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专题突破练3离子反应一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分)1.(2019江苏泰州期末)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.0.1 molL-1 H2SO4溶液:Mg2+、K+、Cl-、NO3-B.0.1 molL-1 NaAlO2溶液:Na+、NH4+、H+、SO42-C.0.1 molL-1 Na2SO3溶液:Ba2+、K+、ClO-、OH-D.0.1 molL-1 Ba(OH)2溶液:NH4+、Na+、Cl-、HCO3-2.(2019湖南岳阳质检)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()A.氢氧化铁胶体中加入HI溶液:Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2OB.用氨水溶解氢氧化铜沉淀:Cu2+4NH3H2OCu(NH3)42+4H2OC.用稀硝酸除去试管内壁上的银:3Ag+4H+NO3-3Ag+NO+2H2OD.向NaClO溶液中通入过量的SO2:SO2+NaClO+H2OHClO+NaHSO33.(2019安徽合肥调研)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()A.能溶解Al2O3的溶液:Na+、K+、HCO3-、NO3-B.0.1 molL-1 Ca(ClO)2溶液:K+、Na+、I-、Cl-C.能使甲基橙显红色的溶液:K+、Fe2+、Cl-、NO3-D.加入KSCN显红色的溶液:Na+、Mg2+、Cl-、SO42-4.(2019江西赣州南康中学月考)下列离子方程式书写正确的是()A.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应的离子方程式为S2O32-+6H+2S+3H2OB.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2:2Na+CO32-+CO2+H2O2NaHCO3C.Fe与稀硝酸反应,当n(Fe)n(HNO3)=12时:Fe+NO3-+4H+Fe3+NO+2H2OD.含一定量Ba(OH)2的溶液与含等物质的量NaHSO4的溶液混合:Ba2+2OH-+2H+SO42-BaSO4+2H2O5.(2019江苏南通海安高级中学月考)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质),工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步是用过量的硫酸溶解并过滤。常温下,分别取滤液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中大量存在的离子组正确的是()A.加入过量氨水:Fe3+、NH4+、SO42-、OH-B.加入过量NaClO溶液:Fe2+、Na+、ClO-、SO42-C.加入过量NaOH溶液:Na+、AlO2-、SO42-、OH-D.加入过量NaHCO3溶液:Na+、Al3+、SO42-、HCO3-6.(2019福建华安一中月考)下列反应的离子方程式正确的是()A.NaHS溶液中滴加少量的硫酸铜溶液:2HS-+Cu2+CuS+H2SB.将NO2气体通入H2O中:3NO2+H2O2H+NO3-+O2C.ICl和Cl2的化学性质相似,将ICl通入KOH溶液中:ICl+2OH-I-+ClO-+H2OD.1.5 molL-1 100 mL的FeBr2溶液中通入3.36 L(标准状况)Cl2:2Br-+Cl2Br2+2Cl-7.(2019山东济南莱芜期末)离子方程式2Ca2+3HCO3-+3OH-2CaCO3+CO32-+3H2O可以表示()A.Ca(HCO3)2与足量NaOH溶液反应B.NaHCO3与澄清石灰水反应C.Ca(HCO3)2与澄清石灰水反应D.NH4HCO3与澄清石灰水反应8.(2019辽宁辽河二中期末)某酸性废水中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、K+、CO32-、SO42-。取废水样品分别进行如图所示四个实验。下列推断正确的是()A.废水含有Na+,不含K+B.废水含有SO42-和CO32-C.废水不含Fe3+,可能含Fe2+D.废水一定含有Na+、Al3+、SO42-9.