内容正文:
课时精练(二十) 离子反应发生的条件及应用
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列实验可实现鉴别目的的是( )
A.用BaCl2溶液鉴别SO3(g)和SO2
B.用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
C.用CO2鉴别Na[Al(OH)4]溶液和Na2SiO3溶液
D.用酚酞鉴别盐酸和氯化钠溶液
A [BaCl2溶液与SO3(g)反应生成硫酸钡沉淀,与SO2不反应,A项能达到鉴别目的;Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液都反应生成碳酸钙沉淀,B项不能达到鉴别目的;CO2与Na[Al(OH)4]溶液和Na2SiO3溶液反应分别生成白色的氢氧化铝沉淀和白色的硅酸沉淀,C项不能达到鉴别目的;酚酞遇碱变红色,在酸性或中性溶液中不变色,D项不能达到鉴别目的。]
2.在同一溶液中,含有NH、I-、Ba2+、Cl-等离子,则该溶液可能的pH和介质是( )
A.pH=1,稀硝酸为介质
B.pH=3,硫酸为介质
C.pH=8,次氯酸钠溶液为介质
D.pH=12,氨水为介质
D [溶液中含有还原性的I-,与稀硝酸、ClO-均不能共存,A、C错误;溶液中含有Ba2+,与H2SO4不能共存,B错误。]
3.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.pH=1的溶液中:HCO、SO、K+、Cl-
B.遇酚酞变红的溶液中:NO、Na+、[Al(OH)4]-、K+
C.c(NO)=1 mol·L-1的溶液中:H+、Fe2+、Cl-、NH
D.无色透明溶液中:K+、SO、Na+、MnO
B [A项,pH=1的溶液显酸性,在酸性溶液中HCO不能大量存在,错误;B项,遇酚酞变红的溶液显碱性,在碱性溶液中,NO、Na+、[Al(OH)4]-、K+间不发生反应,能够大量共存,正确;C项,在酸性溶液中,NO、H+、Fe2+能够发生氧化还原反应,不能大量共存,错误;D项,MnO是紫红色的,与溶液无色不符,错误。]
4.下列各组离子在指定的溶液中可能大量共存的是( )
A.使甲基橙变红色的溶液:K+、Al3+、MnO、C2O
B.加入铝产生氢气的溶液:H+、Mg2+、NO、SO
C.常温下,pH=12的溶液中:Na+、Ba2+、NO、Cl-
D.含Al2Fe(SO4)4的溶液:Na+、NH、SO、ClO-
C [使甲基橙变红色的溶液显酸性,MnO、C2O之间发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;加入铝产生氢气的溶液为非氧化性酸或强碱溶液,碱性溶液中不能大量存在H+、Mg2+,故B错误;pH=12的溶液显碱性,该组离子之间不反应,能大量共存,故C正确;含Al2Fe(SO4)4的溶液显酸性,酸性溶液中不能大量存在SO、ClO-,故D错误。]
5.下列对于某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A.加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,原溶液一定有CO
B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,原溶液一定有SO
C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,原溶液一定有NH
D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸沉淀消失,原溶液一定有Ba2+
C [亚硫酸盐可与稀盐酸反应生成SO2气体,且SO2气体也可使澄清石灰水变浑浊,A错误;加入氯化钡产生白色沉淀,且不溶于盐酸,该沉淀可能是硫酸钡,也可能是氯化银,B错误;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有氨气,故原溶液中含有NH,C正确;原溶液中也可能含有Ca2+ ,D错误。]
6.某中性的含Na+的溶液中,可能还存在NH、Fe2+、Br-、CO、I-、SO六种离子中的某几种。进行以下实验:①在原溶液中滴加足量氯水后,有气泡产生,溶液呈橙黄色;②向呈橙黄色的溶液中加入BaCl2溶液时无沉淀生成;③橙黄色溶液不能使淀粉变蓝。由此可以推知该溶液中肯定不存在的离子是( )
A.NH、Br-、CO B.NH、I-、SO
C.Fe2+、I-、SO D.Fe2+、CO、I-
C [向呈橙黄色的溶液中加入BaCl2溶液时无沉淀生成,溶液中一定不含SO;根据在原溶液中滴加足量氯水后,有气泡产生,溶液呈橙黄色,橙黄色溶液不能使淀粉变蓝,可知溶液中一定含有CO和Br-,一定不含I-和Fe2+,由分析可知选项C符合题意。]
7.下列反应对应的离子方程式书写正确的是( )
A.饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳:2Na++CO+CO2+H2O===2NaHCO3↓
B.KIO3与KI在酸性溶液中反应:5I-+IO+3H2O===3I2+6OH-
