2022年高考化学二轮复习专题突破练三离子反应含解析

专题突破练三　离子反应

一、选择题

1.(2021湖北教科研协作体联考)下列离子方程式书写正确的是(　　)

A.Na与水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑

B.过量NaOH溶液与NH4HCO3溶液反应:HC+OH-H2O+C

C.FeO溶于稀硝酸:FeO+2H+Fe2++H2O

D.向CuSO4溶液中滴加过量氨水:Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O

2.(2021河北唐山二模)下列离子方程式书写正确的是 (　　)

A.将少量氯气通入NaHSO3溶液中:HS+H2O+Cl22Cl-+3H++S

B.电解MgCl2溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-

C.NaClO溶液中加入少量FeSO4溶液:2Fe2++ClO-+2H+Cl-+2Fe3++H2O

D.等体积、等浓度的NaHCO3溶液和Ca(OH)2溶液混合:Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O

3.(2021辽宁丹东一模)下列离子方程式正确的是 (　　)

A.少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中:SO2+H2O+Ca2++2ClO-2HClO+CaSO3↓

B.实验室制 NH3:N+OH-NH3↑+H2O

C.将氢碘酸加到 Fe(OH)3胶体中:Fe (OH)3+3H+Fe3++3H2O

D.氨水中通入过量 SO2:NH3·H2O+SO2HS+N

4.(2021湖南常德一模)下列离子方程式书写正确的是 (　　)

A.Cl2遇冷的NaOH溶液:3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O

B.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入过量NaOH溶液:Al3++3OH-Al(OH)3↓

C.向Na2CO3溶液中通入过量SO2:C+2SO2+H2OCO2+2HS

D.将H2C2O4溶液滴入酸性KMnO4溶液:5C2+2Mn+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O

5.(2021广东佛山一模)25 ℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)

A.无色溶液:Na+、S、Cu2+

B.pH=1的溶液:Ba2+、N、K+

C.能使酚酞变红的溶液:Fe3+、Ca2+、I-

D.水电离的c(H+)=1×10-11mol·L-1的溶液:K+、Al、C

6.(2021广东六校第三次联考)下列各组粒子中加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是(　　)

7.(2021湖南岳阳质量检测)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(　　)

8.(2021浙江绍兴二模)硫酸与Cl2反应的生成物的结构如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)

A.硫酰二氯与水反应的离子方程式:SO2Cl2+2H2O4H++2Cl-+S

B.氯磺酸钠(NaSO3Cl)水溶液呈中性:NaSO3ClNa++SO3Cl-

C.氯磺酸与BaCl2溶液反应的化学方程式:HSO3Cl+BaCl2+H2OBaSO4↓+3HCl

D.硫酰二氯可脱去金属氯化物中的水:MgCl2·6H2O+3SO2Cl2MgCl2+3H2SO4+6HCl

二、非选择题

9.(2021山东菏泽一模)硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中常用的还原剂。一种制备硼氢化钠的工艺如下(部分条件和产物省略):

已知:MgH2、NaBH4遇水蒸气剧烈反应并放出H2。请回答下列问题。

(1)Mg2B2O5·H2O中B元素化合价为　　　　;难溶的Mg2B2O5·H2O与浓氢氧化钠溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)SOCl2溶于水能产生两种气体,其中一种气体能使品红溶液褪色,则灼烧MgCl2·7H2O时加入SOCl2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)“有效氢”含量是衡量含氢还原剂还原能力的指标,定义为1 g含氢还原剂的还原能力与多少克H2相当。NaBH4的“有效氢”含量为　　　　(结果保留2位小数)。 

(4)MgH2和NaBO2必须在干燥条件下合成NaBH4,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　,两者反应生成NaBH4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

10.(2021山东泰安二模)工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如下:

已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。

②PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)　ΔH>0。

③Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5。

(1)“浸取”时需要加热,充分反应后生成Na2PbCl4、S、FeCl3等物质,其中生成FeCl3的化学方程式为

　。 

(2)“滤渣2”的主要成分是　　　　　　。 

(3)“沉降”操作时加入冰水的原因是 

　　　　　　　　　。 

(4)上述流程中滤液可循环利用,试剂X是　　　　(填化学式)。PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,若用1 L X溶液转化10 mol 的 PbCl2,则X溶液的最初物质的量浓度不得低于　。 

(5)硫酸铅广泛应用于制造铅酸蓄电池。铅酸蓄电池充电时,正极与电源的　　　　极相连,其电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。充电过程中转移2 mol e-时,两电极材料共　　　　(填“增加”或“减少”)的质量为　　　　 g。 

11.(2021湖北襄阳模拟)常温下,pH=1的某溶液A中含有N、K+、Na+、Fe3+、Al3+、Fe2+、C、N、Cl-、I-、S中的四种离子,且各离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L-1。现取该溶液进行有关实验,实验结果如图所示:

(1)关于该实验结果,下列有关说法正确的有　　　　。 

A.溶液A为无色溶液

B.实验消耗Cu 14.4 g,则生成气体丙的体积为3.36 L

C.生成的甲、乙、丙气体均为无色难溶于水的气体

D.溶液A中一定没有C和I-

E.白色沉淀乙只有BaCO3,白色沉淀丙只有BaSO4

(2)写出生成白色沉淀甲的离子方程式: 　。 

(3)溶液A中除氢离子外,一定含有的四种离子是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)溶液甲中阳离子(H+除外)的检验方法是  　。 

(5)向CaCl2溶液中先通入气体乙,再通入无色气体甲,可以用来制备纳米级碳酸钙。写出制备纳米级碳酸钙的化学方程式: 　。 

参考答案

专题突破练三　离子反应

1.D　解析 Na与水反应生成NaOH和H2,反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,A项错误。过量NaOH溶液与NH4HCO3溶液反应,N也参与反应,正确的离子方程式为N+HC+2OH-H2O+C+NH3·H2O,B项错误。稀硝酸具有强氧化性,应生成Fe3+,C项错误。向CuSO4溶液中滴加过量氨水,反应生成铜铵离子和水,反应的离子方程式为Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O,D项正确。

2.D　解析 将少量氯气通入NaHSO3溶液中,反应的离子方程式为4HS+Cl22Cl-+2H2O+3SO2↑+S,A项错误。电解MgCl2溶液的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓,B项错误。NaClO溶液显碱性,NaClO溶液中加入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为5H2O+2Fe2++5ClO-Cl-+2Fe(OH)3↓+4HClO,C项错误。等体积、等浓度的NaHCO3溶液和Ca(OH)2溶液混合的离子方程式为Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O,D项正确。

3.D　解析 少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中,反应的离子方程式为SO2+H2O+Ca2++ClO-2H++Cl-+CaSO4↓,A项错误。实验室用氯化铵与消石灰共热制备NH3,反应物均为固体,不能写成离子形式,B项错误。将氢碘酸加到Fe(OH)3胶体中,发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-2Fe2++6H2O+I2,C项错误。氨水中通入过量SO2生成亚硫酸氢铵,反应的离子方程式为NH3·H2O+SO2HS+N,D项正确。

4.C　解析 氯气和冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,不是氯酸钠,A项错误。硫酸铝铵溶液中加入过量的氢氧化钠溶液,Al3+和N都与OH-反应,B项错误。向碳酸钠溶液中通入过量的二氧化硫,反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,C项正确。草酸不能拆成离子形式,D项错误。

5.B　解析 Cu2+为有色离子,不满足溶液无色的条件,A项不符合题意。pH=1的溶液中存在大量H+,Ba2+、N、K+之间不反应,且都不与H+反应,能够大量共存,B项符合题意。能使酚酞变红的溶液呈碱性,Fe3+与OH-、I-反应而不能大量共存,C项不符合题意。水电离的c(H+)=1×10-11mol·L-1的溶液中存在大量H+或OH-,H+与Al、C反应而不能大量共存,D项不符合题意。

