内容正文:
跟踪练(5) 离子反应的综合应用
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·河南创新发展联盟联考)常温下,下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.使pH试纸显红色的溶液中:NH、Fe2+、S2O、Cl-
B.滴加几滴KSCN溶液显红色的溶液中:K+、Na+、SO、HCO
C.水电离出的c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液中:Al3+、K+、S2-、ClO-
D.能使紫色石蕊试液变蓝的溶液中:K+、Na+、NO、CO
D 解析:能使pH试纸显红色的溶液呈酸性,S2O与氢离子不能大量共存,A不符合题意;滴加KSCN溶液显红色的溶液中含铁离子,HCO与铁离子不能大量共存,B不符合题意;水电离出的c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,Al3+在碱性溶液中不能大量存在,ClO-在酸性溶液中不能大量存在,C不符合题意;能使紫色石蕊试液变蓝的溶液显碱性,K+、Na+、NO、CO相互不反应,与OH-也不反应,可以大量共存,D符合题意。
2.(2024·浙江温州模拟)实验室检验溶液中是否存在下列离子的方法正确的是( )
离子
方法
A
I-
滴加淀粉溶液
B
SO
依次加入氯化钡溶液、稀盐酸
C
Fe2+
滴加K3[Fe(CN)6]溶液
D
Al3+
逐滴加入氨水至过量
C 解析:I-不能使淀粉溶液变蓝,应先加入H2O2等氧化剂氧化I-生成I2,再利用淀粉溶液检验,A错误;检验SO应先加入盐酸排除干扰,再加入氯化钡溶液,否则可能将AgCl沉淀误认为BaSO4沉淀而得出错误的结论,B错误;Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,可检验Fe2+,C正确;Al3+与氨水生成的Al(OH)3沉淀,不溶于过量氨水,应选用NaOH溶液,D错误。
3.下列离子在溶液中能大量共存且通入相应气体后仍能大量存在的是( )
离子
通入气体
A
Cl-、Ca2+、HCO、NH
氨气
B
Ba2+、Na+、Cl-、NO
二氧化硫
C
Al3+、HCO、SO、Cl-
氯化氢
D
K+、Na+、HSO、Cl-
二氧化碳
D 解析:Cl-、Ca2+、HCO、NH可以大量共存,通入氨气后溶液呈碱性,HCO转化为CO并与Ca2+结合生成CaCO3沉淀,A错误;Ba2+、Na+、Cl-、NO可以大量共存,通入SO2后,SO2与水反应生成H2SO3使溶液呈酸性,酸性条件下NO可以将SO氧化为SO,进一步与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,B错误;Al3+和HCO发生相互促进的水解反应,且通入HCl后,HCO会与H+反应,不能大量共存,C错误;K+、Na+、HSO、Cl-可以大量共存,通入CO2后仍能大量共存,D正确。
4.常温下,下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.pH>7的溶液中:Na+、Mg2+、SO、I-
B.使甲基橙溶液变红的溶液中:Al3+、Cu2+、NO、SO
C.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol/L的溶液中:Na+、CO、SO、Cl-
D.加铝粉能产生大量H2的溶液中:Na+、NH、NO、Cl-
B 解析:常温下,pH>7的溶液是碱性溶液,在碱性溶液中,Mg2+与OH-会发生反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,A错误;使甲基橙溶液变红的溶液是酸性溶液,在酸性溶液中Al3+、Cu2+、NO、SO不会发生任何反应,可以大量共存,B正确;由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol/L的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在酸性溶液中,H+与CO、SO会发生反应,不能大量共存,C错误;加铝粉能产生大量H2的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在碱性溶液中,NH与OH-结合,形成弱电解质,不能大量共存,在酸性溶液中,NO有强氧化性,与Al反应不能产生氢气,D错误。
5.对下列微粒组在水溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
微粒组
判断和分析
A
Cl2、K+、CO、NO
能大量共存,微粒间不反应
B
SO2、Na+、Ca2+、 Cl-
能大量共存,微粒间不反应
C
H+、K+、S2-、SO
不能大量共存,主要发生反应:3S2-+SO+8H+===4S↓+ 4H2O
D
NH3·H2O、Na+、Al3+、 Cl-
不能大量共存,主要发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
B 解析:氯气与水反应生成HCl和HClO,H+与CO不能大量共存,A错误;H+、S2-发生反应生成H2S,C错误;Al3+与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀,离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH,D错误。
6.将莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]固体溶于盐酸,加水稀释配制成溶液,取该溶液分别加入足量下列物质,原溶液中大量减少的离子分析错误的是( )
A.金属Zn:Fe2+、H+、Cl-
B.Ba(NO3)2溶液:Fe2+、SO、H+
C.NaOH固体:NH、Fe2+、H+
D.Ca(OH)2溶液:NH、Fe2+、H+、SO
A 解析:金属Zn能与Fe2+、H+反应,故Fe2+、H+浓度减小,不与氯离子反应,A错误;钡离子与硫酸根离子反应,氢离子、硝酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应,B正确;氢氧根离子与铵根离子、亚铁离子和氢离子均反应,C正确;氢氧根离子与铵根离子、亚铁离子和氢离子均反应,D正确。
7.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO、NO
