摘要:
**基本信息**
聚焦离子反应核心素养,以概念辨析为基础,通过实验分析、共存判断、方程式书写及综合推断,构建从微观电离到宏观应用的完整认知体系。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|1,3,4|选择(电解质、电离本质)|电解质定义→电离过程→物质分类(化学观念)|
|实验分析|2|选择(电导率变化)|离子浓度与导电性关系→实验证据推理(科学探究)|
|离子共存|6,9|选择(限定条件共存)|离子反应规律→电荷守恒应用(科学思维)|
|方程式书写|10,12,13|选择+填空(正误判断与书写)|拆写原则→守恒配平→实际应用(模型建构)|
|离子推断|8,11,14|选择+填空(定性定量结合)|离子性质→实验现象→推理验证(证据推理)|
内容正文:
第2讲 离子反应 离子方程式
1.能溶于水,且在水中能导电的电解质是( )
A.氨水 B.BaSO4 C.SO2 D.HCl
2.〔教材习题改编〕数字化实验是化学研究的重要手段,某化学实验小组向H2SO4溶液中匀速滴加相同浓度的BaCl2溶液,测得溶液导电能力(电导率越大,溶液导电能力越强)的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.ab段曲线变化的原因,用离子方程式表示为Ba2++SBaSO4↓
B.BaSO4的电离方程式为BaSO4Ba2++S
C.用等浓度的Ba(OH)2溶液替换BaCl2溶液,电导率最低点将与图中b点重合
D.a、b、c三点酸性强弱比较:a>b>c
3.如图是NaCl固体在水中溶解和形成水合离子的微观图示,仔细观察下图,判断下列相关说法正确的是( )
A.该过程通常表示为NaClNa++Cl-
B.因为NaCl在水中发生电离,故NaCl溶液为电解质
C.Na+和Cl-均与水分子中的氧原子结合形成水合离子
D.离子从固体表面脱离后不会再回到固体表面
4.近日,中国科学研究院大连化学物理研究所研究人员提出先通过CO2电解制CO,再通过CO高效选择性电解制乙酸(CH3COOH)。下列说法正确的是( )
A.CO、CO2均属于酸性氧化物
B.CO2、CH3COOH均属于电解质
C.CO、CO2、CH3COOH均属于有机物
D.乙酸电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+
5.下列各组溶液,只需组内物质相互反应(仅限于两两混合)就能区别的是( )
A.NaOH、FeCl3、NaCl、HNO3
B.BaCl2、Na2CO3、KOH、K2SO4
C.NaOH、Na2SO4、MgCl2、HCl
D.H2SO4、KCl、ZnCl2、Cu(NO3)2
6.在下列条件下,一定能大量共存的离子组是( )
A.能与金属Na反应产生气体的溶液中:Cl-、S、Cu2+、Na+
B.氯水中:H+、S、C、Fe2+
C.澄清透明的溶液中:K+、Na+、S、Mn
D.使紫色石蕊试纸变红的溶液中:N、Na+、N、HC
7.碳酸氢钠片可治疗痛风、高尿酸血症和代谢性酸中毒,也是侯氏制碱的过程性产物。下列有关碳酸氢钠的说法正确的是( )
A.碳酸氢钠溶液能导电,故碳酸氢钠溶液属于电解质
B.碳酸氢钠溶于水的电离方程式为NaHCO3Na++H++C
C.侯氏制碱生成碳酸氢钠的离子方程式为NH3+CO2+H2OHC+N
D.在碳酸氢钠溶液中K+、S、Cl-,Ca2+不能大量共存
8.(2026·甘肃靖远月考)某溶液可能含有等浓度的下列某些离子:Na+、Mg2+、N、H+、Cl-、S、S、N。取该溶液分别进行如下实验:
Ⅰ.加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀a,过滤后,往滤液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀b;
Ⅱ.插入铝条,铝条逐渐溶解,有无色气体生成,无色气体遇空气变为红棕色;
Ⅲ.加入NaOH溶液产生白色沉淀,加热后无明显变化。
下列说法错误的是( )
A.白色沉淀a为BaSO4,白色沉淀b含有AgCl
B.结合Ⅰ、Ⅱ可知溶液中肯定含有S、H+、N
C.不能确定原溶液中有无Cl-
D.加入NaOH溶液发生的反应为Mg2++4OH-+2H+Mg(OH)2↓+2H2O
9.常温下,下列各组离子在指定溶液中能够大量共存的是( )
A.NaOH溶液中:Na+、K+、C、[Al(OH)4]-
B.H2SO4溶液中:Na+、Ba2+、N、S
C.NaCl溶液中:Fe3+、N、I-、SCN-
D.NaHCO3溶液中:Al3+、K+、S、OH-
10.下列化学方程式或离子方程式错误的是( )
A.用铁氰化钾检验FeSO4溶液中的Fe2+:
K3[Fe(CN)6]+FeSO4KFe[Fe(CN)6]↓+K2SO4
B.H2O2使酸性KMnO4溶液褪色:2Mn+H2O2+6H+2Mn2++3O2↑+4H2O
C.铅酸蓄电池充放电的反应:Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O
D.苯酚钠溶液中通入少量CO2:+CO2+H2O+NaHCO3
11.某水溶液中只可能含有下列离子中的若干种:K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、N、Cl-、N、S和C。现每次取10 mL进行实验:
①第一份加入足量NaOH后加热,收集到气体1.12 L(标准状况下)
②第二份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27 g,沉淀经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33 g
下列说法错误的是( )
A.原溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+、Ca2+
B.无法确定原溶液中是否含有Cl-和N
C.原溶液中一定含有S和C,且浓度分别为0.01 mol·L-1、0.02 mol·L-1
D.要判断原溶液中是否含有K+,无需再做焰色试验确定
12.下列离子方程式对事实的表述正确的是( )
A.CuSO4溶液与过量氨水混合:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N
B.向NaClO溶液中通入少量SO2:SO2+ClO-+H2OS+Cl-+2H+
C.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应:S+Ba2+BaSO4↓
D.将少量Mg(HCO3)2溶液加入NaOH溶液中:Mg2++2HC+4OH-Mg(OH)2↓+2C+2H2O
13.写出符合下列情况的离子方程式。
(1)向MgSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成Mg(OH)2·`MgCO3和CO2:
。
(2)BaS溶液与硫酸锌溶液混合生成立德粉(ZnS·BaSO4): 。
(3)向MnCl2溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3: 。
(4)新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式: 。
(5)KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式:
。
14.某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1 mol·L-1。
阳离子
Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、K+
阴离子
Cl-、C、N、S、Si
某同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
②取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
③另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)由①、②、③判断,溶液中一定不含有的阴离子是 ,一定不含有的阳离子是 (写离子符号)。
(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是 ,
④中生成白色沉淀的离子方程式是 。
(3)该同学最终确定原溶液中所含阴离子是 ,阳离子是 (写离子符号)。
(4)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,得到的固体质量为 g。
答案
第2讲 离子反应 离子方程式
1.D 氨水为混合物,不是电解质,A错误;BaSO4是电解质,但是难溶于水,在水中不能导电,B错误;SO2属于非电解质,C错误。
2.C 随着反应H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl的发生,溶液体积增大,导致单位体积内电荷总数减小,电导率下降,用离子方程式表示为Ba2++SBaSO4↓,A正确; BaSO4为强电解质,在水溶液中完全电离, B正确;将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液后反应变为H2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2H2O,恰好完全反应时,溶液除了水电离出的OH-和H+外几乎不存在其他离子,因此电导率最低点在b下方,C错误;溶液中氢离子总量不变,溶液体积a→c增大,因此c(H+):a>b>c,故酸性:a>b>c,D正确。
