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2022届高考化学(人教版)一轮总复习练习:第4讲 电解质、离子反应 Word版含解析
展开第4讲 电解质、离子反应
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题,每题4分,共16分)
1.(2021·试题调研)下列说法中正确的是( C )
①强电解质一定是离子化合物,弱电解质一定是共价化合物
②强电解质一定是易溶于水的化合物,弱电解质一定是难溶于水的化合物
③水难电离,纯水几乎不导电,所以水是弱电解质
④属于共价化合物的电解质在熔融状态下不导电
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
[解析] 强电解质包括所有离子化合物和部分共价化合物,弱电解质都是共价化合物,①错误;强、弱电解质的根本区别是在水溶液中或熔融状态下是否完全电离,与溶解性没有直接的关系,②错误;水中只有极少量分子发生电离,离子浓度很小,导电能力极弱,③正确;共价化合物在熔融状态下不能电离,故不导电,④正确。
2.(2021·广西高三检测)向HCl、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成沉淀的量随NaOH溶液加入量的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( D )
A.M点对应的溶液中:K+、Fe2+、SOeq \\al(2-,4)、NOeq \\al(-,3)
B.N点对应的溶液中:K+、NHeq \\al(+,4)、Cl-、COeq \\al(2-,3)
C.S点对应的溶液中:Na+、SOeq \\al(2-,4)、HCOeq \\al(-,3)、NOeq \\al(-,3)
D.R点对应的溶液中:Na+、SOeq \\al(2-,4)、Cl-、NOeq \\al(-,3)
[解析] M点盐酸有剩余,溶液显酸性,H+、Fe2+、NOeq \\al(-,3)发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;N点HCl与NaOH恰好反应,溶液中含AlCl3,Al3+、COeq \\al(2-,3)相互促进水解,不能大量共存,故B错误;S点AlCl3没有完全反应,Al3+、HCOeq \\al(-,3)相互促进水解,不能大量共存,故C错误;R点生成偏铝酸钠,溶液显碱性,该组离子之间不反应,可大量共存,故D正确。
3.(2020·江苏高考)下列指定反应的离子方程式正确的是( C )
A.Cl2通入水中制氯水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
B.NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O===2H++NOeq \\al(-,3)+NO
C.0.1 ml·L-1 NaAlO2溶液中通入过量CO2:
AlOeq \\al(-,2)+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3)
D.0.1 ml·L-1 AgNO3溶液中加入过量浓氨水:
Ag++NH3+H2O===AgOH↓+NHeq \\al(+,4)
[解析] 本题考查离子方程式的正误判断,考查的化学学科核心素养是变化观念与平衡思想。HClO为弱电解质,在离子方程式中不能拆开,A项错误;B项电荷不守恒,正确的离子方程式为3NO2+H2O===2H++2NOeq \\al(-,3)+NO,B项错误;CO2过量,生成HCOeq \\al(-,3),C项正确;AgOH不能稳定存在,正确的离子方程式为Ag++2NH3===[Ag(NH3)2]+,D项错误。
4.(2021·湖北随州模拟)将少量的a溶液加入到b溶液中,现象及对应的离子方程式正确的是( C )
[解析] 硫酸与碘化钾混合溶液呈酸性,最终不可能生成氢氧根离子,A错误;碳酸钠加入盐酸中,盐酸过量,开始就有气体产生,B错误;盐酸与硅酸钠反应生成不溶于水的硅酸沉淀,C正确;硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,硫酸少量,氢氧化钡过量,溶液不会变为无色,现象为红色变浅,硫酸为二元酸,要完全反应掉,化学方程式应为Ba2++2OH-+2H++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O,D错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共24分)
5.(2021·湖南长沙模拟)向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题:
(1)写出反应的离子方程式: Ba2++2OH-+2H++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O 。
(2)下列三种情况下,离子方程式与(1)相同的是 A (填字母)。
A.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性