(2019山东微山一中月考)甲、乙、丙、丁分别是由H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、HCO3-中的两种组成的溶液,可以发生如图转化,下列说法正确的是()A.甲为HCl,乙为NaHCO3B.溶液丙中还可以大量共存的离子有Fe2+、NO3-、SO42-C.向甲中滴加丁开始反应的离子方程式:HCO3-+Ba2+OH-BaCO3+H2OD.白色沉淀A可能溶解在溶液D中10.(2019山东青岛二中质检)pH=1的某溶液X中含有NH4+、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解),取该溶液进行连续实验,实验过程如图。下列有关推断不正确的是()A.溶液X中一定含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-B.根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl-C.沉淀H为Al(OH)3、BaCO3的混合物D.若溶液X为100 mL,产生的气体A为44.8 mL(标准状况),则X中c(Fe2+)=0.06 molL-1二、非选择题(本题包括3个小题,共40分)11.(2019山东新泰二中月考)(12分)某无色透明溶液可能含有下列离子:K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、NO3-、SO42-、HCO3-、Cl-等。取该溶液进行如下实验。用蓝色石蕊试纸检测该溶液,试纸显红色;取溶液少许,加入铜片和稀硫酸共热,产生无色气体,该气体遇到空气立即变为红棕色;取溶液少许,加入氨水有白色沉淀生成,继续加入过量氨水,沉淀不消失;取溶液少许,滴入氯化钡溶液产生白色沉淀;取实验后的澄清溶液,滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。请回答下列问题:(1)在实验中,下图所示的操作中正确的是(填代号)。(2)根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是,肯定不存在的离子是。(3)写出与和两个实验相关的离子方程式:;。12.(14分)在Na+浓度为0.5 molL-1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。阳离子K+Ag+Mg2+Ba2+阴离子NO3-CO32-SiO32-SO42-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向的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象请回答下列问题。(1)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,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“?”)。阴离子NO3-CO32-SiO32-SO42-c/(molL-1)(4)判断K+是否存在,若存在求其最小浓度,若不存在说明理由:。13.(2019辽宁大连模拟)(14分)某强酸性无色溶液中可能含下表离子中的若干种离子。阳离子Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+阴离子SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、SO32-实验:取少量该强酸性溶液A进行如下实验。实验:为了进一步确定该溶液的组成,取100 mL原溶液A,向该溶液中滴加1 molL-1的NaOH溶液,产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。回答下列问题:(1)不进行实验就可以推断出,上表中的离子一定不存在的有种。(2)通过实验可以确定该溶液中一定存在的阴离子是。检验气体X的方法是;沉淀Z的化学式为。(3)写出实验的图示中BC段对应反应的离子方程式:。(4)A点对应的固体质量为 g。(5)通过上述信息,推算该溶液中阴离子的浓度为 molL-1。参考答案专题突破练3离子反应1.A解析 A项中各离子与H2SO4不发生反应,且组离子之间也不反应,所以该组离子在H2SO4溶液中能大量共存,正确;AlO2-与H+能发生反应AlO2-+H+H2OAl(OH)3,所以H+在NaAlO2溶液中不能大量共存,B项错误;SO32-具有还原性,ClO-具有氧化性,SO32-和ClO-之间能发生氧化还原反应,所以ClO-在Na2SO3溶液中不能大量共存,C项错误;Ba(OH)2与HCO3-能发生反应Ba2+2OH-+2HCO3-BaCO3+2H2O+CO32-,所以HCO3-在Ba(OH)2溶液中不能大量共存,D项错误。