6.B　解析 NH3·H2O为弱电解质,不能拆,正确的离子方程式为Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N,A项错误。通入少量CO2,CO2与OH-反应生成C,离子方程式为2OH-+CO2C+H2O,B项正确。加入过量澄清石灰水,反应的离子方程式为Al3++4OH-Al+2H2O,C项错误。溶液中含有H+,加入Ba(NO3)2溶液,会将Fe2+氧化为Fe3+,并有BaSO4沉淀生成,反应的离子方程式为3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O,S+Ba2+BaSO4↓,D项错误。

7.A　解析 A项,四种离子相互不反应,能够大量共存,Fe3+能将S2-氧化成硫单质,通入过量H2S后反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+,A项正确。I-的还原性强于Fe2+,加入少量HI后,反应的离子方程式为8H++6I-+2N3I2+2NO↑+4H2O,B项错误。Fe3+与Al发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和氢氧化铁,两者不能大量共存,C项错误。HC与Al反应生成C和氢氧化铝,两者不能大量共存,D项错误。

8.B　解析 硫酰二氯与水反应,生成H2SO4和HCl,反应的离子方程式为SO2Cl2+2H2O4H++2Cl-+S,A项正确。氯磺酸钠(NaSO3Cl)与水反应,生成NaCl和H2SO4,水溶液呈酸性,反应的化学方程式为NaSO3Cl+H2ONaCl+H2SO4,B项不正确。氯磺酸与水反应生成硫酸和盐酸,硫酸与BaCl2溶液反应生成硫酸钡和盐酸,反应的化学方程式为HSO3Cl+BaCl2+H2OBaSO4↓+3HCl,C项正确。硫酰二氯具有很强的吸水性,吸水生成硫酸和盐酸,可用于脱去金属氯化物中的水:MgCl2·6H2O+3SO2Cl2MgCl2+3H2SO4+6HCl,D项正确。

9.答案 (1)+3价　Mg2B2O5·H2O+2OH-2Mg(OH)2+2B

(2)反应生成的HCl能够抑制MgCl2水解

(3)0.21

(4)MgH2、NaBH4与水蒸气反应　2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO

解析 Mg2B2O5·H2O与NaOH反应,得到滤渣和滤液。滤液的溶质为NaBO2,经过蒸发浓缩等一系列操作得到NaBO2晶体。滤渣为Mg(OH)2,与浓盐酸作用得到MgCl2·7H2O,经电解等一系列操作得MgH2,与NaBO2反应得到NaBH4。

(1)根据化合物中各元素的化合价代数和为0,Mg的化合价为+2价,O的化合价为-2价,可得B的化合价为+3价。难溶的Mg2B2O5·H2O与浓氢氧化钠溶液反应,Mg以Mg(OH)2形式存在,B以B形式存在,所以离子方程式为Mg2B2O5·H2O+2OH-2Mg(OH)2+2B。

(2)MgCl2·7H2O脱去结晶水的时候要防止Mg2+水解生成Mg(OH)2,SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑,反应消耗了水,生成的氯化氢又能抑制氯化镁水解。

(3)含氢还原剂的氧化产物为+1价含氢物质,1molNaBH4的质量为38g,1molNaBH4发生反应时失去8mol电子,相当于4molH2,即8gH2,故NaBH4的“有效氢”含量为=0.21。

(4)NaBH4遇水蒸气剧烈反应并放出H2,所以保持干燥环境的目的是防止硼氢化钠、氢化镁与水蒸气反应。反应物为MgH2和NaBO2,生成物为NaBH4,根据元素质量守恒即可得2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO。

10.答案 (1)3MnO2+2FeS2+12HCl2FeCl3+4S+3MnCl2+6H2O

(2)Fe(OH)3

(3)温度降低,PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)的平衡逆向移动,使PbC转化为PbCl2