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量的氨水:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
D.饱和石灰水与醋酸溶液混合:Ca(OH)2+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+2H2O
A [A项,一定温度下,碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳产生碳酸氢钠晶体:2Na++CO+CO2+H2O===2NaHCO3↓,正确;B项,KIO3与KI在酸性溶液中反应:5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,错误;C项,氨水是弱碱溶液,不能溶解氢氧化铝:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH,错误;D项,饱和石灰水中的氢氧化钙要用离子符号表示:OH-+CH3COOH===CH3COO-+H2O,错误。]
8.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.将过量SO2气体通入氨水中:SO2+2NH3·H2O===2NH+SO+H2O
B.向FeI2溶液中通入足量的氯气:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
C.向氢氧化钡溶液中逐滴加入少量碳酸氢钠溶液:Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+2H2O+CO
D.硝酸铁溶液中滴加足量HI溶液:Fe3++3NO+12H++10I-===Fe2++5I2+3NO↑+6H2O
D [将过量SO2气体通入氨水中生成亚硫酸氢铵,离子方程式不正确,A错误;向FeI2溶液中通入足量的氯气的离子方程式为2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-,B错误;向氢氧化钡溶液中逐滴加入少量碳酸氢钠溶液的离子方程式为Ba2++OH-+HCO===BaCO3↓+H2O,C错误;Fe3+也能氧化I-,则硝酸铁溶液中滴加足量HI溶液发生氧化还原反应的离子方程式为Fe3++3NO+12H++10I-===Fe2++5I2+3NO↑+6H2O,D正确。]
二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
9.科学家通过探寻矿物X推测外星球上是否曾经存在水。某兴趣小组为分析矿物X中的常见离子,将其溶于稀硝酸,并用所得溶液进行实验,下列依据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.用铂丝蘸取少量溶液进行焰色试验,火焰呈紫色,说明矿物X中含K+
B.取少量溶液,向其中滴加NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,试纸变蓝,说明矿物X中含NH
C.取少量溶液,向其中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,说明矿物X中至少含Fe3+和Fe2+中的一种
D.取少量溶液,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明矿物X中含SO
D [焰色试验中火焰为紫色,说明矿物中一定含K+,A项正确;检验到NH3,说明矿物中含NH,B项正确;当矿物中含Fe3+时,滴加KSCN溶液,溶液变红色,当矿物中含有Fe2+时,加入稀HNO3后,会有Fe3+生成,滴加KSCN溶液,溶液也会变红色,故说明矿物中至少含Fe3+和Fe2+中的一种,C项正确;若矿物中含有HSO或SO,会被稀HNO3氧化生成SO而干扰实验结果,D项错误。]
10.某固体混合物可能含有K+、NH、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cl-、CO、SO中的几种离子,将该固体溶解,取100.00 mL该溶液进行如下实验(气体体积为标准状况体积):
下列说法正确的是( )
A.该固体中一定不含Mg2+、Fe3+、Ca2+、Cl-
B.该固体中一定含有SO、CO、Cl-
C.根据以上实验,无法确定K+的物质的量
D.该固体可能是(NH4)2CO3和K2SO4
CD [将该混合物溶于水后得溶液,说明该混合物中不可能同时含有Ca2+和CO、SO,加足量NaOH溶液并加热产生气体,说明存在NH,由标准状况下0.896 L氨气可知,NH的物质的量为0.04 mol,加入氢氧化钠没有沉淀生成说明不存在Mg2+和Fe3+,在第三步操作中,沉淀有两种,说明存在SO和CO,则该混合物中不存在Ca2+;由沉淀的质量求出SO的物质的量为0.01 mol,CO的物质的量为0.02 mol,加AgNO3溶液有白色沉淀生成,并不能确定有Cl-,因为Cl-可来自于氯化钡。根据离子所带的正、负电荷数相等可知,K+一定存在,但是K+的物质的量不能确定,因为Cl-是否存在并不明确。该固体中一定不含Mg2+、Fe3+、Ca2+,A错误;该固体中一定含有SO、CO,不能确定有没有Cl-,B错误;根据离子所带的正、负电荷数相等可知,K+一定存在,但是K+的物质的量不能确定,因为Cl-是否存在并不明确,C正确;该固体中一定含有SO、CO、K+、NH,故该固体可能是(NH4)2CO3和K2SO4,D正确。]
