2022届高考化学一轮复习-规范练4-离子反应新人教版.docx

2022届高考化学一轮复习 规范练4 离子反应新人教版

2022届高考化学一轮复习 规范练4 离子反应新人教版

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- 11 -

离子反应
(时间:45分钟　满分:100分)
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.下列有关电解质的叙述中错误的是(　　)。
A.强电解质在水溶液里或熔融状态时的电离方式是一样的
B.弱电解质溶液可能比强电解质溶液的导电性强
C.HCl是强电解质,它只能在水溶液里才能电离
D.电解质溶液导电过程中必然伴随化学变化
答案:A
解析:强电解质如NaHSO4中H与O形成的共价键在水溶液里可断开,但在熔融状态时不会断开,故A项错误;电解质溶液的导电性取决于溶液中阴阳离子的浓度及离子所带电荷数,与电解质的强弱无必然的联系,故B项正确;HCl是共价化合物,只有溶于水后才能电离,故C项正确;电解质溶液的导电过程中离子发生定向移动,在电极表面一定会发生氧化还原反应,故D项正确。
2.用如图所示的装置分别进行如下导电性实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是(　　)。

A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
答案:C
解析:首先依据信息书写化学方程式:Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl、AgNO3+HClAgCl↓+HNO3、4HI+O22H2O+2I2、2NaOH+Cl2NaClO+NaCl+H2O,分析各反应发生后溶液中各离子浓度的变化情况,由此可知导电性明显减弱的是C项实验。
3.七瓶分别含有Cu2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Fe2+、NH4+、Na+等离子的溶液,只用一种试剂即可鉴别,该试剂是(　　)。
A.KMnO4溶液
B.KSCN溶液
C.NaOH溶液
D.NH3·H2O溶液
答案:C
解析:含Cu2+的溶液呈蓝色,含Fe3+的溶液呈黄色,含Fe2+的溶液呈绿色。KMnO4溶液只与七种离子中的Fe2+反应,溶液紫色变浅,不能鉴别Al3+、Mg2+、NH4+、Na+,A项错误;KSCN溶液只与七种离子中的Fe3+反应,溶液呈红色,不能鉴别Al3+、Mg2+、NH4+、Na+,B项错误;分别向七种溶液中逐渐加入NaOH溶液,含Cu2+的溶液产生蓝色沉淀,含Fe3+的溶液产生红褐色沉淀,含Al3+的溶液先产生白色沉淀,后沉淀溶解,含Mg2+的溶液产生白色沉淀,且白色沉淀不溶解,含Fe2+的溶液先产生白色沉淀,后迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,含NH4+的溶液加热时产生有刺激性气味的气体,含Na+的溶液无明显现象,C项正确;NH3·H2O溶液加入含Mg2+或Al3+的溶液中,均产生白色沉淀,且沉淀不溶解,无法鉴别Mg2+和Al3+,NH3·H2O溶液加入含NH4+或Na+的溶液中,均无明显现象,无法鉴别NH4+和Na+,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,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+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-
C.0.1 mol·L-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+)=1×10-13mol·L-1的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,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.下列离子方程式正确且与对应实验相符合的是(　　)。
选项
目的
操作
离子方程式
A
比较Fe2+和Br-还原性强弱
向FeBr2溶液中加少量氯水
2Br-+Cl2Br2+2Cl-
B
比较C、Si非金属性强弱
向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳
SiO32-+CO2+H2OH2SiO3↓+CO32-
C
除去CO2中的SO2
将气体通入盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
CO32-+SO2SO32-+CO2
D
实验室制取氯气
向MnO2固体中加入浓盐酸并加热
MnO2+4HCl(浓)Mn2++Cl-+Cl2↑+2H2O

