2022高考化学一轮专题练习 专题三 离子反应

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专题三 离子反应
专题检测
时间:45分钟　分值:90分

一、选择题(每小题6分,共72分)
1.下列指定反应的离子方程式正确的是　 (　　)
A.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:Ag+2H++NAg++NO↑+H2O
B.碳酸钙粉末加入醋酸溶液中:CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
C.Ca(OH)2溶液与过量NaHCO3溶液反应:HC+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O
D.电解饱和NaCl溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
答案　D　A项,原子不守恒、得失电子不守恒,故错误;B项,醋酸是弱酸,应保留化学式,故错误;C项,若NaHCO3过量,则Ca(OH)2与NaHCO3应按物质的量之比1∶2反应,化学方程式为Ca(OH)2+2NaHCO32H2O+CaCO3↓+Na2CO3,离子方程式为Ca2++2OH-+2HC2H2O+CaCO3↓+C,故错误;D项,化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故正确。
易错警示　在离子方程式正误判断中,学生往往忽略物质中各离子的配比,命题者经常设置离子方程式正确但不符合离子配比的“陷阱”。避开“陷阱”的方法一是确保离子配比正确,二是看离子反应是否符合客观事实。
2.下列指定反应的离子方程式正确的是 (　　)
A.铝和烧碱溶液反应:Al+2OH- Al+H2↑
B.CuSO4溶液中加入过量的氨水:Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2N
C.足量的铁粉溶于稀HNO3中:Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O
D.向Mg(HCO3)2溶液中加入过量的NaOH溶液:Mg2++2HC+4OH- Mg(OH)2↓+2C+2H2O
答案　D　A项,电荷不守恒,故错误;B项,硫酸铜与过量氨水反应,生成可溶于水的四氨合铜配离子,故错误;C项,足量铁粉与稀硝酸反应生成亚铁离子,故错误。
审题技巧　注意题中试剂的用量,如B项“过量的氨水”、C项“足量的铁粉”、D项“过量的NaOH溶液”。
3.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 (　　)
A.c(ClO-)=1 mol·L-1的溶液中:Fe2+、N、Na+、SCN-
B.能使甲基橙变红的溶液中:Mg2+、K+、S、N
C.=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Al3+、Al、N
D.水电离的c(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液中:K+、N、Cl-、CH3COO-
答案　B　A项,ClO-与Fe2+因发生氧化还原反应而不能大量共存,故错误;C项,常温下=1×10-13mol·L-1,则溶液呈碱性,Al3+不能大量存在,故错误;D项,水电离的c(OH-)=1×10-13mol·L-1,意味着水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或者碱性,酸性时CH3COO-不能大量存在,碱性时N不能大量存在,故错误。
易错警示　常温下,溶液中性时水电离的c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1。当溶液呈酸性或碱性时,水的电离均被抑制,电离出的c(H+)=c(OH-)<1×10-7mol·L-1。
4.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.使酚酞变红的溶液中:Na+、N、Cl-、S
B.澄清透明的溶液中:Fe3+、Ba2+、N、Cl-
C.0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中:K+、Mg2+、Al、S
D.0.1 mol·L-1 HCl溶液中:K+、Na+、Si、N
答案　B　A项,使酚酞变红的溶液显碱性,OH-与N结合成NH3·H2O而不能大量共存,故错误;C项,Al3+能与Al反应生成Al(OH)3沉淀而不能大量共存,故错误;D项,H+与Si结合成难溶的H2SiO3而不能大量共存,故错误。
易错警示　澄清透明并不代表是“无色溶液”,而是表示溶液不浑浊。
5.下列指定反应的离子方程式正确的是 (　　)
A.Na2CO3溶液中C水解:C+H2O HC+OH-
B.Fe(NO3)3溶液中加氢碘酸:2Fe3++2I- 2Fe2++I2
C.NH4HSO4溶液中滴加少量的Ba(OH)2溶液:Ba2++OH-+N+H++S BaSO4↓+NH3·H2O+H2O
D.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3N
答案　D　A项,应写成可逆符号,故错误;B项,氢碘酸电离出H+,酸性条件下的N也能氧化I-,故错误;C项,少量的Ba(OH)2应反应完全,所以离子方程式中Ba2+与OH-的系数比为1∶2,故错误;D项,Al(OH)3不溶于过量氨水,故正确。
易错警示　酸性条件下的N,具有强氧化性。
知识拓展　氢碘酸是强酸,在水溶液中完全电离,HI H++I-。
6.下列指定反应的离子方程式正确的是 (　　)
A.碳酸钠与醋酸反应:C+2H+ CO2↑+H2O
B.铜与浓硝酸反应:3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O
C.金属钠和水反应:Na+2H2O Na++2OH-+H2↑
D.Ba(OH)2溶液中滴入NaHSO4至中性:Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O
答案　D　A项,醋酸是弱酸,书写离子方程式时保留化学式,故错误;B项,浓硝酸被铜还原的产物是NO2不是NO,故错误;C项,电荷不守恒,故错误。
易错提醒　金属与浓硝酸、稀硝酸反应时,一般浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。
方法技巧　判断离子方程式的正误时,通常先看是否符合事实,如B项;再看电荷是否守恒、元素是否守恒,如C项;最后再看拆分是否合理,如A项。
7.下列指定反应的离子方程式正确的是 (　　)
A.氯气与水反应:Cl2+H2O 2H++Cl-+ClO-
B.二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气:MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O
C.向漂白粉溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O CaSO3↓+2HClO
D.少量Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应:Ca2++HC+OH- CaCO3↓+H2O
答案　B　A项,HClO是弱酸,不能改写成离子形式,故错误;C项,漂白粉溶液中的ClO-具有强氧化性,能将+4价的S氧化成+6价,自身被还原为Cl-,故错误;D项,Ca(HCO3)2少量,与NaOH溶液完全反应,Ca2+与HC的数目比应为1∶2,Ca2++2HC+2OH- CaCO3↓+C+2H2O,故错误。
审题技巧　D项中若用过量的Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应,则题中离子方程式正确。
知识拓展　离子方程式书写常见错误有:不符合客观事实、质量不守恒、电荷不守恒、得失电子不守恒、拆分不正确、漏写离子反应等。
8.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.无色透明的溶液中:Mg2+、Ba2+、N、Br-
B.使酚酞变红的溶液中:K+、Cl-、Br-、Mg2+
C.0.1 mol·L-1 KI溶液中:Fe3+、H+、S、Cl-
D.水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液中:Ca2+、Na+、N、N
答案　A　B项,使酚酞变红的溶液呈碱性,Mg2+与OH-不能大量共存,故错误;C项,KI电离出的I-与Fe3+因发生氧化还原反应而不能大量共存,故错误;D项,常温下水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液,可能显酸性,也可能显碱性,碱性时N与OH-不能大量共存,故错误。
知识拓展　溶液中常见的有色离子:Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色)。
归纳总结　离子之间不能大量共存的类型:复分解型(酸、碱、盐之间的反应);氧化还原型(常见的有I-与Fe3+;H+、Mn与Fe2+等);水解(如Fe3+在中性溶液中不能大量共存)或相互促进的水解型;生成配合物型(Fe3+与SCN-等)。
9.下列反应的离子方程式错误的是 (　　)
A.Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2HC+2OH- MgCO3↓+C+2H2O
B.苯酚钠溶液跟AlCl3溶液反应:3+Al3++3H2O 3+Al(OH)3↓
C.Na2O2固体投入O中:2O+2Na2O2 4Na++O2↑
D.亚油酸甘油酯的皂化反应:+3OH- 3C17H31COO-+
答案　AC　A项,正确的离子方程式为Mg2++2HC+4OH- Mg(OH)2↓+2C+2H2O,故错误;B项,苯酚钠和AlCl3发生相互促进的水解反应,故正确;C项,Na2O2发生自身氧化还原反应,氧气来自Na2O2,故错误;D项,亚油酸甘油酯和碱反应生成亚油酸盐和甘油,故正确。
易错警示　Na2O2与水的反应中电子转移的方向和数目如下:
在上述反应中,Na2O2既是氧化剂也是还原剂,4个中有2个失去电子,变成O2分子,另两个得到电子,变成H-,因此18O进入18OH-。
知识拓展　Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小,因此应首先生成Mg(OH)2。
10.某100 mL溶液可能含有Na+、N、Fe3+、C、S、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下(所加试剂均过量,气体全部逸出):