11.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的是( )
①酸性溶液中:Fe2+、Al3+、NO、Cl-、I-
②pH=13的溶液:Na+、CO、SO、[Al(OH)4]-、S2-
③水电离出来的c平(H+)=10-13 mol·L-1的溶液:NH、K+、NO、S2O
④加入铝片能放出H2的溶液:Na+、HCO、Cu2+、SO
⑤滴加石蕊溶液显红色的溶液:Fe3+、NH、Cl-、NO
A.①② B.②③
C.②④⑤ D.②⑤
D [酸性条件下Fe2+、NO发生氧化还原反应,酸性条件下I-、NO发生氧化还原反应,则一定不能共存,故①错误;pH=13的溶液显碱性,该组离子在碱性条件下不反应,则能共存,故②正确;水电离出来的c水(H+)=10-13 mol·L-1的溶液,为酸性或碱性溶液,碱性溶液中OH-与NH结合生成弱电解质,酸性溶液中H+、NO与S2O发生氧化还原反应,则不能共存,故③错误;加入铝片能放出H2的溶液,为酸或强碱溶液,HCO既能与酸反应又能与碱反应,则一定不能共存,故④错误;滴加石蕊溶液显红色的溶液,显酸性,该组离子之间不反应,则一定能共存,故⑤正确。]
12.下列各组中粒子能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是( )
选项
粒子组
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、CO
通入少量CO2
2OH-+CO2===CO+H2O
C
H+、Fe2+、SO
Ba(NO3)2溶液
SO+Ba2+===BaSO4↓
D
Na+、Al3+、Cl-
少量澄清石灰水
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
D [Fe3+、I-、Cl-中,Fe3+、I-不能共存,A错误;K+、NH3·H2O、CO能够共存,通入少量二氧化碳后反应的离子方程式为2NH3·H2O+CO2===2NH+H2O+CO,B错误;氢离子和硝酸根离子共存有氧化性,能够氧化亚铁离子,发生反应的离子方程式书写不全,C错误;Na+、Al3+、Cl-能够共存,加少量的澄清石灰水反应的离子方程式书写正确,D正确。]
三、非选择题
13.现有下列十种物质:①液态HCl ②NaHCO3
③NaCl溶液 ④CO2 ⑤蔗糖晶体 ⑥Ba(OH)2
⑦红褐色的氢氧化铁胶体 ⑧NH3·H2O
⑨空气 ⑩Al2(SO4)3
(1)上述十种物质中有两种物质在水溶液中可发生反应,离子方程式为H++OH-===H2O,该反应的化学方程式为____________________________________________________。
(2)⑩在水中的电离方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)胃液中含有盐酸,胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉,易吐酸水,服用适量的小苏打(NaHCO3),能治疗胃酸过多,请写出其反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
如果病人同时患胃溃疡,为防胃壁穿孔,不能服用小苏打,此时最好用含Al(OH)3的胃药(如胃舒平),它与胃酸反应的离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)向Ba(OH)2溶液中通入过量的CO2的离子方程式:__________________________。
解析: (1)可溶性的强酸和强碱反应生成可溶性盐,可用离子方程式H++OH-===H2O表示,因此化学方程式为Ba(OH)2+2HCl===BaCl2 +2H2O;(2)Al2(SO4)3是强电解质,在水中完全电离,电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3++3SO;(3)胃液中含有盐酸,盐酸与小苏打反应生成二氧化碳和水,反应的离子方程式为HCO+H+===H2O+CO2↑;Al(OH)3与HCl发生酸碱中和反应,由于Al(OH)3是难溶物,因此书写离子方程式时不拆分,该反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+===3H2O+Al3+;(4)向Ba(OH)2溶液中通入过量的CO2,生成Ba(HCO3)2,反应的离子方程式为CO2+OH-===HCO。
答案: (1)Ba(OH)2+2HCl===BaCl2+2H2O
(2)Al2(SO4)3===2Al3++3SO
(3)HCO+H+===H2O+CO2↑
Al(OH)3+3H+===3H2O+Al3+