3.A NaCl 在水中完全电离,氯化钠为强电解质,但是氯化钠溶液为混合物,不是电解质,B错误;从图示知,Na+与水分子中的氧原子结合形成水合离子,Cl-与水分子中的氢原子结合形成水合离子,C错误;NaCl 溶解时钠离子和氯离子从固体表面脱离进入溶液中,同时钠离子和氯离子受 NaCl表面的氯离子和钠离子的吸引回到固体表面,D错误。
4.D CO不能与碱反应生成盐和水,不属于酸性氧化物,A项错误;CO2属于非电解质,B项错误;CH3COOH属于有机物,CO、CO2是无机物,C项错误;乙酸是弱酸,其电离过程可逆,电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,D项正确。
5.A 通过溶液的颜色首先鉴别出黄色的溶液是氯化铁,然后将氯化铁溶液滴入剩余的三种溶液中,会生成红褐色沉淀的是氢氧化钠,然后将没有生成沉淀的两种溶液滴入沉淀中,沉淀溶解的是硝酸,沉淀不溶解的是氯化钠,可以鉴别,A符合题意;氯化钡和硫酸钾、碳酸钠都能反应产生沉淀,现象相同,不能鉴别,B不符合题意;Na2SO4、NaOH、MgCl2、HCl四种溶液均为无色,且只有NaOH和MgCl2混合产生白色沉淀,故不加其他试剂无法鉴别,C不符合题意;通过溶液的颜色首先鉴别出蓝色的溶液是硝酸铜,然后将硝酸铜溶液滴入剩余的三种溶液中,都没有明显现象,因此不能鉴别,D不符合题意。
6.C Na能与所有水溶液反应生成氢气,因此可能是碱溶液,则Cu2+不能大量共存,A错误;氯水中含氢离子,与C不能大量共存,同时含强氧化性的氯气和HClO,与Fe2+不能大量共存,B错误;使紫色石蕊试纸变红的溶液呈酸性,酸性条件下HC不能大量共存,D错误。
7.D 碳酸氢钠溶液是混合物,混合物既不属于电解质,也不属于非电解质,A不正确;碳酸氢钠溶于水的电离方程式为NaHCO3Na++HC,B不正确;侯氏制碱生成碳酸氢钠以晶体析出,故反应的离子方程式为NH3+CO2+H2O+Na+NaHCO3↓+N,C不正确;在碳酸氢钠溶液中S与Ca2+要生成微溶的硫酸钙沉淀,故不能大量共存,D正确。
8.D Ⅰ.加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀a,则该白色沉淀为硫酸钡,原溶液中可能含有S,也可能含有S,S被硝酸氧化生成S导致产生白色沉淀a,加入硝酸银溶液,产生的白色沉淀b含有AgCl(生成AgCl的Cl-不确定是否来源于原溶液)。
Ⅱ.插入铝条,铝条逐渐溶解,有无色气体生成,无色气体遇空气变为红棕色,说明铝与稀硝酸反应生成了NO,由此可知,原溶液中含有H+、N,继而排除含有S的可能,综上可知溶液中肯定含有S、H+、N。
Ⅲ.加入NaOH溶液产生白色沉淀,可知存在Mg2+,加热后无明显变化,则不存在N,又因各离子浓度相同,结合电荷守恒可知溶液中一定存在S、H+、N、Mg2+,不存在S,可能同时存在Na+、Cl-,也可能同时不存在Na+、Cl-。因各离子浓度相同,故加入NaOH溶液发生的反应为Mg2++H++3OH-Mg(OH)2↓+H2O,D错误。
9.A 在硫酸溶液中,N与S发生氧化还原反应生成S,S可与钡离子反应生成BaSO4沉淀,不能大量共存,B错误;Fe3+与SCN-会发生络合反应生成Fe(SCN)3,同时Fe3+也能与碘离子发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;HC能与OH-反应,铝离子也能与OH-反应,不能大量共存,D错误。
10.B K3[Fe(CN)6]与亚铁离子反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀,反应的化学方程式为K3[Fe(CN)6]+FeSO4KFe[Fe(CN)6]↓+K2SO4,A正确;该氧化还原反应方程式中得失电子不守恒,正确的离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O,B错误;铅酸蓄电池放电时正极材料PbO2和负极材料Pb都与硫酸反应生成PbSO4,充放电的反应为Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O,C正确;酸性:HC<苯酚<H2CO3,向苯酚钠溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为+CO2+H2O+NaHCO3,D正确。
