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考點規(guī)范練4　離子反應 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.下列有關電解質(zhì)的敘述中錯誤的是(　　) A.強電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)時的電離方式是一樣的 B.弱電解質(zhì)溶液可能比強電解質(zhì)溶液的導電性強 C.HCl是強電解質(zhì),它只能在水溶液里才能電離 D.電解質(zhì)溶液導電過程中必然伴隨化學變化 2.用右圖所示的裝置分別進行如下導電性實驗,小燈泡的亮度比反應前明顯減弱的是(　　) A.向亞硫酸鈉溶液中通入氯氣 B.向硝酸銀溶液中通入少量氯化氫 C.向氫碘酸飽和溶液中通入少量氧氣 D.向氫氧化鈉溶液中通入少量氯氣 3.七瓶分別含有Cu2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Fe2+、NH4+、Na+等離子的溶液,只用一種試劑即可鑒別,該試劑是(　　) A.KMnO4溶液 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.NH3H2O溶液 4.下列各組離子在堿性條件下可以大量共存,在酸性條件下因發(fā)生氧化還原反應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- 5.25 ℃時,下列各組離子在指定溶液中可能大量共存的是 (　　) A.無色溶液中:Al3+、NH4+、Cl-、S2- B.由水電離得到的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- 6.下列離子方程式正確且與對應實驗相符合的是(　　) 選項 目的 操作 離子方程式 A 比較Fe2+和Br-還原性強弱 向FeBr2溶液中加少量氯水 2Br-+Cl2Br2+2Cl- B 比較C、Si非金屬性強弱 向硅酸鈉溶液中通入少量二氧化碳 SiO32-+CO2+H2OH2SiO3↓+CO32- C 除去CO2中的SO2 將氣體通入盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶 CO32-+SO2SO32-+CO2 D 實驗室制取氯氣 向MnO2固體中加入濃鹽酸并加熱 MnO2+4HCl(濃)Mn2++Cl-+Cl2↑+2H2O 7.下列有關反應的離子方程式正確的是(　　) A.硫酸銅溶液吸收H2S:Cu2++S2-CuS↓ B.往NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液并加熱,剛好使NH4+全部轉(zhuǎn)化為NH3:NH4++Al3++SO42-+Ba2++4OH-NH3↑+Al(OH)3↓+BaSO4↓+H2O C.碳酸鈉溶液呈堿性:CO32-+2H2OH2CO3+2OH- D.用氫氧化鈉溶液去除鋁條表面的氧化膜:Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O 8.下列各組中微粒能大量共存,且當加入試劑后反應的離子方程式書寫正確的是(　　) 選項 微粒組 加入試劑 發(fā)生反應的離子方程式 A Fe3+、I-、Cl- NaOH溶液 Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ B K+、NH3H2O、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↓ 9.A、B、C、D四種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關系如圖所示(部分產(chǎn)物略去),下列說法正確的是(　　) A.若A為AlCl3溶液,B可能為氨水,反應①的離子方程式為Al3++4NH3H2OAlO2-+4NH4++2H2O B.若A為Fe,B可能為稀硝酸,反應②的離子方程式為3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O C.若A為NaOH溶液,B可能為CO2,可用Ca(OH)2溶液鑒定C、D溶液中的陰離子 D.若A為Cl2,B可能為NH3,實驗室可用加熱固體C的方法制取NH3 10.某酸性廢水中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、K+、CO32-、SO42-中的兩種或多種離子。取廢水樣品分別進行如下圖所示①~④四個實驗。下列推斷正確的是 (　　) A.廢水中含有Na+,不含K+ B.廢水中含有SO42-和CO32- C.廢水中不含F(xiàn)e3+,可能含F(xiàn)e2+ D.廢水中一定含有Na+、Al3+、SO42- 二、非選擇題(本題共4個小題,共50分) 11.(10分)某無色溶液甲中僅含有下列離子中的幾種(不考慮水的電離以及離子的水解)。 陽離子 K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、NH4+ 陰離子 Cl-、CO32-、HCO3-、SO42- 取100 mL溶液甲并分成兩等份進行如下實驗(假設每步完全反應): (1)由①可知,原溶液中存在的離子有　　　　,濃度為　　　　　 molL-1。 (2)寫出實驗②中生成沉淀的離子方程式:　。 (3)通入過量CO2充分反應后,需將反應后的混合溶液加熱再過濾,其目的是　。 (4)某同學通過分析認為該溶液中一定存在K+,其理由是　。 12.