内容正文:
跟踪练(3) 离子反应的综合应用
选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2022·重庆卷)下列操作不会影响溶液中K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Cl-、NO等离子大量共存的是 ( )
A.加入ZnSO4 B.加入铁粉
C.通入NH3 D.通入CO2
D 解析:加入ZnSO4,SO会与Ba2+反应生成BaSO4沉淀;加入铁粉,会发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+;通入NH3,NH3与水作用生成NH3·H2O,再与Al3+、Fe3+反应生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀;CO2与原溶液中的离子不反应,通入CO2不影响离子大量共存。
2.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等氧化剂将I-氧化成I2,再利用淀粉溶液检验;检验SO前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;K3[Fe(CN)6]溶液能与Fe2+反应生成蓝色沉淀,可用于检验Fe2+;Al3+与氨水反应生成的Al(OH)3沉淀不溶于过量氨水,应选用NaOH溶液。
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会转化为CO并与Ca2+结合生成CaCO3沉淀;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,SO进一步与Ba2+反应生成BaSO4沉淀;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;K+、Na+、HSO、Cl-可以大量共存,通入CO2后仍能大量共存。
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.能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+会与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存;能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;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均会发生反应,不能大量共存;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会与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。
5.(2024·广西钦州四中高三上学期测试)下列粒子在所给条件下,能大量共存的是 ( )
A.滴加KSCN溶液后显红色的溶液中:NH、K+、OH-、I-
B.遇酚酞显红色的溶液中:Mg2+、K+、NO、SO
C.澄清透明的酸性溶液中:NO、Na+、Fe3+、SO
D.常温下,pH<1的溶液中:Ca2+、Al3+、Cl-、NH
D 解析:滴加KSCN溶液后显红色的溶液中含有大量Fe3+,Fe3+、NH均能与OH-发生反应,Fe3+与I-能发生氧化还原反应,不能大量共存;遇酚酞显红色的溶液中含有大量OH-,OH-与Mg2+能发生反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存;澄清透明的酸性溶液中含有大量H+,H+与SO能发生反应生成SO2和H2O,且Fe3+与SO之间能发生氧化还原反应,不能大量共存;常温下,pH<1的溶液中含有大量H+,H+、Ca2+、Al3+、Cl-、NH之间均不发生反应,能大量共存。
6.下列各组离子在给定条件下一定能共存的是 ( )
A.0.1 mol/L的碘化钾溶液:H+、Fe3+、Br-、SO
B.0.1 mol/L的小苏打溶液:Al3+、Mg2+、SO、NO
C.0.1 mol/L的醋酸:NH、Ca2+、Cl-、NO
D.0.1 mol/L的烧碱溶液:K+、Na+、CO、HS-
C 解析:KI溶液中含有大量I-,能与Fe3+发生反应2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+,故KI溶液中不可能含有大量Fe3+;由于Al3+、Mg2+会与HCO发生相互促进的水解反应而生成沉淀和气体,小苏打溶液中不可能含有大量的Al3+、Mg2+;烧碱溶液中含有大量OH-,能与HS-发生反应HS-+OH-===S2-+H2O,故烧碱溶液中不可能含有大量HS-。
7.(2024·广西西部高三上学期联考)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是 ( )
A.0.1 mol/L FeCl3溶液:Al3+、K+、Br-、SCN-
B.0.1 mol/L盐酸:Na+、NO、S2O、SiO
C.0.1 mol/L KMnO4溶液:NH、Na+、SO、I-
D.0.1 mol/L KNO3溶液:Mg2+、Zn2+、SO、Cl-
D 解析:Fe3+和SCN-发生反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存;0.1 mol/L盐酸中含有大量H+,SiO与H+结合生成硅酸沉淀,S2O和H+反应会生成S和SO2,不能大量共存;MnO具有强氧化性,会与I-发生氧化还原反应而不能大量共存;在0.1 mol/L KNO3溶液中,K+、NO和四种离子相互不发生反应,能大量共存。