B.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SOeq \\al(2-,4)恰好完全沉淀
C.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
(3)若向Ba(OH)2溶液中缓缓加入稀H2SO4直至过量,整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用图中 C (填字母)曲线表示。
[解析] (2)A项,溶液呈中性,NaHSO4、Ba(OH)2按物质的量之比2︰1反应,离子方程式为2H++SOeq \\al(2-,4)+Ba2++2OH-===2H2O+BaSO4↓,符合题意;B项,SOeq \\al(2-,4)恰好完全沉淀,即NaHSO4、Ba(OH)2按物质的量之比1︰1反应,离子方程式为H++SOeq \\al(2-,4)+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓,不符合题意;C项,NaHSO4不足,化学计量数定为1,离子方程式为H++SOeq \\al(2-,4)+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓,不符合题意。(3)加入稀H2SO4,发生反应H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,溶液的导电性减弱,当恰好完全反应时,导电能力最弱,H2SO4过量后,溶液为稀H2SO4,导电能力增强。
6.(2021·山东潍坊高三检测)元素化合物在化工生产和环境科学中有着重要的用途。
(1)向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入稀NaOH溶液至过量,反应的离子方程式依次为 Al3++3OH-===Al(OH)3↓ 、 NHeq \\al(+,4)+OH-===NH3·H2O 、 Al(OH)3+OH-===AlOeq \\al(-,2)+2H2O 。
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价形式存在。Cr2Oeq \\al(2-,7)中的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠在酸性条件下将Cr2Oeq \\al(2-,7)还原。写出该反应的离子方程式:
Cr2Oeq \\al(2-,7)+3SOeq \\al(2-,3)+8H+===2Cr3++3SOeq \\al(2-,4)+4H2O 。
(3)常温下,氰化钠(NaCN)能与过氧化氢溶液反应生成一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色的气体,大大降低其毒性。写出该反应的离子方程式: H2O2+NaCN+H2O===NaHCO3+NH3↑ 。
(4)已知M2Oeq \\al(2-,n)可与R2-反应,R2-被氧化为R的单质,M2Oeq \\al(2-,n)的还原产物中,M为+3价,又知c(M2Oeq \\al(2-,n))=0.3 ml·L-1的溶液100 mL可与c(R2-)=0.6 ml·L-1的溶液150 mL恰好完全反应,则n值为 7 。
[解析] (1)向溶液中加入氢氧化钠溶液,首先与溶液中铝离子反应生成氢氧化铝沉淀:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,然后OH-再与氨根离子反应生成NH3·H2O:NHeq \\al(+,4)+OH-NH3·H2O,再加入过量的NaOH溶液可溶解氢氧化铝:Al(OH)3+OH-===AlOeq \\al(-,2)+2H2O。
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在,+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,根据得失电子相等可知,Cr2Oeq \\al(2-,7)与SOeq \\al(2-,3)的物质的量之比是1︰3;反应的离子方程式为Cr2Oeq \\al(2-,7)+3SOeq \\al(2-,3)+8H+===2Cr3++3SOeq \\al(2-,4)+4H2O。
(3)常温下,氰化钠能与过氧化氢溶液反应生成碳酸氢钠和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,该气体为氨气,反应的化学方程式为NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑。
(4)R2-被氧化为R单质,失去电子,而M2Oeq \\al(2-,n)中M元素的化合价降低,得到电子,M2Oeq \\al(2-,n)的还原产物中M为+3价,设M2Oeq \\al(2-,n)中M元素的化合价为x,由电子守恒可知,0.15 L×0.6 ml·L-1×(2-0)=0.1 L×0.3 ml·L-1×2×(x-3),解得x=6,M2Oeq \\al(2-,n)离子中(+6)×2+(-2)×n=-2,则n=7。
