(通用版)高考化学一轮复习课时分层提升练四2.2离子反应(含解析)

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　离 子 反 应

一、选择题
1.(2019·泉州模拟)下列物质按照纯净物、混合物、电解质和非电解质顺序排列的是 (　　)
A.盐酸、水煤气、醋酸、干冰
B.天然气、空气、苛性钾、石灰石
C.液氨、氯水、硫酸钠、乙醇
D.胆矾、漂白粉、氯化钾、氯气
【解析】选C。A项,盐酸是混合物,水煤气是混合物,醋酸是电解质,干冰是非电解质,错误;B项,天然气是混合物,空气是混合物,苛性钾是电解质,石灰石是混合物,错误;C项,液氨是纯净物,氯水是混合物,硫酸钠是电解质,乙醇是非电解质,正确;D项,胆矾是纯净物,漂白粉是混合物,氯化钾是电解质,氯气是单质(单质不属于非电解质),错误。
2.下列说法正确的是 (　　)
A.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质
B.BaSO4不溶于水,其水溶液的导电能力极弱,所以BaSO4是弱电解质
C.液溴不导电,所以溴是非电解质
D.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
【解析】选D。A中是因CO2+H2OH2CO3,H2CO3电离出H+和HC从而使溶液导电,而不是CO2自身电离,H2CO3是电解质,CO2是非电解质,A错;电解质强弱的划分是根据其电离的程度,而不是根据其溶解度的大小,BaSO4溶解度很小,但溶于水的BaSO4完全电离,所以BaSO4是强电解质,B错;电解质和非电解质都是化合物,液溴是单质,C错;电解质导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子的浓度大小以及所带的电荷多少有关,所以强电解质的导电性不一定比弱电解质溶液强,D对。
3.(2019·福州模拟)下列离子方程式表达正确的是 (　　)
A.氢氧化铁溶于氢碘酸:
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
B.小苏打溶液呈碱性的原因:
HC+H2OH3O++C
C.溴化亚铁溶液中通入足量氯气:
2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-
D.向氢氧化钠溶液中加入铝粉:
Al+OH-+H2OAl+H2↑
【解析】选C。A项生成的Fe3+与I-会反应,错误;B项小苏打呈碱性的原因是碳酸氢根离子水解造成的,应为HC+H2OOH-+H2CO3,错误;C项Cl2足量时,Fe2+、Br-都被氧化,正确;D项氢元素质量不守恒,错误。
4.下列解释事实的化学方程式或离子方程式不正确的是 (　　)
A.工业上可用电解法制备Mg:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
B.向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca2++2ClO-+H2O+CO22HClO+CaCO3↓
C.用CaSO4治理盐碱地:CaSO4(s)+Na2CO3(aq)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)
D.用FeSO4除去酸性废水中的Cr2:Cr2+Fe2++14H+2Cr3++Fe3++7H2O
【解析】选D。D项离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为Cr2+ 6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。
5.(2019·南昌模拟)在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列关于离子共存的说法正确的是 (　　)

A.a点对应的溶液中大量存在:C、Na+、Cl-、S
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe3+、Ba2+、K+、N
C.c点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、Al3+
D.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl-
【解析】选D。A中,a点处溶液呈中性,C在中性溶液中不能大量存在,A错误;B中,b点处溶液pH=6,Fe3+不能大量存在,B错误;c点对应的溶液呈中性,Al3+不能大量存在,C错误;d点所对应的溶液呈碱性,所给离子能大量共存,D正确。
6.(2019·郑州模拟)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:Na+、K+、Mn、C
B.c(H+)=1×10-13mol·L-1溶液中:Mg2+、Cu2+、S、N
C.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中:K+、Na+、N、Cl-
D.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中:Fe2+、N、SCN-、S
【解析】选C。pH=1的溶液显酸性,C与H+不能大量共存,A错误;c(H+)=1× 10-13mol·L-1溶液显碱性,则Mg2+、Cu2+与OH-不能大量共存,B错误;K+、Na+、N、Cl-四种离子间能够共存,且四种离子与N、HC也能大量共存,C正确;Fe3+ 与SCN-易形成络合物,不能大量共存,D错误。