C.c(Fe2+)=1 mol/L的溶液中:K+、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
B 解析:无色溶液中有色离子(Fe3+)不能大量存在,且Fe3+与SCN-不能大量共存,A错误;Fe2+与MnO发生氧化还原反应而不能大量共存;C错误;使甲基橙变红的溶液呈强酸性,含有大量H+,HCO不能大量存在,D错误。
8.现有一包固体粉末,可能含有SiO2、KOH、Na2CO3、Na2SO4、BaCl2中的一种或几种。某同学为探究固体粉末的组成,取适量样品进行如下实验。 下列说法不正确的是( )
A.固体粉末中一定不含KOH,含有Na2CO3
B.固体粉末中一定含有BaCl2和Na2CO3
C.取溶液1先加足量盐酸酸化,再加氯化钡溶液,若未产生白色沉淀,则样品中无硫酸钠
D.为进一步确定原样品组成,可以向固体2中加入NaOH溶液
C 解析:在样品中加入足量水,得到溶液1和固体1,溶液1进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃未观察到紫色,说明不含KOH;在固体1中加入足量盐酸有气体产生,则原物质一定有BaCl2和Na2CO3,A、B均正确;取溶液1先加足量盐酸酸化,再加BaCl2溶液,若未产生白色沉淀,不能判断样品中是否含Na2SO4,有可能Na2SO4含量少,与BaCl2溶液完全反应,C错误;确定原样品的组成,可以向固体2中加入足量NaOH溶液,若沉淀消失则证明无Na2SO4,若沉淀部分消失则含有SiO2和Na2SO4,若无变化则不含SiO2,D正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2024·山西太原联考)某溶液中可能存在以下离子中的几种:H+、CO、SO、Al3+、HCO、Cl-、NH、Ba2+,现向该溶液中加入1.0 mol/L Ba(OH)2溶液并加热,有关物理量的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点对应的沉淀为BaSO4和Al(OH)3
B.原溶液中含有0.02 mol H+
C.原溶液中一定不含CO、HCO、Ba2+
D.无法确定Cl-是否存在
D 解析:根据加入Ba(OH)2溶液的体积为30 mL和35 mL时,沉淀部分溶解,溶解的沉淀为Al(OH)3,n[Al(OH)3]=0.01 mol,则原溶液中存在Al3+,CO、HCO与Al3+不能大量共存,在原溶液中一定不含CO、HCO,剩余的沉淀为硫酸钡,则原溶液中存在SO,一定不存在Ba2+,最终沉淀的质量为6.990 g,其物质的量为0.03 mol,则原溶液中n(SO)=0.03 mol,加入Ba(OH)2溶液为25 mL时产生氨气,且n(NH3)=0.01 mol,则原溶液中含有NH,其物质的量为0.01 mol,原溶液中不含HCO,则有0.05 mol OH-先与原溶液中的H+、Al3+反应,则原溶液中n(H+)=0.05 mol-3n(Al3+)=0.02 mol。由上述分析可知,a点的沉淀为BaSO4和Al(OH)3,A正确;由上述分析可知,原溶液中n(H+)=0.02 mol,B正确;由上述分析可知,原溶液中存在Al3+,则原溶液一定不含CO、HCO,C正确;根据电荷守恒可知,原溶液中不存在Cl-,D错误。
10.为从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、SO等离子,以制得精盐水。某同学设计如下方案:
以下说法正确的是( )
A.A中主要有Mg(OH)2和BaSO4,也可能有一些Ca(OH)2
B.②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2+、Ca2+
C.D中有CO、Cl-、OH-、Na+这4种离子
D.③中发生的反应只有2H++CO===H2O+CO2↑
AC 解析:为了从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、SO等离子,先加入过量的氢氧化钡溶液,Mg2+与OH-反应生成氢氧化镁沉淀,SO与Ba2+生成硫酸钡沉淀,Ca(OH)2的溶解度较小,Ca2+与OH-也会生成少量Ca(OH)2沉淀,A正确;B中含有Ca2+、Ba2+、OH-等杂质离子,②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Ca2+、Ba2+,B错误;D中含有Cl-、Na+、CO、OH-四种离子,C正确;③中加入适量盐酸,可除去CO、OH-,则③中发生的反应有2H++CO===H2O+CO2↑,H++OH-===H2O,D错误。
11.某澄清溶液中可能含有Cl-、I-、NO、CO、SO、Fe3+、NH、Al3+、K+、Mg2+中的两种或多种,为了检验其中的离子组成,做如下实验,根据实验操作和现象得出的结论完整且正确的是( )
实验操作和现象
结论
A
取少量该溶液,向其中加入少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,在滤渣中加入稀盐酸无现象
含有SO,不含CO
B
向A项实验的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4,振荡后发现下层液体呈紫红色
含有I-和NO
C
另取少量溶液,向其中加入少量稀NaOH溶液,有沉淀产生,继续滴加稀NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解
含有Al3+和Mg2+,不含NH
D
用洁净铂丝蘸取C项实验后的上层清液,在酒精灯火焰上灼烧,未观察到紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
不含K+
AD 解析:白色沉淀中加入稀盐酸,无现象,表明沉淀不溶解也没有气体产生,则说明原澄清溶液中含有SO,不含有CO,A正确;下层液体呈紫红色,则表明有I2生成,但Fe3+与I-不共存,则原澄清溶液中含有I-和NO,不含有Fe3+,结论不完整,B错误;加入稀NaOH溶液,且未加热,继续滴加稀NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解,表明溶解部分为Al(OH)3,不溶解部分为Mg(OH)2,则含有Al3+和Mg2+,不能判断是否含有NH,C错误;溶液中加入的Na+,产生的黄色火焰对K+的紫色火焰有覆盖作用,透过蓝色钴玻璃观察,未观察到紫色火焰,说明不含K+,D正确。
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