B组 能力提升题(60分)
一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)
1.(2021·河南名校联盟质量检测)下列指定反应的离子方程式书写正确的是( B )
A.FeI2溶液与过量Br2反应:
2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
B.AgCl悬浊液与NaI溶液反应:
AgCl(s)+I-(aq)Cl-(aq)+AgI(s)
C.Na2S2O3溶液与稀硝酸反应:
S2Oeq \\al(2-,3)+2H+===S↓+SO2↑+H2O
D.NH4HCO3溶液与足量KOH溶液反应:
HCOeq \\al(-,3)+OH-===COeq \\al(2-,3)+H2O
[解析] 本题考查物质的氧化性、沉淀转化、稀硝酸的强氧化性等。FeI2溶液与过量Br2反应时,I-和Fe2+均被Br2氧化,离子方程式为2Fe2++4I-+3Br2===2Fe3++2I2+6Br-,A项错误;AgCl的溶度积大于AgI的溶度积,能发生沉淀的转化,B项正确;稀硝酸具有强氧化性,会将S2Oeq \\al(2-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4),离子方程式为3S2Oeq \\al(2-,3)+2H++8NOeq \\al(-,3)===8NO↑+6SOeq \\al(2-,4)+H2O,C项错误;NHeq \\al(+,4)也会与OH-反应,离子方程式为HCOeq \\al(-,3)+NHeq \\al(+,4)+2OH-===COeq \\al(2-,3)+NH3·H2O+H2O,D项错误。
2.(2021·安徽芜湖模拟)已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;K2Cr2O7+14HCl===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;MnO2+4HCleq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O;其中,KMnO4和一般浓度的盐酸即可反应,K2Cr2O7需和较浓的盐酸(>6 ml·L-1)反应,MnO2需和浓盐酸(>8 ml·L-1)在加热条件下反应。根据以上信息,下列结论中不正确的是( C )
A.上述反应既属于氧化还原反应,又属于离子反应
B.生成1 ml Cl2转移电子数均为2NA(NA为阿伏加德罗常数)
C.氧化性:KMnO4>K2Cr2O7>Cl2> MnO2
D.盐酸的浓度越大,Cl-的还原性越强
[解析] 三个反应中均有盐酸参与,且都有Cl2生成,再结合题给信息可得氧化性强弱顺序为KMnO4>K2Cr2O7>MnO2>Cl2,盐酸浓度越大,Cl-还原性越强,C项错误,D项正确;以上三个反应均为溶液中的离子反应,A项正确;均为Cl-被氧化生成Cl2,B项正确。
[点拨] (1)若已知反应的化学方程式,可根据强弱规律判断:“比什么性,找什么剂,产物之性小于剂”。
(2)反应条件越低,物质表现性质越强。如果反应放出能量,放出能量越多,该反应越容易发生,物质表现性质越强;如果反应吸收能量,吸收能量越少,该反应越容易发生,物质表现性质越强。
(3)氧化性或还原性强弱不是依据得失电子的多少衡量,而是看得失电子的难易程度。如Al被氧化时产物为Al3+,Al原子失去3个电子,而Na被氧化时产物为Na+,Na原子只失去1个电子,但还原性Na>Al。
3.(2020·浙江1月选考,13)不能正确表示下列变化的离子方程式的是( C )
A.BaCO3溶于盐酸:BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
B.FeCl3溶液腐蚀铜板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
C.苯酚钠溶液中通入少量CO2:
D.醋酸钠水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
[解析] 因酸性:H2CO3>苯酚>HCOeq \\al(-,3),苯酚钠溶液中无论通入多少CO2,均只生成NaHCO3,不能生成Na2CO3,C错误。
4.(2021·湖北武汉模拟)某澄清溶液中可能含有Na+、K+、NHeq \\al(+,4)、Mg2+、Fe2+、SOeq \\al(2-,4)、SOeq \\al(2-,3)、Cl-、I-、COeq \\al(2-,3)中的若干种,且离子浓度都相等。现取该溶液进行有关实验,实验结果如图所示:
下列关于该溶液的说法中正确的是( D )
A.通过CCl4层无色可以推知原溶液中一定不存在I-
B.向白色沉淀中加入盐酸产生气体并留有难溶固体可推知原溶液中存在SOeq \\al(2-,3)和COeq \\al(2-,3)
C.该溶液中不可能同时存在NHeq \\al(+,4)和Cl-
D.另取该溶液加入足量浓NaOH溶液,加热,若试管口的湿润红色石蕊试纸不变蓝,则可确定原溶液中所有离子的存在情况
