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第2章 第2节 第2课时 离子反应 试卷
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第2章元素与物质世界
第2节 电解质的电离 离子反应
第2课时 离子反应
课后篇素养形成
合格考达标练
1.(2021北京育才中学高一期中)可以用离子方程式H++OH-H2O表示的化学反应是( )
①稀硫酸与氢氧化钡溶液反应 ②氢氧化钾溶液与稀硝酸反应 ③稀盐酸与氢氧化铜反应 ④澄清石灰水与盐酸反应
A.①③ B.②④
C.①②④ D.②③④
答案B
解析①中反应的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O;②中反应的离子方程式为OH-+H+H2O;③中反应的离子方程式为2H++Cu(OH)2Cu2++2H2O;④中反应的离子方程式为OH-+H+H2O。
2.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.CH3COOH和CaCO3反应:2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.钠与水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
C.铜片插入硝酸银溶液:Ag++CuAg+Cu2+
D.用小苏打治疗胃酸过多:HCO3-+H+CO2↑+H2O
答案D
解析CH3COOH和CaCO3反应的离子方程式为2CH3COOH+CaCO32CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O,A错误;钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,B错误;铜与硝酸银溶液反应的离子方程式为2Ag++Cu2Ag+Cu2+,C错误;小苏打的成分是碳酸氢钠,胃酸的主要成分为HCl,用小苏打治疗胃酸过多时发生反应的离子方程式为HCO3-+H+CO2↑+H2O,D正确。
3.在酸性溶液中能大量共存而且为无色透明溶液的是( )
A.NH4+、Al3+、SO42-、NO3-
B.K+、Na+、NO3-、CO32-
C.K+、MnO4-、NH4+、NO3-
D.Na+、K+、HCO3-、NO3-
答案A
解析B项,2H++CO32-CO2↑+H2O,不能大量共存;C项,MnO4-为紫红色,不符合题意;D项,HCO3-+H+CO2↑+H2O,不能大量共存。
4.下列离子方程式中正确的是( )
A.澄清石灰水与稀盐酸反应Ca(OH)2+2H+Ca2++2H2O
B.氢氧化钡与硫酸反应OH-+H+H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中Cu+Ag+Cu2++Ag
D.氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
答案D
解析澄清石灰水中的Ca(OH)2在离子方程式中应该拆成离子,离子方程式为OH-+H+H2O,A项错误;Ba2+和SO42-结合可生成BaSO4沉淀,Ba(OH)2和H2SO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+SO42-+2H+BaSO4↓+2H2O,B项错误;铜片插入硝酸银溶液中,铜会置换出银,离子方程式为Cu+2Ag+Cu2++2Ag,C项错误;氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应会生成氢氧化镁沉淀,D项正确。
5.(2020黑龙江大庆实验中学高一月考)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1NaOH溶液:Na+、K+、CO32-、SO42-
B.0.1 mol·L-1MgCl2溶液:K+、Ba2+、SO42-、NO3-
C.0.1 mol·L-1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1 mol·L-1H2SO4溶液:K+、NH4+、NO3-、CH3COO-
答案A
解析Na+、K+、CO32-、SO42-能大量共存,且与NaOH溶液不反应,A项符合题意;Ba2+与SO42-反应生成BaSO4沉淀,Ba2+与SO42-不能大量共存,B项不符合题意;Ba2+与CO32-反应生成BaCO3沉淀,0.1 mol·L-1K2CO3溶液中Ba2+不能大量存在,C项不符合题意;醋酸是弱酸,0.1 mol·L-1H2SO4溶液中不能大量存在CH3COO-,D项不符合题意。