7.(2019·荆门模拟)某溶液可能含有Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100 mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02 mol气体,同时产生红褐色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到1.60 g固体;向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中 (　　)
A.至少存在5种离子
B.Cl-一定存在,且c(Cl-)≥0.4 mol·L-1
C.S、N一定存在,Cl-可能不存在
D.C、Al3+一定不存在,K+可能存在
【解析】选B。根据加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02 mol气体,说明有N,为0.02 mol,同时产生红褐色沉淀,说明有Fe3+,而且为0.02 mol,则没有C;根据生成不溶于盐酸的4.66 g 沉淀为BaSO4,说明有S,且为0.02 mol,根据电荷守恒可知一定有Cl-,至少有0.04 mol,浓度至少为0.4 mol·L-1,B正确。
二、非选择题
8.请按要求书写下列离子方程式:
(1)将NaHSO4溶液滴到Ba(OH)2溶液中,当溶液恰好呈中性时,反应的离子方程式为______________________________________________。 
(2)向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液,至沉淀完全,写出反应的离子方程式: _____________________________________________。 
在上述溶液中继续滴入NaHSO4溶液,此时离子方程式为_________________。 
(3)0.2 mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液与0.3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合:
_______________________________________________。 
【解析】(1)当溶液呈中性时,n(H+)=n(OH-),可假设Ba(OH)2为1 mol,即Ba2+为
1 mol,OH-为2 mol,需要2 mol NaHSO4,反应的离子方程式为2H++S+Ba2+ +2OH-BaSO4↓+2H2O;
(2)向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液,至沉淀完全,n(Ba2+)=n(S),发生反应的离子方程式为Ba2++S+H++HCBaSO4↓+H2O+CO2↑,此时HC过量,继续加入NaHSO4溶液,HC与H+反应,反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O;
(3)NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2按照2∶3的物质的量之比反应生成氢氧化铝、硫酸钡和硫酸铵,离子方程式:2Al3++3S+3Ba2++6OH-2Al(OH)3↓+3BaSO4↓。
答案:(1)2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
(2)Ba2++S+H++HCBaSO4↓+H2O+CO2↑　HC+H+CO2↑+H2O
(3)2Al3++3S+3Ba2++6OH-2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
9.(2019·鞍山模拟)化学用语是化学学科的特色语言,化学用语可以准确表述化学现象、变化以及本质。完成下列有关方程式。
(1)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成S,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为_________________。 
(2)物质氧化性和还原性的强弱是相对的。已知氧化性:KMnO4(H+)>H2O2>Fe2+,分别写出KMnO4(H+)与H2O2混合,酸性环境下H2O2与FeCl2混合的离子方程式:_____ ____________、_________________。 
(3)化学反应多姿多彩,把SO2通入硝酸铁溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,此时向溶液中滴加氯化钡溶液,有白色沉淀产生。请写出上述变化中溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色所涉及的两个离子方程式:_________________、_________________。 
【解析】(1)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成S,氯气被还原为氯离子,反应的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+。