2.C解析 氢氧化铁胶体中加入HI溶液,发生反应的离子方程式为2Fe(OH)3+6H+2I-2Fe2+I2+6H2O,故A错误;用氨水溶解氢氧化铜沉淀的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3H2OCu(NH3)42+4H2O+2OH-,故B错误;用稀硝酸可除去试管内壁上的银,反应的离子方程式为3Ag+4H+NO3-3Ag+NO+2H2O,故C正确;NaClO溶液具有氧化性,能将正四价的硫氧化为正六价,当SO2气体过量时,反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2O2H+SO42-+Cl-,故D错误。3.D解析 能溶解Al2O3的溶液可能是酸性或碱性,HCO3-不能大量存在,故A错误;0.1molL-1Ca(ClO)2溶液中的ClO-能将I-氧化为I2,故B错误;能使甲基橙显红色的溶液为酸性溶液,酸性溶液中Fe2+与NO3-不能大量共存,故C错误;加入KSCN显红色说明溶液中有Fe3+,Fe3+与Na+、Mg2+、Cl-、SO42-四种离子不反应,能大量共存,故正确。4.B解析 Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应为氧化还原反应,Na2S2O3中一部分S的化合价升高,另外一部分降低,离子方程式为S2O32-+2H+S+SO2+H2O,故A错误;因为Na2CO3溶液是饱和的,通入过量CO2发生反应生成的NaHCO3会析出,离子方程式为CO32-+H2O+CO2+2Na+2NaHCO3,故B正确;Fe与稀硝酸反应,当n(Fe)n(HNO3)=14时发生反应Fe+NO3-+4H+Fe3+NO+2H2O,当n(Fe)n(HNO3)=38时发生反应3Fe+2NO3-+8H+3Fe2+2NO+4H2O,所以当n(Fe)n(HNO3)=12时应该生成Fe3+和Fe2+,故C错误;Ba(OH)2与等物质的量NaHSO4反应的离子方程式为H+SO42-+Ba2+OH-BaSO4+H2O,故D错误。5.C解析 孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3(含Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质),加入过量硫酸溶解后过滤,由于SiO2不溶于硫酸,则滤液中含有的离子主要为Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、SO42-、H+。加入过量氨水后,Fe3+与氨水反应生成氢氧化铁沉淀,反应后溶液中不会大量存在Fe3+,故A错误;NaClO具有强氧化性,能够氧化Fe2+,加入过量NaClO溶液反应后溶液中不会大量存在Fe2+,故B错误;加入过量NaOH溶液后,Cu2+、Fe3+、Fe2+反应生成难溶物,Al3+反应生成AlO2-,所以反应后溶液中大量存在的离子为Na+、AlO2-、SO42-、OH-,故C正确;Al3+与HCO3-发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,所以反应后溶液中不会大量存在Al3+,故D错误。6.A解析 CuS是不溶于盐酸和硫酸的沉淀,HS-属于弱酸根离子,离子方程式中不可拆分,因此反应的离子方程式为2HS-+Cu2+CuS+H2S,故A正确;将NO2气体通入H2O中发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,离子方程式为3NO2+H2O2H+2NO3-+NO,故B错误;ClO-具有氧化性,能把I-氧化成I2,二者不可大量共存,因此反应的离子方程式为ICl+2OH-IO-+Cl-+H2O,故C错误;Fe2+的还原性强于Br-,所以氯气先与Fe2+反应,根据得失电子数目守恒,有n(Fe2+)+n(Br-)=n(Cl2)2,其中,n(Fe2+)=0.1L1.5molL-1=0.15mol,n(Cl2)=3.36L22.4Lmol-1=0.15mol,解得n(Br-)=0.15mol,Fe2+与Br-参与反应的物质的量相同,因此离子方程式为2Fe2+2Br-+2Cl2Br2+4Cl-+2Fe3+,故D错误。