6.某溶液中含有大量的Cl-、CO32-、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够将三种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①
答案B
解析检验Cl-用AgNO3溶液,但CO32-、OH-均会产生干扰,检验CO32-用Ba(NO3)2溶液,检验OH-用Mg(NO3)2溶液,但CO32-会产生干扰。因此实验操作顺序应为首先滴加足量Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有CO32-,同时除去CO32-;过滤后,在滤液中滴加足量Mg(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有OH-,同时除去OH-;过滤后,向滤液中滴加AgNO3溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl-。
7.(2020吉林白城一中高一期中)下列说法正确的是( )
A.某无色溶液中可能含有下列离子:H+、Cl-、Na+、Fe2+
B.能使石蕊变红的溶液中可能含有Cl-、K+、Na+、NO3-
C.取少量某溶液,向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,通过观察是否有白色沉淀生成,可证明该溶液中是否含有SO42-
D.离子方程式H++OH-H2O可描述所有酸碱中和反应的实质
答案B
解析亚铁离子是有色离子,在无色溶液中不能大量存在,A错误;使石蕊变红的溶液是酸性溶液,四种离子在酸性溶液中互不反应,能大量共存,B正确;加入盐酸酸化的氯化钡溶液产生白色沉淀,可能为氯化银沉淀或硫酸钡沉淀,则无法确定是否含有硫酸根离子,C错误;离子方程式H++OH-H2O只表示强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的反应,不能表示所有的酸碱中和反应,D错误。
8.(2020辽宁沈阳高一测试)粗盐水过滤后仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤可以除去这些杂质。
①加入稍过量的Na2CO3溶液;
②加入稍过量的NaOH溶液;
③加入稍过量的BaCl2溶液;
④过滤;
⑤滴入稀盐酸至无气泡产生。
正确的操作顺序是( )
A.①③②④⑤ B.③②①④⑤
C.②③①⑤④ D.③④②①⑤
答案B
解析粗盐的提纯过程中,用碳酸钠溶液除去钙离子,用氢氧化钠溶液除去镁离子,用氯化钡溶液除去硫酸根离子,为保证杂质离子除尽,所加试剂要过量,过量的离子也要除去,故碳酸钠溶液的作用为除去钙离子和过量的钡离子,故①应在③之后,然后过滤,向滤液中滴加盐酸至无气泡产生,可除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。
9.(2020江西南昌十中高一期中)现有下列几种物质:①铝;②蔗糖;③CO2;④H2SO4;⑤Ba(OH)2;⑥红褐色的氢氧化铁胶体;⑦HCl;⑧冰水混合物;⑨碳酸钙;⑩CuSO4·5H2O。按要求填写下列空白。
(1)上述物质中属于电解质的有 (填序号)。
(2)向⑥的溶液中逐渐滴加⑦的溶液,看到的现象是 。
(3)上述物质中有两种物质在水溶液中发生反应,其离子方程式为H++OH-H2O,则该反应的化学方程式为 。
(4)书写下列反应的离子方程式。
①将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合: 。
②醋酸溶液和NaHCO3溶液混合: 。
答案(1)④⑤⑦⑧⑨⑩
(2)开始产生红褐色沉淀,后来沉淀溶解消失
(3)Ba(OH)2+2HClBaCl2+2H2O
(4)①NH4++OH-NH3·H2O ②CH3COOH+HCO3-CH3COO-+H2O+CO2↑
解析(1)①铝为金属单质,既不是电解质也不是非电解质;②蔗糖在熔融状态和水溶液中都不能导电,是非电解质;③CO2自身不能电离,是非电解质;④H2SO4是酸,在水溶液中能电离出离子,是电解质;⑤Ba(OH)2是碱,在水溶液和熔融状态下能电离出离子,是电解质;⑥红褐色的氢氧化铁胶体是混合物,既不是电解质也不是非电解质;⑦HCl在水溶液中能电离产生自由移动的离子,可以导电,是电解质;⑧冰水混合物的成分是水,属于纯净的化合物,水为电解质;⑨碳酸钙在熔融状态下导电,属于电解质;⑩CuSO4·5H2O是盐的结晶水合物,在水溶液中能够电离产生自由移动的离子,可以导电,属于电解质。根据上述分析可知:属于电解质的是④⑤⑦⑧⑨⑩。
(2)盐酸是电解质HCl的水溶液,氢氧化铁胶体遇到盐酸时,胶体粒子首先发生聚沉,生成红褐色氢氧化铁沉淀;再滴加盐酸,氢氧化铁沉淀与盐酸发生酸碱中和反应生成可溶性氯化铁和水,因此看到的实验现象是先有红褐色沉淀产生,后沉淀逐渐溶解。