[解析] 溶液1中加入少量氯水,无气体放出,说明溶液中不含COeq \\al(2-,3),因还原性SOeq \\al(2-,3)>I-,加入少量的氯水,应先氧化SOeq \\al(2-,3),下层溶液无色,不能确定原溶液中是否含有I-,氯水将SOeq \\al(2-,3)氧化为SOeq \\al(2-,4),但量太少,可能只部分氧化,溶液3中加入足量氯化钡溶液产生白色沉淀为亚硫酸钡和硫酸钡,沉淀加入足量盐酸时亚硫酸钡溶解,硫酸钡不溶;SOeq \\al(2-,3)与Mg2+、Fe2+不能大量共存,则原溶液中不存在Mg2+、Fe2+;原溶液中各离子浓度都相等,根据电荷守恒,Na+、K+、NHeq \\al(+,4)至少存在其中的两种,一定无SOeq \\al(2-,4)可能有I-,据此分析:因还原性SOeq \\al(2-,3)>I-,溶液1中加入少量的氯水,应先氧化SOeq \\al(2-,3),故通过CCl4层无色不能推知原溶液中一定不存在I-,A错误;溶液1中加入少量氯水,无气体放出,说明溶液中不含COeq \\al(2-,3),B错误;根据电荷守恒,Na+、K+、NHeq \\al(+,4)至少存在其中的两种,且存在SOeq \\al(2-,3),若阳离子Na+、K+、NHeq \\al(+,4)存在,则可能存在Cl-,C错误;另取该溶液加入足量浓NaOH溶液,加热,若试管口的湿润红色石蕊试纸不变蓝,则不含NHeq \\al(+,4)原溶液中所有离子为Na+、K+、SOeq \\al(2-,3),D正确。
二、非选择题(本题包括2小题,共36分)
5.(2021·山东青岛高三模拟)在Na+浓度为0.5 ml·L-1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。
请回答下列问题。
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是 Ag+、Mg2+、Ba2+ 。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为
SiOeq \\al(2-,3)+2H+===H2SiO3↓ 。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果;一定不存在的离子填“0”;不能确定是否存在的离子填“?”)。
(4)判断K+是否存在,若存在求其最小浓度,若不存在,说明理由: 存在,最小浓度为0.8 ml·L-1 。
[解析] 由题知溶液为透明澄清溶液,因此溶液中的离子必能大量共存。由实验Ⅰ可知,加入稀盐酸产生气体,必有COeq \\al(2-,3),其浓度为0.56 L÷22.4 L·ml-1÷0.1 L=0.25 ml·L-1,则溶液中一定无Ag+、Mg2+、Ba2+;且能生成白色沉淀,因此有SiOeq \\al(2-,3),发生的反应为SiOeq \\al(2-,3)+2H+===H2SiO3↓,灼烧后得到固体SiO2,则SiOeq \\al(2-,3)的浓度为2.4 g÷60 g·ml-1÷0.1 L=0.4 ml·L-1;由实验Ⅲ可知溶液中不含SOeq \\al(2-,4);根据电荷守恒知2c(COeq \\al(2-,3))+2c(SiOeq \\al(2-,3))=2×0.25 ml·L-1+2×0.4 ml·L-1=1.3 ml·L-1>0.5 ml·L-1,因此必有K+,至少为0.8 ml·L-1,不能确定有无NOeq \\al(-,3)。
6.(2021·天津高三检测)现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是 Na2CO3 和 Ba(OH)2 (填化学式,且相对分子质量小的写在第一个空)。
(2)为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,含X的物质记为C,当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体;当C与A的溶液混合时,产生棕黄色沉淀(红白混合颜色),向该沉淀中滴入稀硝酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解。则X为 B 。
A.SOeq \\al(2-,3) B.SOeq \\al(2-,4)
C.CH3COO- D.SiOeq \\al(2-,3)
(3)B的水溶液不显中性,原因为 COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH- (用离子方程式表示)。
(4)将0.02 ml A与0.01 ml C同时溶解在足量的蒸馏水中,充分反应后,最终所得沉淀的质量为 6.1 g (保留两位有效数字)。
(5)将Cu投入到装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀硫酸,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。则物质D一定含有上述离子中的 NOeq \\al(-,3) (填相应的离子符号)。有关反应的离子方程式为 3Cu+8H++2NOeq \\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O 。