7.B解析 Ca(HCO3)2与足量的NaOH溶液反应,反应的离子方程式为Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O,故A错误;Ca(OH)2与少量的NaHCO3反应的离子方程式为Ca2+HCO3-+OH-CaCO3+H2O,Ca(OH)2与过量NaHCO3反应的离子方程式为Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O,当nCa(OH)2n(NaHCO3)=23时,发生反应的离子方程式为2Ca2+3HCO3-+3OH-2CaCO3+CO32-+3H2O,故B正确;Ca(OH)2与少量、足量的Ca(HCO3)2反应的离子方程式均为Ca2+HCO3-+OH-CaCO3+H2O,故C错误;NH4HCO3与足量澄清石灰水反应的离子方程式为NH4+Ca2+HCO3-+2OH-CaCO3+NH3H2O+H2O,NH4HCO3与少量澄清石灰水的离子反应为Ca2+2HCO3-+2OH-CaCO3+CO32-+2H2O,故D错误。8.D解析 已知废水为酸性,故与H+反应的离子不能存在,即CO32-不存在,根据溶液呈电中性,则SO42-一定存在。由实验可得焰色反应颜色为黄色,说明一定含有Na+,可能含有K+;实验,加盐酸后再加BaCl2溶液有白色沉淀,再一次说明含有SO42-;实验加KSCN溶液,无明显现象,说明不含Fe3+;实验,滴加NaOH溶液至过量,一开始无沉淀,后有沉淀,最后沉淀消失,说明含有Al3+,不含有Fe2+和Mg2+,所以废水中肯定含有Na+、SO42-及Al3+,肯定不含CO32-、Fe2+、Mg2+及Fe3+,可能有K+,D项正确。9.D解析 溶液中存在H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、HCO3-,故依据离子能大量共存的原理,则得出甲、乙、丙、丁中有两种物质是HCl和AlCl3。因为甲溶液能和乙溶液生成沉淀、气体和氯化钠,故甲和乙中含有能相互促进水解的离子,即Al3+和HCO3-相互促进水解生成的气体B为二氧化碳,沉淀A为氢氧化铝。然后依据甲与丙生成气体,则甲为NaHCO3、乙为AlCl3。甲与丁生成白色沉淀,则丁含有Ba2+,结合题给离子种类可知丁为氢氧化钡、丙为HCl。依据以上分析得出甲应为碳酸氢钠,故A错误;丙为HCl,含有H+,故Fe2+、NO3-不能在溶液丙中大量共存,故B错误;向甲中滴加丁,开始时甲是过量的,在离子方程式中Ba2+和OH-应满足n(Ba2+)n(OH-)=12的关系,故C错误;白色沉淀A为氢氧化铝,无色溶液D为强碱溶液,氢氧化铝能溶于强碱溶液,故D正确。10.C解析 pH=1的溶液为强酸性溶液,在强酸性溶液中一定不会存在CO32-、SO32-。加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀C为BaSO4,说明溶液中含有SO42-,生成气体A,则A只能是NO,说明溶液中含有还原性的Fe2+。溶液B中加入过量NaOH溶液,沉淀F应为Fe(OH)3,气体D为NH3,说明溶液中含有NH4+;溶液E中通入CO2气体,生成沉淀H,则H应为Al(OH)3,溶液E为NaOH和NaAlO2的混合溶液,说明溶液中含有Al3+。再根据离子共存原则分析,溶液中含有Fe2+,则一定不含NO3-。含有SO42-,就一定不含Ba2+,不能确定是否含有的离子是Fe3+和Cl-。依据上述分析可知,溶液中一定存在H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-,A正确;不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl-,B正确;H为Al(OH)3,BaCO3能与过量的二氧化碳及水反应生成碳酸氢钡,碳酸氢钡易溶于水,C错误;生成气体A的离子反应方程式为3Fe2+NO3-+4H+3Fe3+NO+2H2O,产生的气体A为44.8mL,气体的物质的量为0.0448L22.4Lmol-1=0.002mol,故n(Fe2+)=30.002=0.006mol,c(Fe2+)=0.006mol0.1L=0.06molL-1,D正确。11.答案 (1)BD(2)NO3-、Al3+、SO42-Fe3+、Ba2+、HCO3-(3)3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2OAl3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+解析 (1)用试纸检验溶液的酸碱性时,应用玻璃棒蘸取少量溶液(或用胶头滴管吸取少量溶液)滴到放在玻璃片的试纸上检验,B、D项操作正确。(2)用蓝色石蕊试纸检测该溶液,试纸显红色,说明溶液呈酸性,则一定不存在HCO3-,溶液无色,则不存在Fe3+。取溶液少许,加入铜片和稀硫酸共热,产生无色气体,该气体遇空气立即变为红棕色,则该气体为NO,说明溶液中存在NO3-。