(3)离子方程式H++OH-H2O代表强酸和强碱反应生成可溶性的盐和水的反应,符合条件的反应为Ba(OH)2+2HClBaCl2+2H2O。
(4)①将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合,发生反应的离子方程式为NH4++OH-NH3·H2O;②由于酸性CH3COOH>H2CO3,所以根据复分解反应的规律,将醋酸溶液和NaHCO3溶液混合发生反应的离子方程式为CH3COOH+HCO3-CH3COO-+H2O+CO2↑。
等级考提升练
10.在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是( )
A.无色溶液中:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
B.使紫色石蕊溶液变红的溶液中:Na+、Mg2+、CO32-、Cl-
C.含SO42-的溶液中:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D.酸性溶液中:Na+、SO42-、Cl-、NH4+
答案D
解析A项中Fe3+为棕黄色;B项是酸性溶液,CO32-不能大量存在;C项,SO42-与Ba2+不能大量共存。D项,酸性溶液中,离子可以大量共存。
11.(2020宁夏育才中学高一月考)关于粗盐提纯的下列说法正确的是( )
A.溶解粗盐时,应尽量让溶液稀些,防止食盐不完全溶解
B.将制得的食盐晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤
C.当蒸发到剩余少量液体时,停止加热,利用余热将液体蒸干
D.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-,可依次向溶液中加入足量的碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸
答案C
解析溶解时不是越稀越好,如果溶液太稀,蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干,A错误;晶体应该用少量水洗涤,否则制得的晶体会有很多溶于水,B错误;蒸发时,当有大量晶体析出时应停止加热,利用余热蒸干,以免晶体受热后飞溅出来,不仅造成损失,而且可能因此发生意外事故,C正确;由于过量的钡离子需要碳酸钠除去,则为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-,可依次向溶液中加入足量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液,然后过滤,再向滤液中加入稀盐酸,D错误。
12.(2020陕西黄陵中学高一期中)(双选)下列离子方程式书写正确的是( )
A.碳酸氢钠溶液中加入盐酸:HCO3-+H+CO2↑+H2O
B.向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
C.氢氧化铜与稀硫酸反应:H++OH-H2O
D.澄清石灰水与碳酸钠溶液反应:CO32-+Ca2+CaCO3↓
答案AD
解析碳酸氢钠溶液中加入盐酸,反应的离子方程式为HCO3-+H+CO2↑+H2O,故A正确;向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制得Fe(OH)3胶体,不是Fe(OH)3沉淀,该反应的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故B错误;氢氧化铜与稀硫酸反应,离子方程式为2H++Cu(OH)22H2O+Cu2+,故C错误;澄清石灰水与碳酸钠溶液反应,离子方程式为CO32-+Ca2+CaCO3↓,故D正确。
13.(2020福建福州三中质量检测)离子的摩尔电导率可用来衡量电解质溶液中离子导电能力的强弱,摩尔电导率越大,离子在溶液中的导电能力越强。已知Ca2+、OH-、HCO3-的摩尔电导率分别为0.60、1.98、0.45,据此可判断,向饱和的澄清石灰水中通入过量的二氧化碳,溶液导电能力随二氧化碳通入量的变化趋势正确的是( )
答案D