(4)CO2+OH-===HCO
14. (1)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H+)的变化如图所示。
用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应________________________________
________________________________________________________________________。
(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3+,该反应的离子方程式为______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析: (1)由图可知,随着溶液酸性增大,溶液中c(Cr2O)逐渐增大,说明CrO逐渐转化为Cr2O,则CrO的平衡转化率逐渐增大,其反应的离子方程式为:2CrO+2H+⥫⥬Cr2O+H2O。(2)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3+反应的离子方程式:Cr2O+3HSO+5H+===2Cr3++3SO+4H2O。
答案: (1)2CrO+2H+⥫⥬Cr2O+H2O
(2)Cr2O+3HSO+5H+===2Cr3++3SO+4H2O
15.某强酸性溶液X可能含有Al3+、Ba2+、NH、Fe2+、Fe3+、CO、SO、SiO、NO中的一种或几种,取该溶液进行实验,其现象及转化如图所示。反应过程中有一种气体为红棕色。
请回答下列问题:
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在的离子有______________。
(2)溶液X中,关于NO的判断正确的是____(填字母)。
a.一定有 b.一定没有 c.可能有
(3)产生气体A的离子方程式为______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)转化⑥发生反应产生的现象为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)转化④中生成H的离子方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)若转化③中,D、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成E,则反应中D与O2的物质的量之比为_______________________________________________________________。
(7)对于不能确定是否存在的离子,可以另取溶液X,加入下列溶液中的一种,根据现象即可判断,该试剂最好是________(填序号)。
①NaOH溶液 ②KSCN溶液 ③石蕊试剂
④KMnO4溶液 ⑤氯水和KSCN的混合溶液
解析: 溶液X呈强酸性,则溶液中不存在CO、SiO;溶液X和Ba(NO3)2溶液反应生成沉淀C,则溶液X中一定存在SO,不存在Ba2+,C是BaSO4;酸性条件下NO具有强氧化性,加入Ba(NO3)2溶液产生气体A,则溶液X中存在Fe2+,不存在NO,A是NO,则D是NO2,E是HNO3;溶液B中加入过量NaOH溶液时,产生气体F,则溶液中含有NH,F是NH3,HNO3和NH3反应生成NH4NO3,则I是NH4NO3;向溶液B中加入过量NaOH溶液产生沉淀G,沉淀G是Fe(OH)3,Fe(OH)3和过量盐酸反应生成FeCl3,则J是FeCl3;溶液H中通入过量CO2生成沉淀K,则溶液X中存在Al3+,沉淀K是Al(OH)3。(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在CO、SiO。(2)根据以上分析可知溶液X中一定没有NO。(3)亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水,离子方程式为3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O。(4)沉淀G是氢氧化铁,氢氧化铁是红褐色沉淀,和盐酸反应生成的FeCl3溶液呈黄色。(5)转化④中生成H的离子方程式为Al3++4OH-===[Al(OH)4]-。(6)由化学方程式4NO2+2H2O+O2===4HNO3可知,反应中D(NO2)与O2的物质的量之比为4∶1。(7)溶液中Fe3+是否存在不能确定,Fe3+和硫氰化钾溶液反应得到红色溶液,所以可以用硫氰化钾溶液检验。
答案: (1)CO、SiO (2)b
(3)3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O
(4)红褐色沉淀溶解,溶液呈黄色
(5)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(6)4∶1 (7)②
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