(15分)已知某溶液X可能由K+、Mg2+、Cu2+、Ag+、Ba2+、Al3+、Fe2+、AlO2-、CO32-、SO42-、I-、SiO32-、MnO4-中的若干種離子組成。某化學興趣小組通過下列實驗確定了其組成。 (1)根據(jù)下列實驗步驟和現(xiàn)象,推斷實驗結論: 實驗步驟與實驗現(xiàn)象 實驗結論 Ⅰ.觀察溶液:無色透明 ①原溶液中一定不含的離子是　　　　　　 Ⅱ.取適量該溶液,加入過量的硝酸,有氣體生成,并得到無色溶液 ②原溶液中一定不含的離子是　　　　　　　　　,一定含有的離子是　　　　　　　 Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中再加入過量的碳酸氫銨溶液,有氣體生成,同時析出白色沉淀A ③原溶液中還一定含有的離子是　　　　　　,生成沉淀A的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　 Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中再逐滴加入氫氧化鋇溶液至過量,加熱也有氣體生成,同時析出白色沉淀B ④白色沉淀B中一定含有　　　　　　　,可能含有　　　　　　　　 (2)上述實驗步驟Ⅳ中開始階段發(fā)生反應的離子方程式一定有　　　　　　　　　。 (3)該化學興趣小組的同學為了進一步確定B的成分,取一定量經(jīng)洗滌后的B與Y溶液反應,白色固體的物質(zhì)的量與Y溶液體積之間的關系如圖所示。 Y可能為　　　　　。B的組成為　　。 13.(15分)某無色溶液中含有K+、Cl-、OH-、SO32-、SO42-,為檢驗溶液中所含的各種陰離子,限用的試劑有:鹽酸、硝酸、硝酸銀溶液、硝酸鋇溶液、溴水和酚酞溶液。檢驗其中OH-的實驗方法略,檢驗其他陰離子的過程如下圖所示。 (1)圖中試劑①~⑤溶質(zhì)的化學式分別是 ①　　　　　;②　　　　　;③　　　　　; ④　　　　　;⑤　　　　　。 (2)圖中現(xiàn)象a、b、c表明檢驗出的離子分別是 a　　　　　,b　　　　　,c　　　　　。 (3)白色沉淀A加試劑②反應的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)無色溶液C加試劑③的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)白色沉淀A若加試劑③而不加試劑②,對實驗的影響是　。 (6)氣體E通入試劑④發(fā)生反應的離子方程式是　。 14.(10分)某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性較強。為回收利用,通常采用如下流程處理: 注:常溫下,部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時所需的pH,如下表: 氫氧化物 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)氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是　　　　　。(填字母) A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4 (2)加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH=8時,除去的離子是　　　　　　(填字母,下同);已知鈉離子交換樹脂的原理:Mn++nNaRMRn+nNa+,此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子是　　　　　　。 A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+ (3)還原過程在酸性條件下進行,每消耗0.8 mol Cr2O72-轉(zhuǎn)移4.8 mol e-,該反應的離子方程式為　。  考點規(guī)范練4　離子反應 1.A　強電解質(zhì)如NaHSO4中H與O形成的共價鍵在水溶液里可斷開,但在熔融狀態(tài)時不會斷開,故A項錯誤;電解質(zhì)溶液的導電性取決于溶液中陰陽離子的濃度及離子所帶電荷數(shù),與電解質(zhì)的強弱無必然的聯(lián)系,故B項正確;HCl是共價化合物,只有溶于水后才能電離,故C項正確;電解質(zhì)溶液的導電過程中離子發(fā)生定向移動,在電極表面一定會發(fā)生氧化還原反應,故D項正確。 2.C　首先依據(jù)信息書寫化學方程式:Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl、AgNO3+HClAgCl↓+HNO3、4HI+O22H2O+2I2、2NaOH+Cl2NaClO+NaCl+H2O,分析各反應發(fā)生后溶液中各離子濃度的變化情況,由此可知導電性明顯減弱的是C項實驗。 3.C　含Cu2+的溶液呈藍色,含F(xiàn)e3+的溶液呈黃色,含F(xiàn)e2+的溶液呈綠色。