解析向澄清石灰水中通入CO2,当CO2适量时发生反应Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,该反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O,当CO2过量时发生反应CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,该反应的离子方程式为CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3-。所以向澄清石灰水中通入过量的CO2,先生成碳酸钙沉淀,钙离子、氢氧根离子浓度减小,溶液导电能力减弱,后沉淀溶解生成碳酸氢钙溶液,钙离子、碳酸氢根离子的浓度增大,最终钙离子的浓度与原来几乎相等,碳酸氢根离子的浓度与原来氢氧根离子浓度几乎相等,但OH-的摩尔电导率大于HCO3-的摩尔电导率,所以最后溶液的导电性小于原来的导电性,最后CaCO3全部溶解后,溶液中离子的浓度不再发生变化,即导电能力不再发生变化。
14.(2019全国Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是( )
A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
B.水中的NO3-、SO42-、Cl-通过阴离子树脂后被除去
C.通过净化处理后,水的导电性降低
D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-H2O
答案A
解析本题考查了离子交换法净化水的过程分析。根据图示可以看出,通过阳离子交换树脂后,原有的Ca2+、Na+、Mg2+被换为了H+,根据电荷守恒可知,阳离子数目增多,A项错误;通过阴离子交换树脂后,阴离子NO3-、Cl-、SO42-被OH-交换,B项正确;在阴离子交换树脂上同时发生反应:H++OH-H2O,D项正确;由于多数阴、阳离子被除去,变为较为纯净的水,故水的导电性减弱,C项正确。
15.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用的试剂及操作方法均正确的一组是( )
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作的方法
A
CaO(CaCO3)
水
溶解、过滤、
结晶
B
Cu(CuO)
稀盐酸
溶解、过滤、
洗涤、干燥
C
CuSO4(H2SO4)
氢氧化钠溶液
过滤
D
CO(H2)
氧气
点燃
答案B
解析在混合物中加水后,氧化钙会与水反应生成氢氧化钙,而碳酸钙不会与水反应,这样除去了主要物质,剩下了杂质,故A项错误;在混合物中加入盐酸,氧化铜会与盐酸反应而溶解,铜不会与盐酸反应,过滤后再进行洗涤、干燥即可得到铜,故B项正确;混合物中加入氢氧化钠,氢氧化钠既会与硫酸反应,也会与硫酸铜反应,杂质除去了,主要物质也除去了,故C项错误;一氧化碳和氢气都可以在氧气中燃烧,故D项错误。
16.有一瓶溶液只含Cl-、CO32-、SO42-、Na+、Mg2+、Cu2+六种离子中的某几种。进行下列实验:
①原溶液白色沉淀。
②原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀。
③原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解。
回答下列问题:
(1)试分析原溶液中一定含有的离子是 ,一定不含有的离子是 ,可能含有的离子是 。
(2)有的同学认为实验③可以省略,你认为是否正确(填“是”或“否”) ,理由是 。
答案(1)Mg2+、Cl- CO32-、SO42-、Cu2+ Na+
(2)是 溶液呈电中性,必须同时含有阴、阳离子
解析(1)实验①说明原溶液中肯定存在Mg2+,肯定不存在Cu2+和CO32-;实验②说明原溶液中一定不存在CO32-和SO42-;实验③表明原溶液中一定存在Cl-。综上所述,原溶液中一定含有Mg2+、Cl-,一定不含有SO42-、CO32-及Cu2+,可能含有Na+。
(2)该同学的想法正确,因为任何溶液均呈现电中性,而溶液呈电中性则必须同时含有阴、阳离子。
17.(2020黑龙江大庆铁人中学高一月考)某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。
请回答下列问题:
(1)步骤①和②的操作名称是 。
(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是 ;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了 ,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应停止加热,用余热使水分蒸干。
(3)猜想和验证:
猜想
验证的方法
现象
结论
猜想Ⅰ:固体A中可能含CaCO3、MgCO3
取少量固体A置于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口
猜想Ⅰ成立
猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3