下列说法不正确的是 (　　)
A.原溶液一定存在Cl-、C和S,一定不存在Fe3+
B.原溶液一定存在Cl-,可能存在Na+
C.原溶液中c(Cl-)≥0.1 mol·L-1
D.若原溶液中不存在Na+,则c(Cl-)<0.1 mol·L-1
答案　D　加入氯化钡溶液,生成沉淀,沉淀部分溶解于盐酸,所以沉淀一定是BaSO4、BaCO3的混合物,一定存在C、S,硫酸钡沉淀是2.33 g,物质的量是=0.01 mol,碳酸根离子的物质的量是=0.01 mol;碳酸根和铁离子不共存,一定不存在Fe3+;所得到的滤液中加入氢氧化钠,产生的气体为氨气,一定含有铵根离子,根据元素守恒,铵根离子的物质的量是=0.05 mol。N所带正电荷的物质的量为0.05 mol,S、C所带负电荷的物质的量之和为0.01 mol×2+0.01 mol×2=0.04 mol,根据电荷守恒,一定存在氯离子,钠离子不能确定,n(Cl-)≥0.01 mol,所以c(Cl-)≥0.1 mol·L-1。A项,原溶液一定存在C、S和Cl-,一定不存在Fe3+,正确;B项,原溶液一定存在Cl-,可能存在Na+,正确;C项,原溶液中c(Cl-)≥0.1 mol·L-1,正确;D项,若原溶液中不存在Na+,则c(Cl-)=0.1 mol·L-1,错误;故选D。
11.对下列各种溶液中所含微粒的判断合理的是 (　　)
A.在银氨溶液中可大量含有:Na+、K+、N、S
B.使甲基橙试液变红色的溶液中可大量含有:K+、Na+、S2-、S
C.室温下,pH=12的碱性溶液中一定没有CH3COOH分子
D.水电离出的c(H+)=10-14mol/L的溶液中一定可大量含有:Na+、Al、C、S
答案　A　A项,银氨溶液呈碱性,可以和Na+、K+、N、S共存,故正确;B项,使甲基橙试液变红色的溶液pH<3.1,呈酸性,含有大量的H+,可以发生如下反应:2H++S2- H2S↑,2H++S H2O+SO2↑,或者6H++2S2-+S 3S↓+3H2O,故错误;C项,pH=12的碱性溶液可能是CH3COONa溶液,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,存在一定量的CH3COOH分子,故错误;D项,Al和C,不能和H+大量共存,故错误。
易错警示　溶液的碱性可能是由碱的电离导致,也可能是强碱弱酸盐水解导致。
思路分析　某溶液中水电离出的c(H+)=10-14mol/L,说明水的电离受到了抑制,则该溶液可能是碱性溶液也可能是酸性溶液。若是含有碱性溶液,D项中几种离子可以大量共存;若是含有酸性溶液,则可能发生如下反应:4H++Al Al3++2H2O,2H++C H2O+CO2↑,故错误。
12.某溶液由Na+、Cu2+、Ba2+、Fe3+、Al、C、S、Cl-中的若干离子组成,取适量该溶液进行如下图所示实验:

下列说法正确的是 (　　)
A.原溶液中一定只存在Al、C、S、Cl-四种离子
B.气体A的化学式是CO2,其电子式为········
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　加入过量盐酸后产生气体,说明原溶液中有C,则Ba2+、Fe3+、Cu2+都不存在;溶液A中加入过量氨水产生白色沉淀,说明原溶液中有Al,沉淀B为Al(OH)3;滤液B中加入过量Ba(OH)2产生白色沉淀,说明原溶液中有S;沉淀D为AgCl,但最初加入了盐酸,不能判断原溶液中是否有Cl-;根据电荷守恒,原溶液中一定有Na+。由上述分析可知原溶液中一定有Na+、Al、C、S,一定不存在Ba2+、Fe3+、Cu2+,无法判断Cl-是否存在,故A项错误,C项正确。B项,CO2的电子式为······C······,故B错误。D项,正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3N,故D错误。
解题技巧　根据“四项”原则解题。(1)肯定性原则,生成气体,肯定有C;无色溶液,肯定不存在Fe3+、Cu2+。(2)互斥性原则,有C,则Ba2+、Fe3+、Cu2+都不存在。(3)进出性原则,由于加入了盐酸,不能根据AgCl沉淀判断原溶液中是否有Cl-。(4)电中性原则,溶液中一定要有阳离子,则肯定存在Na+。
二、非选择题(共18分)
13.(2分)含SO2的工业尾气有多种吸收和处理方法。
(1)在甲酸钠(HCOONa)、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体可以制备保险粉(Na2S2O4),同时生成二氧化碳气体,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)HCOO-+OH-+2SO2 S2+CO2↑+H2O
解析　(1)据题意,反应物有甲酸钠、氢氧化钠、二氧化硫,生成物有Na2S2O4、二氧化碳,可得:HCOO-+OH-+2SO2 S2+CO2↑+H2O。
易错提醒　甲酸根离子中含有醛基,具有较强的还原性,易被氧化转化成碳酸根离子或二氧化碳气体。
14.(4分)实验室以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料生产高纯MgO,其主要实验流程如下:

(1)写出用热的NH4Cl溶液浸出镁元素的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 
(2)在温度、搅拌时间一定的情况下,搅拌转速对Mg(OH)2的沉淀量的影响如图所示。搅拌转速大于500转/分,Mg(OH)2沉淀量降低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　(1)MgO+2N Mg2++2NH3↑+H2O
(2)搅拌转速过快,Mg(OH)2颗粒变小,不易沉降(或搅拌转速过快,促进氨气挥发)
解析　(1)菱镁矿(主要成分为MgCO3)灼烧后生成MgO,NH4Cl溶液水解呈酸性,加热,酸性增强,因此热的NH4Cl溶液浸出镁元素的离子方程式为MgO+2N Mg2++2NH3↑+H2O。(2)搅拌转速过快,氨水没来得及反应就挥发了,且生成的Mg(OH)2颗粒变小,不易沉降,因此Mg(OH)2沉淀量降低。
15.(6分)胆矾是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其他含铜化合物的原料。现用废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾。有人设计了如下流程:
含铁废铜ⅠⅡ　Ⅲ
pH=3.7Ⅳ Ⅴ
滤液　Ⅵ
胆矾晶体
pH控制可参考下列数据。
物质
开始沉淀时的pH
完全沉淀的pH
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答下列问题:
(1)A物质可选用　　　　(填字母)。 
a.稀H2SO4　　b.浓H2SO4/△
c.浓FeCl3溶液　　d.浓HNO3
(2)Ⅰ中加H2O2溶液发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)Ⅱ中加Cu2(OH)2CO3的目的是　　　　　　　　　　;其优点是　　　　　　　　。 
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)b　(2)2H++H2O2+2Fe2+ 2H2O+2Fe3+
(3)中和过量的硫酸,调节溶液的pH,使Fe3+水解完全而沉淀不引入新的杂质　(4)Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+
解析　(1)目标是制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O),浓H2SO4不会引入杂质离子,稀H2SO4不能溶解Cu,故b项符合要求;(2)加H2O2溶液是为了将前一步中产生的Fe2+充分氧化成Fe3+,便于后续操作中将Fe元素全部转化为Fe(OH)3而除去;(3)前面操作中为使样品充分利用,浓H2SO4、H2O2均需加过量,加Cu2(OH)2CO3主要是为了调节溶液pH使Fe3+水解完全而沉淀,优点是不引入新的杂质;(4)加热煮沸的目的是使Fe3+彻底水解形成Fe(OH)3沉淀而除去。
16.(6分)实验室以食盐为原料制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)并测定其纯度,流程如下:

已知:①Na2SO3+SO2Na2S2O5,5C2+2Mn+16H+ 10CO2↑+2Mn2++8H2O;
②焦亚硫酸钠与强酸接触放出SO2,并生成盐。
(1)反应Ⅰ的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;流程中X的化学式为　　　　　。 
(2)0.5 mol Na2S2O5溶解于水配成1 L溶液,该溶液pH=4.5。

溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示,写出Na2S2O5溶于水时主要反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)NH3+CO2+H2O+NaCl NH4Cl+NaHCO3↓　CO2
(2)S2+H2O2HS
解析　(1)向NaCl饱和溶液中通入NH3和CO2,考查的是侯氏制碱法原理,反应Ⅰ的化学方程式是NH3+CO2+H2O+NaCl NH4Cl+NaHCO3↓,生成的NaHCO3受热分解为CO2和Na2CO3,故流程中X的化学式为CO2。
(2)Na2S2O5溶解于水时溶液的pH=4.5,由图可知,pH=4.5时的主要微粒为HS,故Na2S2O5溶于水时主要反应的离子方程式为S2+H2O2HS。
易错警示　侯氏制碱法中,向NaCl饱和溶液中先通入NH3,后通入CO2;析出的是溶解度较小的NaHCO3晶体,不是Na2CO3。