(2)氧化性:KMnO4(H+)>H2O2>Fe2+,KMnO4(H+)能够将H2O2氧化生成氧气,反应的离子方程式为5H2O2+2Mn+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O,酸性环境下H2O2能够将FeCl2氧化生成铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。
(3)将SO2通入硝酸铁溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,说明铁离子被二氧化硫还原生成亚铁离子,但立即又变为棕黄色,是亚铁离子被溶液中的硝酸氧化,此时向溶液中滴加氯化钡溶液,有白色沉淀产生,说明二氧化硫被氧化为硫酸根离子,溶液由棕黄色变为浅绿色的离子方程式为SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+,浅绿色又变为棕黄色的离子方程式为3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O。
答案:(1)S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+
(2)5H2O2+2Mn+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O
2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
(3)SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+　3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O

一、选择题
1.下列表示溶液中发生反应的方程式错误的是 (　　)
A.100 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入0.01 mol CH3COOH:C+CH3COOH HC+CH3COO-
B.4 mol·L-1的NaAlO2溶液和7 mol·L-1的盐酸等体积均匀混合:4Al+7H++H2O 3Al(OH)3↓+Al3+
C.向HCOOK和KOH的混合溶液中加入KMnO4:2KMnO4+HCOOK+KOH2K2MnO4+CO2↑+H2O
D.在含有Mn2+的溶液中加入HNO3再加入PbO2,反应体系显紫红色:5PbO2+2Mn2++4H+ 5Pb2++2Mn+2H2O
【解析】选C。A项,Na2CO3与乙酸的物质的量之比为1∶1,此时乙酸与碳酸钠反应恰好生成碳酸氢钠,A正确;B项,依据Al+H++H2OAl(OH)3↓、Al+4H+ Al3++2H2O反应的定量关系分析判断,4 mol·L-1的NaAlO2溶液和7 mol·L-1的盐酸等体积均匀混合,1∶4 【加固训练】
　　向含a mol NaOH和a mol Na2CO3的混合溶液中通入b mol CO2充分反应(不考虑CO2的溶解),下列说法不正确的是 (　　)
A.当a≥2b时,发生的离子反应为
2OH-+CO2C+H2O
B.当a=1.25b时,发生的离子方程式为
5OH-+4CO23HC+C+H2O
C. D.若反应后溶液中C与OH-物质的量之比为2∶1,则5b=a
【解析】选C。向NaOH和Na2CO3的混合溶液中通入CO2,先发生反应:2OH-+ CO2C+H2O,当溶液中只有C时,发生反应:CO2+C+H2O2HC。当a≥2b时,CO2的量少,只与NaOH发生反应,此时离子反应为2OH-+CO2C+H2O,故A正确;当a=1.25b时,除将NaOH完全反应生成Na2CO3外,剩余的CO2会继续与Na2CO3反应,发生的离子方程式为5OH-+4CO23HC+C+H2O,故B正确;< a<2b时,溶液中只存在C、HC、Na+,设C为x mol,HC为y mol,根据物料守恒:3a=2x+y、x+y=a+b,解得:x=2a-b,y=2b-a,溶液中C与HC物质的量之比为(2a-b)∶(2b-a),故C错误;若反应后溶液中C与OH-物质的量之比
　为2∶1,由反应方程式2NaOH+CO2Na2CO3+H2O可知,参加反应的NaOH物质的量为2b mol,生成C物质的量为b mol,反应后溶液中,n(C)=(a+b)mol, n(OH-)=(a-2b)mol,则n(C)∶n(OH-)=(a+b)∶(a-2b)=2∶1,得5b=a,故D正确。
2.(2019·赣州模拟)在下列条件中,能大量共存的微粒组是 (　　)
化学式
电离常数(25 ℃)
HClO
Ki=3.0×10-8
H2CO3
K1=4.3×10-7　K2=5.6×10-11
A.c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液:K+、Na+、Al、S2
B.上表提供的数据下:HClO、HC、ClO-、C
C.能与Al反应生成H2的溶液:N、Ca2+、N、I-
D.中性溶液中:C、Na+、S、Al
【解析】选A。由c(H+)=1×10-14 mol·L-1可知溶液呈碱性,A项离子可大量共存;由表中数据可知,酸性强弱顺序是H2CO3>HClO>HC,因此HClO+CClO-+ HC,B项不能大量共存;能与Al反应生成H2的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,当溶液呈强酸性时N具有氧化性,不能产生H2,且H+、N和I-会发生氧化还原反应,而当溶液呈强碱性时,N不能大量存在,C项不能大量共存;C、Al只能大量存在于碱性溶液中,D项不能共存。