答案:B
解析:向FeBr2溶液中滴加少量氯水,发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,A错误;向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳,发生SiO32-+CO2+H2OH2SiO3↓+CO32-,可比较C、Si非金属性强弱,B正确;将气体通入盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,发生反应HCO3-+SO2HSO3-+CO2,C错误;向MnO2固体中加入浓盐酸并加热,发生反应MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,D错误。
7.(2020天津卷)下列离子方程式书写正确的是(　　)。
A.CaCO3与稀硝酸反应:CO32-+2H+H2O+CO2↑
B.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-+2H2O
D.C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O2C6H5OH+CO32-
答案:B
解析:本题是传统热点题型,但区分度较好。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HC2O4-,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。
8.下列各组中粒子能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是(　　)。
选项
粒子组
加入试剂
发生反应的离子方程式
A
Fe3+、I-、Cl-
NaOH溶液
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
B
K+、NH3·H2O、CO32-
通入少量CO2
2OH-+CO2CO32-+H2O
C
H+、Fe2+、SO42-
Ba(NO3)2溶液
SO42-+Ba2+BaSO4↓
D
Na+、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+、NH3·H2O、CO32-能共存,加入少量CO2后反应的离子方程式为2NH3·H2O+CO22NH4++CO32-+H2O;C项,反应的离子方程式还应有:NO3-+4H++3Fe2+3Fe3++NO↑+2H2O。
9.某酸性废水中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、K+、CO32-、SO42-中的两种或多种离子。取废水样品分别进行如下图所示①~④四个实验。下列推断正确的是(　　)。

A.废水中含有Na+,不含K+
B.废水中含有SO42-和CO32-
C.废水中不含Fe3+,可能含Fe2+
D.废水中一定含有Na+、Al3+、SO42-
答案:D
解析:由①可知废水中一定含Na+;由②可知一定含SO42-;由③④可知,白色沉淀完全溶于NaOH溶液,则一定含Al3+,不含Fe2+、Fe3+、Mg2+;因溶液呈酸性且Al3+、CO32-相互促进水解不能大量共存,故一定不含CO32-;实验不能确定是否含K+。由上述分析可知,酸性废水中一定含有Na+、Al3+、SO42-,一定不含Fe2+、Fe3+、Mg2+、CO32-,可能含有K+。故选D。
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①可知,原溶液中存在的离子有　　　　,浓度为　　　　　 mol·L-1。 
(2)写出实验②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①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448mL氨气的物质的量为0.02mol,则原溶液中存在的离子有NH4+,浓度为0.02mol×20.1L=0.4mol·L-1。
(2)实验②中过量二氧化碳通入溶液乙得到1.02g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50mL溶液中含有0.02molNH4+、0.02molAl3+、0.05molSO42-,根据溶液呈电中性原则,因为n(NH4+)+3×n(Al3+)<2×n(SO42-),可知溶液中一定含有K+。
11.(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
Ⅰ.观察溶液:无色透明
①原溶液中一定不含的离子是　　　　　　 
Ⅱ.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
②原溶液中一定不含的离子是　　　　　　　　　,一定含有的离子是　　　　　　　 
Ⅲ.在Ⅱ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
③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　　　　　　　　　　　　　　 
Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中再逐滴加入氢氧化钡溶液至过量,加热也有气体生成,同时析出白色沉淀B
④白色沉淀B中一定含有　　　　　　　,可能含有　　　　　　　　 

(2)上述实验步骤Ⅳ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)①Cu2+、Fe2+、MnO4-
②I-、SiO32-、Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+　CO32-
③AlO2-、K+　Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
④BaCO3　BaSO4
(2)Ba2++2OH-+2HCO3-BaCO3↓+CO32-+2H2O
(3)HCl(或HNO3)
BaSO4和BaCO3,且n(BaSO4)n(BaCO3)=23
解析:(1)Ⅰ.溶液无色透明,说明有颜色的离子MnO4-、Fe2+、Cu2+不存在。Ⅱ.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。Ⅲ.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。Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中含有碳酸氢铵和硝酸铵,刚开始加入少量氢氧化钡溶液时,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0.5mol固体B中含0.2molBaSO4、0.3molBaCO3。
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①~⑤溶质的化学式分别是
①　　　　　;②　　　　　;③　　　　　; 
④　　　　　;⑤　　　　　。 
(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②反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)无色溶液C加试剂③的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)白色沉淀A若加试剂③而不加试剂②,对实验的影响是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)Ba(NO3)2　HCl　HNO3　Br2　AgNO3
(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SO42-,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①产生白色沉淀A,再加试剂②时产生气体E。试剂①应为Ba(NO3)2溶液,则A为BaSO4和BaSO3,试剂②为盐酸而不能为硝酸。气体E为SO2,则试剂④应为溴水。检验Cl-时应用AgNO3和稀硝酸,所以试剂⑤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
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9

(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是　　　　。(填字母) 
A.Na2O2
B.HNO3
C.FeCl3
D.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)AB　CD
(3)3S2O32-+4Cr2O72-+26H+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0.8molCr2O72-转移4.8mole-,则1molCr2O72-转移6mol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。