取溶液少许,加入氨水有白色沉淀生成,继续加入过量氨水,沉淀不消失,说明含有Al3+。取溶液少许,滴入氯化钡溶液产生白色沉淀,该沉淀为硫酸钡沉淀,说明含有SO42-,则一定不会含有Ba2+。取实验后的澄清溶液,滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失,不能证明是否含有Cl-,因中加入氯化钡时引入了Cl-。结合以上分析可知,原溶液中肯定存在的离子是NO3-、Al3+、SO42-,肯定不存在的离子是Fe3+、Ba2+、HCO3-。(3)中反应为金属铜在酸性条件下与NO3-发生氧化还原反应生成Cu2+和NO气体,反应的离子方程式为3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O。Al(OH)3不溶于弱碱,则在含Al3+的溶液中加入足量的氨水会生成Al(OH)3,反应的离子方程式为Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+。12.答案 (1)Ag+、Mg2+、Ba2+(2)SiO32-+2H+H2SiO3(3)如表阴离子NO3-CO32-SiO32-SO42-c/(molL-1)?0.250.40(4)存在,最小浓度为0.8 molL-1解析 由实验可知,加入稀盐酸产生气体,必有CO32-,其浓度为c(CO32-)=0.56L22.4Lmol-10.1L=0.25molL-1,则溶液中一定无Ag+、Mg2+、Ba2+;又因为能生成白色沉淀,因此有SiO32-,发生的反应为SiO32-+2H+H2SiO3,SiO32-的浓度为c(SiO32-)=2.4g60gmol-10.1L=0.4molL-1;由实验可知溶液中不含SO42-;根据电荷守恒知2c(CO32-)+2c(SiO32-)=20.25molL-1+20.4molL-1=1.3molL-10.5molL-1,因此溶液中还存在K+,至少为0.8molL-1,不能确定有无NO3-。13.答案 (1)4(2)NO3-用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X,试纸变蓝Mg(OH)2(3)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(4)0.136(5)0.08解析 溶液无色,则不存在Fe2+、MnO4-;溶液显强酸性,则不存在SiO32-和SO32-;该溶液与硝酸银溶液混合后无沉淀生成,说明不存在Cl-,因此一定含有NO3-;该溶液与稀硫酸反应得不到沉淀,说明不存在Ba2+,再将所得溶液与过量的氢氧化钠溶液混合生成气体X、溶液Y和沉淀Z,则X是氨气,一定含有NH4+,沉淀一定是氢氧化镁,含有Mg2+;根据实验图示关系可知开始时氢氧化钠首先中和H+,然后沉淀金属阳离子,沉淀达到最大值后开始与铵根结合生成氨气,然后沉淀又开始减少,减少到一定程度后不再发生变化,所以溶解的沉淀一定是氢氧化铝,说明含有Al3+。(1)根据以上分析可知,不进行实验就可以推断出表中的离子一定不存在的有Fe2+、SiO32-、MnO4-及SO32-。(2)通过实验可以确定该溶液中一定存在的阴离子是NO3-。氨气是碱性气体,检验氨气的方法是用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸靠近气体X,试纸变蓝;沉淀Z的化学式为Mg(OH)2。(3)实验的图示关系中BC段表示氢氧化铝的溶解,对应的离子方程式为Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。(4)A点时消耗氢氧化钠溶液6mL,则与金属阳离子反应的氢氧化钠溶液是5mL,对应NaOH的物质的量是0.005mol。溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液是1mL,对应NaOH的物质的量是0.001mol,所以生成的氢氧化铝是0.001mol,则与Mg2+反应的氢氧化钠是0.002mol,生成的氢氧化镁是0.001mol,所以对应固体的质量为0.001mol(58+78)gmol-1=0.136g。(5)与H+反应的氢氧化钠溶液是1mL,则H+的物质的量是0.001mol。与NH4+反应的氢氧化钠溶液是2mL,则NH4+的物质的量是0.002mol,根据溶液显电中性可知NO3-的物质的量是0.001mol+0.002mol+0.001mol3+0.001mol2=0.008mol,所以该溶液中阴离子的浓度为0.008mol0.1L=0.08molL-1。
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