(6)利用上述已经确定的物质,可能检验出D、E中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论: 往D的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至过量,若先出现白色沉淀后又逐渐溶解,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+(或往D的溶液中加入适量的Na2CO3溶液,若产生了白色沉淀和无色无味的气体,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+) 。
[解析] (1)COeq \\al(2-,3)只能与Na+相结合,因此一定含有Na2CO3。此时OH-只能与Ba2+结合,所以一定还含有Ba(OH)2。
(2)当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体,红褐色沉淀是Fe(OH)3,无色无味的气体一定是CO2,所以B是Na2CO3,C中含有Fe3+;当C与A的溶液混合时产生棕黄色沉淀(红白混合颜色),向该沉淀中滴入稀硝酸,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解,这说明A是Ba(OH)2,C中还含有SOeq \\al(2-,4),因此C是Fe2(SO4)3。
(3)Na2CO3是强碱弱酸盐,COeq \\al(2-,3)水解使溶液显碱性,水解的离子方程式为COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-。
(4)0.02 ml Ba(OH)2与0.01 ml Fe2(SO4)3混合生成0.02 ml BaSO4沉淀和eq \f(0.04 ml,3) Fe(OH)3沉淀,其质量是0.02 ml×233 g·ml-1+eq \f(0.04 ml,3)×107 g·ml-1≈6.1g。
(5)将Cu投入到装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀硫酸,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,红棕色气体是NO2,这说明D中含有NOeq \\al(-,3)。在酸性条件下NOeq \\al(-,3)能氧化金属铜,反应的离子方程式为3Cu+8H++2NOeq \\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O。
(6)D中含有NOeq \\al(-,3),E中含有Cl-,而剩余的阳离子只有Al3+和Mg2+,则检验出D、E中的阳离子的实验操作是:往D的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至过量,若先出现白色沉淀后又逐渐溶解,则说明D中含有Al3+,E中含有Mg2+(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液,若产生了白色沉淀和无色无味的气体,则D中含有Al3+,E中含有Mg2+)。
选项
a项
b项
现象
离子方程式
A
稀硫酸
KI
在空气中放置一段时间后溶液呈棕黄色
4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
B
Na2CO3
稀盐酸
开始时无气泡,后来有气泡
COeq \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3);
HCOeq \\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑
C
稀盐酸
Na2SiO3
产生白色胶状物
2H++SiOeq \\al(2-,3)===H2SiO3↓
D
稀硫酸
滴有酚
酞的
Ba(OH)2
有白色沉淀生成,溶液由红色变为无色
Ba2++OH-+H++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓+H2O
阳离子
K+ Ag+ Mg2+ Ba2+
阴离子
NOeq \\al(-,3) COeq \\al(2-,3) SiOeq \\al(2-,3) SOeq \\al(2-,4)
序号
实验内容
实验结果
Ⅰ
向该溶液中加入足量稀盐酸
产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ
将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量
固体质量为2.4 g
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液
无明显现象
阴离子
NOeq \\al(-,3)
COeq \\al(2-,3)
SiOeq \\al(2-,3)
SOeq \\al(2-,4)
c/(ml·L-1)
?
0.25
0.4
0
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