取少量固体A置于试管中,先滴入 ,再滴入Na2SO4溶液
有气泡放出,无白色沉淀
猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4
取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水中,
猜想Ⅲ成立
答案(1)过滤
(2)滴加盐酸至无气泡产生为止 防止溶液飞溅
(3)有气泡放出,澄清石灰水变浑浊 稀盐酸(或稀硝酸) 猜想Ⅱ不成立 滴入BaCl2溶液和稀盐酸 有白色沉淀且不溶于稀盐酸
解析将粗盐溶于水,然后采用过滤的方法除去难溶性泥沙,得到滤液1,向滤液1中加入过量碳酸钠溶液,搅拌,然后过滤除去难溶性固体A,得到滤液2,向滤液2中加入适量稀盐酸,过量碳酸钠与稀盐酸反应得到氯化钠,将氯化钠溶液蒸发得到氯化钠晶体。
(1)步骤①和②都是将不溶于液体的固体和液体分离,操作方法都是过滤。
(2)盐酸与过量的碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,滴加盐酸至无气泡产生为止,说明刚好与碳酸钠反应完;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止局部过热造成液滴飞溅;当蒸发皿中有较多量固体出现时,应停止加热,用余热使水分蒸干。
(3)猜想Ⅰ:碳酸盐能和稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以可以用澄清石灰水检验二氧化碳,如果有气泡放出且澄清石灰水变浑浊,则说明猜想Ⅰ成立;猜想Ⅱ:碳酸根离子可以用稀盐酸或稀硝酸检验,所以滴加的试剂是稀盐酸或稀硝酸,钡离子可以用可溶性的硫酸盐检验,如果有气泡冒出说明含有碳酸根离子,如果不产生白色沉淀说明不含钡离子,则猜想Ⅱ不成立;猜想Ⅲ:要检验硫酸根离子,将固体溶于水,滴入BaCl2溶液和稀盐酸,观察到有白色沉淀且不溶于稀盐酸,则猜想Ⅲ成立。
新情境创新练
18.电解质溶于水时会发生电离而产生自由移动的离子,电导率变化一定程度上可以反映溶液中自由移动的离子浓度变化。溶液中自由移动的离子浓度越大,电导率就越大。如图是向20 mL 0.01 mol·L-1Ba(OH)2溶液中滴入了2滴酚酞溶液,然后向Ba(OH)2溶液中匀速滴加0.2 mol·L-1H2SO4溶液,获得电导率随时间变化的曲线图。
(1)0~80 s观察到的实验现象是 。
(2)写出该实验中涉及反应的离子方程式: 。
(3)截至b点,加入0.2 mol·L-1H2SO4溶液的体积为 mL,解释b点的电导率不等于零和bc段电导率又增大的原因:
。
(4)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析正确的是 。
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.a、d两点对应的溶液均显中性
D.c点,两溶液中含有相同量的OH-
E.H+导电能力比Na+强
答案(1)产生白色沉淀,溶液红色褪去,电导率减小
(2)2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
(3)1 b点:BaSO4在水中溶解度很小,溶液中SO42-和Ba2+浓度很小但不等于0,溶液中有自由移动的离子,电导率不等于零。bc段:b点溶液中的Ba(OH)2被反应完,溶液中自由移动的离子浓度达到最小值,随着H2SO4溶液的不断滴加,溶液中H+和SO42-浓度又增大,自由移动离子浓度变大,则bc段电导率增大
(4)ABCE
解析(1)0~80 s,Ba(OH)2是强电解质,开始滴定时溶液中离子浓度较大,溶液的电导率大,随反应的进行,溶液中钡离子生成硫酸钡沉淀,氢氧根离子变成水,恰好完全反应时,溶液中主要是水和极少量溶解的硫酸钡。观察到的实验现象是产生白色沉淀,溶液红色褪去,电导率减小。
(2)该实验中硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,该反应的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O。
(3)截至b点,加入0.2 mol·L-1H2SO4溶液的体积为V=20×10-3 L×0.01 mol·L-1÷0.2 mol·L-1=0.001 L=1 mL;b点:BaSO4在水中溶解度很小,溶液中SO42-和Ba2+浓度很小但不等于0,溶液中有自由移动的离子,电导率不等于零。bc段:b点溶液中的Ba(OH)2被反应完,溶液中自由移动的离子浓度达到最小值,随着H2SO4溶液的不断滴加,溶液中H+和SO42-浓度变大,自由移动离子浓度变大,bc段电导率增大。
