积之间的关系如图所示。Y可能为。B的组成为。答案:(1)Cu2+、Fe2+、MnO4-I-、SiO32-、Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+CO32-AlO2-、K+Al3+3HCO3-Al(OH)3+3CO2BaCO3BaSO4(2)Ba2+2OH-+2HCO3-BaCO3+CO32-+2H2O(3)HCl(或HNO3)BaSO4和BaCO3,且n(BaSO4
18、)n(BaCO3)=23解析:(1).溶液无色透明,说明有颜色的离子MnO4-、Fe2+、Cu2+不存在。.加入过量的硝酸,产生气体并得到无色溶液,推知一定存在CO32-,则能与CO32-反应的离子Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+都不存在;由于I-、SiO32-能与硝酸反应分别生成I2(使溶液呈黄色)、H2SiO3白色沉淀,所以I-、SiO32-也不存在。.碳酸氢铵先与过量的硝酸反应产生CO2,然后与铝离子发生相互促进的水解反应生成二氧化碳和氢氧化铝,则可逆推原溶液中含有AlO2-,根据溶液呈电中性原则知,溶液中只有一种阳离子K+存在。.在所得溶液中含有碳酸氢铵和硝酸铵,刚开始加入少量氢氧
19、化钡溶液时,发生反应:2NH4HCO3+Ba(OH)2(少量)BaCO3+(NH4)2CO3+2H2O。仅根据实验现象不能判断硫酸根离子是否存在,所以,白色沉淀B中一定含有碳酸钡,可能含有硫酸钡。(2)碳酸氢铵中铵根离子结合OH-的能力比碳酸氢根离子的弱,所以,碳酸氢根离子优先与OH-反应生成CO32-,CO32-再结合Ba2+生成白色沉淀。(3)从图像上看,部分白色固体溶于Y溶液,碳酸钡溶于盐酸或硝酸,则0.5 mol固体B中含0.2 mol BaSO4、0.3 mol BaCO3。12.(15分)某无色溶液中含有K+、Cl-、OH-、SO32-、SO42-,为检验溶液中所含的各种阴离子,限
20、用的试剂有:盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞溶液。检验其中OH-的实验方法略,检验其他阴离子的过程如下图所示。(1)图中试剂溶质的化学式分别是;。(2)图中现象a、b、c表明检验出的离子分别是a,b,c。(3)白色沉淀A加试剂反应的离子方程式是。(4)无色溶液C加试剂的主要目的是。(5)白色沉淀A若加试剂而不加试剂,对实验的影响是。(6)气体E通入试剂发生反应的离子方程式是。答案:(1)Ba(NO3)2HClHNO3Br2AgNO3(2)SO32-SO42-Cl-(3)BaSO3+2H+Ba2+SO2+H2O(4)中和OH-,防止对Cl-的检验产生干扰(5)会氧化SO32-生成S
21、O42-,对SO42-的检验产生干扰,不能确定SO42-和SO32-是否存在(6)SO2+Br2+2H2O4H+SO42-+2Br-解析:加过量试剂产生白色沉淀A,再加试剂时产生气体E。试剂应为Ba(NO3)2溶液,则A为BaSO4和BaSO3,试剂为盐酸而不能为硝酸。气体E为SO2,则试剂应为溴水。检验Cl-时应用AgNO3和稀硝酸,所以试剂为AgNO3溶液。13.(15分)某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:注:常温下,部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH,如下表:氢氧化物F
22、e(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3pH3.79.611.189(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是。(填字母)A.Na2O2B.HNO3C.FeCl3D.KMnO4(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是(填字母,下同);已知钠离子交换树脂的原理:Mn+nNaRMRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是。A.Fe3+B.Al3+C.Ca2+D.Mg2+(3)还原过程在酸性条件下进行,每消耗0.8 mol Cr2O72-转移4.8 mol e-,该反应的离子方程式为。答案:(1)A(2)ABCD(3)3S2O32-+4Cr2O72-+2
23、6H+6SO42-+8Cr3+13H2O解析:某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加过氧化氢溶液把亚铁离子氧化为铁离子,同时Cr3+被氧化为Cr2O72-,加氢氧化钠调节pH=8,则Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,过滤,滤液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-还原为Cr3+,再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4。(1)加氧化剂的主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子,同时不会引入新的杂质,所以可以用Na2O2代替H2O2。(2)根据表中数据可知,pH=8时,Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀,则Fe3+、Al3+被除去;通过钠离子交换树脂,可除去Ca2+和Mg2+。(3)每消耗0.8 mol Cr2O72-转移4.8 mol e-,则1 mol Cr2O72-转移6 mol电子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化为SO42-,则反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+6SO42-+8Cr3+13H2O。