(4)H2SO4　10.27 mol·L-1

(5)正　PbSO4-2e-+2H2OPbO2+4H++S　减少　160

解析 (1)根据反应物和产物,结合元素质量守恒和电子守恒,可得3MnO2+2FeS2+12HCl2FeCl3+4S+3MnCl2+6H2O。

(2)调节pH的主要目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3,从而除去Fe3+,“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3。

(3)温度降低,PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)　ΔH>0的平衡向左移动,使PbC转化为PbCl2,便于析出PbCl2晶体。

(4)PbCl2难溶于冷水,将滤液用冰水沉降过滤得到PbCl2晶体,之后加入稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,过滤得到的晶体烘干得到硫酸铅粉末,滤液中主要成分为盐酸,可以在开始的浸取过程中循环利用,则X为H2SO4。

PbCl2(s)+S(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq),其K=,当10mol的PbCl2完全转化成PbSO4时,c(Cl-)==20mol·L-1,则c(S)==0.27mol·L-1,H2SO4溶液的最初物质的量浓度不得低于10mol·L-1+0.27mol·L-1=10.27mol·L-1。

(5)铅酸蓄电池进行充电时,为电解池装置,与电源正极相连的一极作为电解池的阳极,发生氧化反应,阳极的电极反应式为2H2O+PbSO4-2e-PbO2+4H++S,阴极的电极反应式为PbSO4+2e-Pb+S,当充电过程中转移2mole-时,阳极的电极质量减轻1mol×303g·mol-1-1mol×239g·mol-1=64g,阴极的质量减轻1mol×96g·mol-1=96g,即两极质量共减少64g+96g=160g。

11.答案 (1)AD

(2)2Al3++3C+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑

(3)N、Al3+、S、Cl-

(4)取少量溶液甲加入试管中,再加入浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明溶液中有N

(5)CaCl2+CO2+2NH3+H2OCaCO3↓+2NH4Cl

解析 由溶液pH=1可知溶液呈酸性,氢离子浓度为0.1mol·L-1,溶液中一定不存在C;溶液A中加入过量(NH4)2CO3溶液,产生的气体是二氧化碳;由产生白色沉淀,可以排除Fe2+、Fe3+,原溶液中一定有Al3+;溶液乙中加铜和浓硫酸能产生NO,说明原溶液中有N,强酸性溶液中有N,则一定没有Fe2+、I-;最后根据电荷守恒得原溶液中含有H+、N、Al3+、S、Cl-五种离子。

(1)原溶液中含有H+、N、Al3+、S、Cl-五种离子,则溶液A为无色溶液,A项正确。根据化学方程式3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,消耗14.4g铜,铜的物质的量为0.225mol,理论上生成NO为0.15mol,生成气体丙在标准状况下的体积为3.36L,B项未指明气体丙在标准状况下,B项错误。生成的气体甲是二氧化碳、气体乙是氨、气体丙是NO,均为无色气体,但是氨易溶于水,C项错误。溶液中含有H+、N、Al3+、S、Cl-五种离子,一定不存在I-、C,D项正确。碳酸铵溶液过量,和过量的氢氧化钡溶液反应得到碳酸钡,溶液中存在硫酸根,可以和氢氧化钡反应得到硫酸钡沉淀,所以白色沉淀乙为BaCO3和BaSO4的混合物,E项错误。(2)溶液A中加入过量(NH4)2CO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀只能为氢氧化铝,反应的离子方程式为2Al3++3C+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑。(3)原溶液中含有H+、N、Al3+、S、Cl-五种离子。(4)溶液甲中阳离子除H+外,还有N,N的检验方法是:取少量溶液甲加入试管中,再加入浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明溶液中有N。(5)向CaCl2溶液中先通入氨,氨极易溶于水,再通入无色气体二氧化碳,可以用来制备纳米级碳酸钙,反应的化学方程式为CaCl2+CO2+2NH3+H2OCaCO3↓+2NH4Cl。