(4)溶液中Ba2+与SO42-反应生成硫酸钡沉淀,OH-与H+结合生成水,曲线①中a点溶液的导电能力接近0,则①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,故A正确;②是NaHSO4溶液与氢氧化钡反应,b点时,氢氧化钡与硫酸氢钠以物质的量之比1∶1反应生成硫酸钡、水和NaOH,溶液中有NaOH,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-,故B正确;a、d两点均将氢氧化钡全部反应,a点硫酸与氢氧化钡恰好反应生成硫酸钡和水,d点硫酸氢钠与氢氧化钡恰好反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,a和d之后,硫酸均过量,a和d对应的溶液均显中性,故C正确;c点,两溶液中导电能力相同,曲线①体系中硫酸过量,溶液呈酸性,曲线②体系中OH-未被完全中和,溶液呈碱性,OH-含量不相同,故D错误;根据曲线①和②导电能力的变化幅度分析,H+导电能力比Na+强,故E正确。
第2章元素与物质世界
第2节 电解质的电离 离子反应
第2课时 离子反应
课后篇素养形成
合格考达标练
1.(2021北京育才中学高一期中)可以用离子方程式H++OH-H2O表示的化学反应是( )
①稀硫酸与氢氧化钡溶液反应 ②氢氧化钾溶液与稀硝酸反应 ③稀盐酸与氢氧化铜反应 ④澄清石灰水与盐酸反应
A.①③ B.②④
C.①②④ D.②③④
答案B
解析①中反应的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O;②中反应的离子方程式为OH-+H+H2O;③中反应的离子方程式为2H++Cu(OH)2Cu2++2H2O;④中反应的离子方程式为OH-+H+H2O。
2.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.CH3COOH和CaCO3反应:2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.钠与水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
C.铜片插入硝酸银溶液:Ag++CuAg+Cu2+
D.用小苏打治疗胃酸过多:HCO3-+H+CO2↑+H2O
答案D
解析CH3COOH和CaCO3反应的离子方程式为2CH3COOH+CaCO32CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O,A错误;钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,B错误;铜与硝酸银溶液反应的离子方程式为2Ag++Cu2Ag+Cu2+,C错误;小苏打的成分是碳酸氢钠,胃酸的主要成分为HCl,用小苏打治疗胃酸过多时发生反应的离子方程式为HCO3-+H+CO2↑+H2O,D正确。
3.在酸性溶液中能大量共存而且为无色透明溶液的是( )
A.NH4+、Al3+、SO42-、NO3-
B.K+、Na+、NO3-、CO32-
C.K+、MnO4-、NH4+、NO3-
D.Na+、K+、HCO3-、NO3-
答案A
解析B项,2H++CO32-CO2↑+H2O,不能大量共存;C项,MnO4-为紫红色,不符合题意;D项,HCO3-+H+CO2↑+H2O,不能大量共存。
4.下列离子方程式中正确的是( )
A.澄清石灰水与稀盐酸反应Ca(OH)2+2H+Ca2++2H2O
B.氢氧化钡与硫酸反应OH-+H+H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中Cu+Ag+Cu2++Ag
D.氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
答案D
解析澄清石灰水中的Ca(OH)2在离子方程式中应该拆成离子,离子方程式为OH-+H+H2O,A项错误;Ba2+和SO42-结合可生成BaSO4沉淀,Ba(OH)2和H2SO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+SO42-+2H+BaSO4↓+2H2O,B项错误;铜片插入硝酸银溶液中,铜会置换出银,离子方程式为Cu+2Ag+Cu2++2Ag,C项错误;氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应会生成氢氧化镁沉淀,D项正确。
5.(2020黑龙江大庆实验中学高一月考)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1NaOH溶液:Na+、K+、CO32-、SO42-
B.0.1 mol·L-1MgCl2溶液:K+、Ba2+、SO42-、NO3-