3.无色溶液中含有:①Na+、②B、③Cl-、④Br-、⑤S、⑥S、⑦F中的一种或几种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
Ⅰ
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
Ⅱ
向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置
CCl4层呈橙红色
Ⅲ
取Ⅱ的上层溶液,加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
Ⅳ
将Ⅲ过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
根据上述实验现象,判断以下结论中正确的是 (　　)
A.肯定含有的离子是①④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤⑦
C.可能含有的离子是①②⑥
D.不能确定的离子是①③⑥
【解析】选A。根据步骤Ⅰ,该溶液呈碱性,在碱性的无色溶液中,一定不存在Fe2+,该溶液是强碱弱酸盐溶液,所以一定存在S,则一定不存在Ba2+,溶液呈电中性,所以溶液中的阳离子只能是Na+;步骤Ⅱ说明该溶液中一定存在Br-,氯气与Br-反应生成溴单质,溴单质在四氯化碳中的颜色是橙红色;步骤Ⅲ不能说明有S存在,因为该溶液中一定存在S,加入氯水后会将S氧化为S,与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀;步骤Ⅳ不能确定Cl-的存在,因为加入的氯水中含有Cl-,因此一定存在的离子是①④⑤,一定不存在的离子是②⑦,不能确定的离子是③⑥。
4.某同学利用如图装置探究SO2的性质。

下列有关反应的方程式,不正确的是 (　　)
A.①中溶液显红色的原因:
C+H2OHC+OH-
B.①中溶液红色褪去的原因:
2SO2+C+H2OCO2+2HS
C.②中溶液显黄绿色的原因:
Cl2+H2OHCl+HClO
D.②中溶液黄绿色褪去的原因:
SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl
【解析】选C。Na2CO3因水解其溶液显碱性,C+H2OHC+OH-,A正确;亚硫酸的酸性强于碳酸,在Na2CO3溶液中通入足量的SO2发生反应2SO2+C+H2O CO2+2HS,NaHSO3溶液显酸性,所以溶液红色褪去,B正确;氯水显黄绿色是因为溶解了部分Cl2,C错误;发生反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl,Cl2被消耗,所以溶液的黄绿色褪去,D正确。
二、非选择题
5.(2019·包头模拟)有一包白色粉末,可能含有①NaHSO4、②KHCO3、③Ba(NO3)2、④CaCl2、⑤NaNO3、⑥MgSO4中的一种或几种。
实验步骤如下:
①取少量固体投入水中,既有气体生成,又有沉淀产生。
②过滤,取少量滤液加AgNO3溶液,无沉淀产生。
③再取少量滤液,加入足量NaOH溶液,也无沉淀产生。
(1)推断白色粉末中一定有________,一定没有________,不能确定的是________(填序号)。 
(2)请写出实验步骤①中产生气体的离子方程式:________________________。 
(3)请写出实验步骤①中产生沉淀的离子方程式:________________________。 
【解析】①取少量固体投入水中,既有气体生成,又有沉淀产生,说明含有硫酸氢钠和碳酸氢钾,可能含有硝酸钡或氯化钙。②过滤,取少量滤液加AgNO3溶液,无沉淀产生,说明不含有氯化钙,则一定含有硝酸钡。③再取少量滤液,加入足量NaOH溶液,也无沉淀产生,说明不含硫酸镁。(1)根据分析可知一定含有硫酸氢钠、碳酸氢钾和硝酸钡,肯定不含氯化钙和硫酸镁,不能确定是否含有硝酸钠。(2)步骤①中产生气体是碳酸氢钾和硫酸氢钠反应,即碳酸氢根离子和氢离子反应生成水和二氧化碳,离子方程式为H++HCH2O+CO2↑。(3)溶液中钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为 Ba2++SBaSO4↓。
答案:(1)①②③　④⑥　⑤
(2)H++ HCH2O+CO2↑
(3)Ba2++ SBaSO4↓
【加固训练】
(2019·沈阳模拟)1 L某混合溶液,可能含有的离子如下表:
阳离子
H+、K+、Mg2+、Al3+、N、Fe2+、Fe3+
阴离子
Cl-、Br-、I-、C、Al
(1)向该溶液中逐滴加入c mol·L-1 NaOH溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。则该溶液中一定含有的离子是________。 

(2)根据图象数据计算a=________mL。 
(3)经检测,该溶液中还含有大量的Cl-、Br-、I-,若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:
Cl2的体积
(标准状况)
2.8 L
5.6 L
11.2 L
n(Cl-)
1.25 mol
1.5 mol
2 mol
n(Br-)
1.5 mol
1.4 mol
0.9 mol
n(I-)
x mol(x≠0)
0
0
①当通入Cl2的体积为5.6 L时,溶液中发生反应的离子方程式为__________。 
②原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为______。 
