2021届高考化学一轮复习离子反应作业(1)

2021届高考化学一轮复习离子反应作业(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++4H2O C.向硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe2++2H2O2+4H+Fe3++4H2O D.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;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 mol·L-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 mol·L-1的溶液中:K+、I-、Cl-、NO‎3‎‎-‎ D.在澄清透明的无色溶液中: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NH3·H2O,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+)=1×10-13 mol·L-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-‎)‎=1×10-13 mol·L-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+)=1×10-13 mol·L-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-‎)‎=1×10-13 mol·L-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,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+)=1×10-13 mol·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.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↓+H2O B.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HCl溶液混合:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓‎ C.铜溶于稀硝酸中:Cu+4H++2NO‎3‎‎-‎Cu2++2NO2↑+2H2O D.FeBr2溶液中通入少量的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(　　)。‎ ‎①pH=0的溶液:Na+、C2O‎4‎‎2-‎、MnO‎4‎‎-‎、SO‎4‎‎2-‎ ‎②pH=11的溶液中:CO‎3‎‎2-‎、Na+、AlO‎2‎‎-‎、NO‎3‎‎-‎、S2-、SO‎3‎‎2-‎ ‎③水电离的H+浓度c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:Cl-、CO‎3‎‎2-‎、NO‎3‎‎-‎、SO‎3‎‎2-‎ ‎④加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、NH‎4‎‎+‎、Cl-、K+、SO‎4‎‎2-‎ ‎⑤使甲基橙变黄的溶液中:Fe2+、MnO‎4‎‎-‎、NO‎3‎‎-‎、Na+、SO‎4‎‎2-‎ ‎⑥中性溶液中:Fe3+、Al3+、NO‎3‎‎-‎、Cl-、S2-‎ A.①③⑤ B.②④ C.②⑤⑥ D.①④⑤‎ 答案:B 解析:①pH=0的溶液中,H+、C2O‎4‎‎2-‎、MnO‎4‎‎-‎发生氧化还原反应而不能大量共存;②pH=11的溶液显碱性,该组离子之间不反应,可以大量共存;③水电离的c(H+)=1×10-12 mol·L-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+‎;④加入Mg能放出H2的溶液,显酸性,该组离子之间不反应,可大量共存;⑤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;⑥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 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.(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-‎、Cl-四种离子 B.气体A的化学式是CO2,其电子式为O‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎C‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎O C.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AlO‎2‎‎-‎、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‎ ‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎C‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎O‎··‎‎·‎‎·‎,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++3NH3·H2OAl(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448 mL氨气的物质的量为0.02 mol,则原溶液中存在的离子有NH‎4‎‎+‎,浓度为‎0.02mol×2‎‎0.1 L=0.4 mol·L-1。‎ ‎(2)实验②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+‎)+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0.5 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0.8 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。‎