KMnO4溶液只與七種離子中的Fe2+反應,溶液紫色變淺,不能鑒別Al3+、Mg2+、NH4+、Na+,A項錯誤;KSCN溶液只與七種離子中的Fe3+反應,溶液呈紅色,不能鑒別Al3+、Mg2+、NH4+、Na+,B項錯誤;分別向七種溶液中逐漸加入NaOH溶液,含Cu2+的溶液產(chǎn)生藍色沉淀,含F(xiàn)e3+的溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀,含Al3+的溶液先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解,含Mg2+的溶液產(chǎn)生白色沉淀,且白色沉淀不溶解,含F(xiàn)e2+的溶液先產(chǎn)生白色沉淀,后迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色,含NH4+的溶液加熱時產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,含Na+的溶液無明顯現(xiàn)象,C項正確;NH3H2O溶液加入含Mg2+或Al3+的溶液中,均產(chǎn)生白色沉淀,且沉淀不溶解,無法鑒別Mg2+和Al3+,NH3H2O溶液加入含NH4+或Na+的溶液中,均無明顯現(xiàn)象,無法鑒別NH4+和Na+,D項錯誤。 4.D　OH-能與Cu2+、Fe2+發(fā)生反應生成沉淀,故不能大量共存,A不選;OH-與Mg2+反應生成Mg(OH)2沉淀,也能與HCO3-反應生成水和CO32-,故不能大量共存,B不選;C項,堿性溶液中,該組離子不反應,能大量共存,在酸性條件下H+、S2-發(fā)生非氧化還原反應生成H2S氣體,C不選;D項,堿性溶液中該組離子不反應,能大量共存,但在酸性條件下I-、NO3-能發(fā)生氧化還原反應,符合題意,選D。 5.B　Al3+、S2-之間發(fā)生相互促進的水解反應,在溶液中不能大量共存,故A項錯誤;由水電離得到的c(H+)=110-13molL-1的溶液中存在大量氫離子或氫氧根離子,Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-之間不反應,在酸性溶液中都不與氫離子反應,能夠大量共存,故B項正確;AlO2-與NH4+發(fā)生相互促進的水解反應,HCO3-和AlO2-發(fā)生反應,在溶液中不能大量共存,故C項錯誤;Fe3+在溶液中發(fā)生水解,溶液顯酸性,不可能為中性,故D項錯誤。 6.B　向FeBr2溶液中滴加少量氯水,發(fā)生反應2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,A錯誤;向硅酸鈉溶液中通入少量二氧化碳,發(fā)生SiO32-+CO2+H2OH2SiO3↓+CO32-,可比較C、Si非金屬性強弱,B正確;將氣體通入盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶,發(fā)生反應HCO3-+SO2HSO3-+CO2,C錯誤;向MnO2固體中加入濃鹽酸并加熱,發(fā)生反應MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,D錯誤。 7.D　硫酸銅溶液吸收H2S,H2S是難電離物質(zhì),應保留分子式,正確的離子方程式為Cu2++H2SCuS↓+2H+,A項錯誤;NH4+全部轉(zhuǎn)化為NH3時,反應的離子方程式為NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-NH3↑+Al(OH)3↓+2BaSO4↓+H2O,B項錯誤;碳酸鈉溶液中CO32-的水解分步、可逆,該溶液呈堿性的主要原因為CO32-+H2OHCO3-+OH-,C項錯誤;NaOH溶液和Al2O3反應,生成NaAlO2和H2O,D項正確。 8.D　A項,Fe3+與I-不能大量共存;B項,K+、NH3H2O、CO32-能共存,加入少量CO2后反應的離子方程式為2NH3H2O+CO22NH4++CO32-+H2O;C項,反應的離子方程式還應有:NO3-+4H++3Fe2+3Fe3++NO↑+2H2O。 9.B　A項,若A為AlCl3溶液,則B不可能為氨水,因為無論氨水少量還是過量,它與AlCl3都只發(fā)生一個反應:Al3++3NH3H2OAl(OH)3↓+3NH4+,與圖示不符;B項,Fe與過量的稀硝酸反應,Fe被氧化為Fe3+,反應的離子方程式是Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O,題圖中的C是Fe(NO3)3,Fe與少量的稀硝酸反應,Fe被氧化為Fe2+,反應的離子方程式是3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O,題圖中D是Fe(NO3)2,D與C可相互轉(zhuǎn)化,符合圖示轉(zhuǎn)化關系;C項,若A為NaOH溶液,B為CO2,則C為NaHCO3,D為Na2CO3,它們都能與Ca(OH)2溶液反應生成白色的CaCO3沉淀,因此用Ca(OH)2溶液不能鑒定C、D溶液中的陰離子;D項,若A為Cl2,B為NH3,則反應①的化學方程式是3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,反應②的化學方程式是3Cl2+2NH3N2+6HCl,C是NH4Cl,D是HCl,加熱固體C時發(fā)生反應:NH4ClHCl↑+NH3↑,但在試管口遇冷又發(fā)生反應HCl+NH3NH4Cl,因此無法用加熱NH4Cl的方法制取NH3。 10.D　由①可知廢水中一定含Na+;由②可知一定含SO42-;由③④可知,白色沉淀完全溶于NaOH溶液,則一定含Al3+,不含F(xiàn)e2+、Fe3+、Mg2+;因溶液呈酸性且Al3+、CO32-相互促進水解不能大量共存,故一定不含CO32-;實驗不能確定是否含K+。由上述分析可知,酸性廢水中一定含有Na+、Al3+、SO42-,一定不含F(xiàn)e2+、Fe3+、Mg2+、CO32-,可能含有K+。故選D。 11.