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,取适量样品进行下图所示实验。 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;将溶液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,则原物质中一定有Na2CO3和BaCl2;取溶液1先加足量盐酸酸化,再加BaCl2溶液,未产生白色沉淀,只能证明溶液1中不含Na2SO4,不能判断样品中是否含有Na2SO4;为进一步确定样品的组成,可以向固体2中加入足量NaOH溶液,若沉淀消失则证明样品中含SiO2不含Na2SO4,若沉淀部分消失则证明样品中含有SiO2和Na2SO4,若无变化则证明样品中含Na2SO4不含SiO2。
9.工业上用过量盐酸酸化的FeCl3溶液腐蚀铜制线路板,分别取腐蚀后的滤液并向其中加入下列指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是 ( )
A.加入过量CuO:Fe3+、H+、Cu2+、Cl-
B.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、OH-、Cl-
C.通入过量Cl2:Fe3+、H+、Cu2+、Cl-
D.通入过量SO2:Fe3+、H+、Cu2+、SO、Cl-
C 解析:腐蚀后的滤液中含Fe3+、H+、Cu2+、Fe2+、Cl-等。加入过量CuO,CuO会与H+反应生成Cu2+和水,故CuO过量,H+不能大量存在;加入过量NaOH溶液,NaOH与Fe3+、H+、Cu2+、Fe2+均反应,反应后的溶液中主要存在的离子为Cl-、Na+、OH-;通入过量Cl2,Cl2与Fe2+反应生成Fe3+和Cl-,反应后的溶液中主要存在的离子为Fe3+、H+、Cu2+、Cl-;通入过量SO2,SO2与Fe3+反应生成Fe2+和SO,反应后的溶液中主要存在的离子为H+、Cu2+、SO、Cl-、Fe2+。
10.(2024·广西来宾示范高中联考)下列各组澄清溶液中离子能大量共存,且滴入X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是 ( )
离子组
X试剂
离子方程式
A
NH、Fe3+、SO、Br-
过量H2S
2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
B
Fe2+、Na+、NO、Cl-
少量HI
3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O
C
NH、Fe3+、[Al(OH)4]-、K+
过量铜粉
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
D
Al3+、Na+、K+、CO
少量HCl
H++CO===HCO
A 解析:四种离子相互不反应,能大量共存,I-的还原性强于Fe2+,I-、H+先和NO发生氧化还原反应8H++6I-+2NO===3I2↓+2NO↑+4H2O;Fe3+、NH与[Al(OH)4]-分别发生相互促进的水解反应,离子方程式分别为Fe3++3[Al(OH)4]-===Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓、NH+[Al(OH)4]-===NH3·H2O+Al(OH)3↓,不能大量共存;CO与Al3+会发生相互促进的水解反应:3CO+2Al3++3H2O===3CO2↑+2Al(OH)3↓,不能大量共存。
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和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+
D 解析:向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,说明原澄清溶液中含有SO,不含有CO;下层液体呈紫红色,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;加入稀NaOH溶液,且未加热,有沉淀产生,继续滴加浓NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解,则溶解部分为Al(OH)3,不溶解部分为Mg(OH)2,表明溶液中含有Al3+和Mg2+,不能判断是否含有NH;透过蓝色钴玻璃观察,未观察到紫色火焰,说明不含K+。
12.某无色溶液中可能含有CrO、NH、SO、Mg2+、Al3+、K+、SO、Cl-、NO中的一种或几种,已知所含离子的物质的量浓度相等,取甲、乙两支试管分别加入1 mL该溶液进行如下实验:
①向甲中加入适量稀盐酸,无明显现象。
②向乙中逐滴滴加NaOH溶液至过量,现象为先有白色沉淀产生,最后白色沉淀完全溶解,加热产生有刺激性气味的气体。
下列对于该溶液中离子成分的推测,正确的是 ( )
A.一定含有NH、Al3+、SO、Cl-、NO
B.一定不含CrO、SO、Mg2+、NO
C.可能含有Mg2+、K+、Cl-、NO
D.一定不含CrO、SO、Mg2+、SO
A 解析:无色溶液中一定不含有色离子CrO;SO与盐酸反应会产生SO2气体,故由①知一定不含SO,由②知一定含NH、Al3+,一定不含Mg2+。结合电荷守恒,所含离子的物质的量浓度相等,设为1 mol/L,则有c(NH)+3c(Al3+)=4 mol/L,而2c(SO)+c(Cl-)+c(NO)=4 mol/L,故溶液中一定含有SO、Cl-、NO,一定不含K+。
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