11.C 根据实验①现象可知气体为氨气,则含有N,且铵根离子的物质的量=气体物质的量,为==0.05 mol,且溶液中不含Mg2+;根据实验②现象判断,该溶液中含有C和S,经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33 g为BaSO4质量,计算出硫酸根离子的物质的量为=0.01 mol,碳酸根离子的物质的量为=0.02 mol;由于C和S与Ca2+、Ba2+不共存,则溶液中一定不含有Ca2+、Ba2+;由溶液呈电中性,已知一定存在的阳离子的物质的量为0.05 mol×1=0.05 mol,阴离子为0.01 mol×2+0.02 mol×2=0.06 mol,则一定存在K+,Cl-、N不能确定;原溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+、Ca2+,A正确;无法确定原溶液中是否含有Cl-和N,B正确;原溶液中一定含有S和C,且浓度分别为c===1 mol·L-1、c===2 mol·L-1,C错误;由溶液呈电中性,已知一定存在阳离子K+,D正确。
12.D CuSO4加入过量氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,后沉淀溶解,生成四氨合铜离子,离子方程式为Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O,A错误;由于HClO是弱酸,且具有强氧化性,向NaClO溶液中通入少量SO2的离子方程式为SO2+3ClO-+H2OS+Cl-+2HClO,B错误;(NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应生成硫酸钡、Fe(OH)2和硫酸铵,离子方程式为S+Fe2++Ba2++2OH-BaSO4↓+Fe(OH)2↓,C错误;Mg(HCO3)2电离出的Mg2+和HC都与NaOH电离出的OH-反应,最终生成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀和碳酸钠,反应离子方程式为Mg2++2HC+4OH-Mg(OH)2↓+2C+2H2O,D正确。
13.(1)2Mg2++2C+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑
(2)Zn2++Ba2++S2-+SZnS·BaSO4↓
(3)Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)N+Cl2+H2ON+2H++2Cl-
(5)2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
14.(1)C、Si K+、Fe3+
(2)3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O
Ba2++SBaSO4↓
(3)Cl-、N、S Fe2+、Mg2+
(4)1.2
解析:实验①说明没有K+。实验②说明没有Fe3+。实验③说明Fe2+与N和H+反应生成NO,即溶液中有Fe2+、N,故C不存在,加盐酸溶液中阴离子种类不变,说明原溶液中有Cl-,加盐酸溶液依然澄清说明没有Si。实验④说明有S。(1)一定不含有的阴离子是C、Si,一定不含有的阳离子是K+、Fe3+。(2)③中Fe2+与N和H+反应生成NO,其离子方程式:3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O;④中生成白色沉淀,离子方程式是S+Ba2+BaSO4↓。(3)溶液中阴离子为Cl-、N、S,且各为0.1 mol·L-1;已经推断出的阳离子是Fe2+,其浓度为0.1 mol·L-1,由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子,所以还有Mg2+,所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是:Fe2+、Mg2+;阴离子是:Cl-、N、S。(4)灼烧至恒重,得到的固体是MgO、Fe2O3,根据题意各离子的物质的量均为0.01 mol,所以m(MgO)=0.01 mol×40 g·mol-1=0.4 g,m(Fe2O3)=0.005 mol×160 g·mol-1=0.8 g,所得固体的质量为0.4 g+0.8 g=1.2 g。
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