答案(1)NH4+　0.4　(2)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-　(3)防止生成氫氧化鋁膠體,有利于沉淀的生成,使沉淀容易分離　(4)已知的NH4+、Al3+所帶的正電荷總量小于SO42-所帶的負電荷總量,依據(jù)電荷守恒定律,一定有K+存在 解析(1)由①可知,在氫氧化鈉溶液、加熱條件下產(chǎn)生的氣體是氨氣,標準狀況下448mL氨氣的物質(zhì)的量為0.02mol,則原溶液中存在的離子有NH4+,濃度為0.02mol20.1L=0.4molL-1。 (2)實驗②中過量二氧化碳通入溶液乙得到1.02g氫氧化鋁沉淀,同時生成碳酸氫鈉,生成沉淀的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-。 (3)通入過量CO2充分反應后,需將反應后的混合溶液加熱再過濾,其目的是防止生成氫氧化鋁膠體,有利于沉淀的生成,使沉淀容易分離。 (4)根據(jù)題目中的數(shù)據(jù),可計算出每50mL溶液中含有0.02molNH4+、0.02molAl3+、0.05molSO42-,根據(jù)溶液呈電中性原則,因為n(NH4+)+3n(Al3+)<2n(SO42-),可知溶液中一定含有K+。 12.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.溶液無色透明,說明有顏色的離子MnO4-、Fe2+、Cu2+不存在。Ⅱ.加入過量的硝酸,產(chǎn)生氣體并得到無色溶液,推知一定存在CO32-,則能與CO32-反應的離子Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+都不存在;由于I-、SiO32-能與硝酸反應分別生成I2(使溶液呈黃色)、H2SiO3白色沉淀,所以I-、SiO32-也不存在。Ⅲ.碳酸氫銨先與過量的硝酸反應產(chǎn)生CO2,然后與鋁離子發(fā)生相互促進的水解反應生成二氧化碳和氫氧化鋁,則可逆推原溶液中含有AlO2-,根據(jù)溶液呈電中性原則知,溶液中只有一種陽離子K+存在。Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中含有碳酸氫銨和硝酸銨,剛開始加入少量氫氧化鋇溶液時,發(fā)生反應:2NH4HCO3+Ba(OH)2(少量)BaCO3↓+(NH4)2CO3+2H2O。僅根據(jù)實驗現(xiàn)象不能判斷硫酸根離子是否存在,所以,白色沉淀B中一定含有碳酸鋇,可能含有硫酸鋇。(2)碳酸氫銨中銨根離子結合OH-的能力比碳酸氫根離子的弱,所以,碳酸氫根離子優(yōu)先與OH-反應生成CO32-,CO32-再結合Ba2+生成白色沉淀。(3)從圖像上看,部分白色固體溶于Y溶液,碳酸鋇溶于鹽酸或硝酸,則0.5mol固體B中含0.2molBaSO4、0.3molBaCO3。 13.答案(1)Ba(NO3)2　HCl　HNO3　Br2　AgNO3 (2)SO32-　SO42-　Cl- (3)BaSO3+2H+Ba2++SO2↑+H2O (4)中和OH-,防止對Cl-的檢驗產(chǎn)生干擾 (5)會氧化SO32-生成SO42-,對SO42-的檢驗產(chǎn)生干擾,不能確定SO42-和SO32-是否存在 (6)SO2+Br2+2H2O4H++SO42-+2Br- 解析加過量試劑①產(chǎn)生白色沉淀A,再加試劑②時產(chǎn)生氣體E。試劑①應為Ba(NO3)2溶液,則A為BaSO4和BaSO3,試劑②為鹽酸而不能為硝酸。氣體E為SO2,則試劑④應為溴水。檢驗Cl-時應用AgNO3和稀硝酸,所以試劑⑤為AgNO3溶液。 14.答案(1)A　(2)AB　CD (3)3S2O32-+4Cr2O72-+26H+6SO42-+8Cr3++13H2O 解析某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時還含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,加過氧化氫溶液把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時Cr3+被氧化為Cr2O72-,加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=8,則Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀,過濾,濾液中主要含有Cr2O72-、Ca2+和Mg2+等,通過鈉離子交換樹脂,除去Ca2+和Mg2+,然后加Na2S2O3把Cr2O72-還原為Cr3+,再調(diào)節(jié)pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4。 (1)加氧化劑的主要目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時不會引入新的雜質(zhì),所以可以用Na2O2代替H2O2。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,pH=8時,Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀和氫氧化鋁沉淀,則Fe3+、Al3+被除去;通過鈉離子交換樹脂,可除去Ca2+和Mg2+。 (3)每消耗0.8molCr2O72-轉(zhuǎn)移4.8mole-,則1molCr2O72-轉(zhuǎn)移6mol電子,所以生成Cr3+,S2O32-被氧化為SO42-,則反應的離子方程式為3S2O32-+4Cr2O72-+26H+6SO42-+8Cr3++13H2O。