③x=________mol。 
【解析】(1)由上述分析可以知道,一定存在H+、Al3+、N;
(2)由离子反应方程式:Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3 +OH-Al+2H2O,即生成氢氧化铝沉淀需要的氢氧化钠是沉淀溶解需要氢氧化钠的3倍,即3-1=3(a-6),解得a=20/3;
(3)2.8 L氯气的物质的量为2.8 L÷22.4 L·mol-1=0.125 mol,通入0.125 mol氯气时溶液中有I-,所以Br-没有参加反应,所以溶液中n(Br-)=1.5 mol,
溶液中氯离子为通入氯气生成的和原来溶液中存在的,由氯原子守恒得,原来n(Cl-)=1.25 mol-0.125 mol×2=1 mol;5.6 L氯气的物质的量为5.6 L÷
22.4 L·mol-1=0.25 mol,通入0.25 mol氯气时溶液中没有I-,则碘离子完全反应,且n(Br-)=1.4 mol,说明有0.1mol溴离子参加反应,则碘离子完全反应,根据转移电子相等得n(I-)=0.25 mol×2-0.1 mol=0.4 mol。
①根据以上分析知,当通入氯气的体积为5.6 L时,有碘离子和氯气反应、溴离子与氯气反应,且两者的反应比例为4∶1,所以溶液中发生反应的离子方程式为 5Cl2+8I-+2Br-4I2+10Cl-+Br2;
②通过以上分析知,n(Cl-)=1mol、n(Br-)=1.5 mol、n(I-)=0.4 mol,溶液体积相同,其物质的量之比等于浓度之比,原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为1∶1.5∶4=10∶15∶4;
③2.8 L氯气的物质的量为2.8 L÷22.4 L·mol-1=0.125 mol,通入0.125 mol氯气消耗I-的物质的量为0.125 mol×2=0.25 mol,原溶液中I-的物质的量为
0.4 mol,所以x=0.4 mol-0.25 mol=0.15 mol。
答案:(1)H+、Al3+、N　(2)20/3(或者6.7)
(3)①5Cl2+8I-+2Br-4I2+10Cl-+Br2
②10∶15∶4　③0.15
6.(新题预测)海水中含有80多种元素,是重要的物质资源宝库,同时海水具有强大的自然调节能力,为解决环境污染问题提供了广阔的空间。
(1)①已知不同pH条件下,水溶液中碳元素的存在形态如图所示。下列说法不正确的是________(填字母)。 

a.pH=8时,溶液中含碳元素的微粒主要是HC
b.A点,溶液中H2CO3和HC浓度相同
c.当c(HC)=c(C)时,c(H+)>c(OH-)
②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是_________________________________________________________。 
(2)海水pH稳定在7.9～8.4之间,可用于烟道气中CO2和SO2的吸收剂。
①海水中含有的OH-可以吸收烟道气中的CO2同时为海水脱钙,生产CaCO3。写出此反应的离子方程式:________________________。 
②已知:25 ℃时,H2CO3的电离常数K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11;H2SO3的电离常数K1=1.5×10-2,K2=6.0×10-8。
海水中含有的HC可用于吸收SO2,该过程的离子方程式是_____________。 
(3)洗涤烟气后的海水呈酸性,需处理后再行排放。与新鲜海水混合同时鼓入大量空气排出部分CO2是一种有效的处理方式。
①通入O2可将酸性海水中的硫(Ⅳ)氧化,该反应的离子方程式是_________ __________________________。 
②上述方式使处理后海水pH升高的原因是________________________。 
【解析】(1)①由图示可知,在pH=8的溶液中含碳元素的微粒主要是HC,故a正确;A点,溶液中CO2+H2CO3的浓度与HC的浓度相同,故b错误;由图示可知,当c(HC)=c(C)时,溶液显碱性,即c(H+) ②pH=8.4的水溶液中主要存在的微粒是HC,则加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是HC+OH-C+H2O。
(2)①用含Ca2+的碱性溶液吸收CO2生成CaCO3和H2O,反应的离子方程式为CO2+2OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O。
②由已知得酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HC,则用含有HC的溶液吸收SO2,发生反应的离子方程式是SO2+HCCO2+HS。
(3)①洗涤烟气后的海水呈酸性,+4价的S在溶液中存在形式为HS,有较强还原性,可被O2在酸性条件下氧化为S,发生反应的离子方程式是O2+2HS 2S+2H+。
②通入的新鲜海水是碱性的,可中和酸性海水,另外鼓入空气排出了部分CO2,均可以使处理后海水pH升高。
答案:(1)①b、c　②HC+OH-C+H2O
(2)①CO2+2OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O
②SO2+HCCO2+HS
(3)①O2+2HS2S+2H+
②碱性海水的中和;起稀释作用;鼓入空气排出了部分CO2(写出任意一点即可)