C.0.1 mol·L-1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1 mol·L-1H2SO4溶液:K+、NH4+、NO3-、CH3COO-
答案A
解析Na+、K+、CO32-、SO42-能大量共存,且与NaOH溶液不反应,A项符合题意;Ba2+与SO42-反应生成BaSO4沉淀,Ba2+与SO42-不能大量共存,B项不符合题意;Ba2+与CO32-反应生成BaCO3沉淀,0.1 mol·L-1K2CO3溶液中Ba2+不能大量存在,C项不符合题意;醋酸是弱酸,0.1 mol·L-1H2SO4溶液中不能大量存在CH3COO-,D项不符合题意。
6.某溶液中含有大量的Cl-、CO32-、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够将三种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①
答案B
解析检验Cl-用AgNO3溶液,但CO32-、OH-均会产生干扰,检验CO32-用Ba(NO3)2溶液,检验OH-用Mg(NO3)2溶液,但CO32-会产生干扰。因此实验操作顺序应为首先滴加足量Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有CO32-,同时除去CO32-;过滤后,在滤液中滴加足量Mg(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有OH-,同时除去OH-;过滤后,向滤液中滴加AgNO3溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl-。
7.(2020吉林白城一中高一期中)下列说法正确的是( )
A.某无色溶液中可能含有下列离子:H+、Cl-、Na+、Fe2+
B.能使石蕊变红的溶液中可能含有Cl-、K+、Na+、NO3-
C.取少量某溶液,向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,通过观察是否有白色沉淀生成,可证明该溶液中是否含有SO42-
D.离子方程式H++OH-H2O可描述所有酸碱中和反应的实质
答案B
解析亚铁离子是有色离子,在无色溶液中不能大量存在,A错误;使石蕊变红的溶液是酸性溶液,四种离子在酸性溶液中互不反应,能大量共存,B正确;加入盐酸酸化的氯化钡溶液产生白色沉淀,可能为氯化银沉淀或硫酸钡沉淀,则无法确定是否含有硫酸根离子,C错误;离子方程式H++OH-H2O只表示强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的反应,不能表示所有的酸碱中和反应,D错误。
8.(2020辽宁沈阳高一测试)粗盐水过滤后仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤可以除去这些杂质。
①加入稍过量的Na2CO3溶液;
②加入稍过量的NaOH溶液;
③加入稍过量的BaCl2溶液;
④过滤;
⑤滴入稀盐酸至无气泡产生。
正确的操作顺序是( )
A.①③②④⑤ B.③②①④⑤
C.②③①⑤④ D.③④②①⑤
答案B
解析粗盐的提纯过程中,用碳酸钠溶液除去钙离子,用氢氧化钠溶液除去镁离子,用氯化钡溶液除去硫酸根离子,为保证杂质离子除尽,所加试剂要过量,过量的离子也要除去,故碳酸钠溶液的作用为除去钙离子和过量的钡离子,故①应在③之后,然后过滤,向滤液中滴加盐酸至无气泡产生,可除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。
9.(2020江西南昌十中高一期中)现有下列几种物质:①铝;②蔗糖;③CO2;④H2SO4;⑤Ba(OH)2;⑥红褐色的氢氧化铁胶体;⑦HCl;⑧冰水混合物;⑨碳酸钙;⑩CuSO4·5H2O。按要求填写下列空白。
(1)上述物质中属于电解质的有 (填序号)。
(2)向⑥的溶液中逐渐滴加⑦的溶液,看到的现象是 。
(3)上述物质中有两种物质在水溶液中发生反应,其离子方程式为H++OH-H2O,则该反应的化学方程式为 。
(4)书写下列反应的离子方程式。
①将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合: 。
②醋酸溶液和NaHCO3溶液混合: 。
答案(1)④⑤⑦⑧⑨⑩
(2)开始产生红褐色沉淀,后来沉淀溶解消失
(3)Ba(OH)2+2HClBaCl2+2H2O
(4)①NH4++OH-NH3·H2O ②CH3COOH+HCO3-CH3COO-+H2O+CO2↑
解析(1)①铝为金属单质,既不是电解质也不是非电解质;②蔗糖在熔融状态和水溶液中都不能导电,是非电解质;③CO2自身不能电离,是非电解质;④H2SO4是酸,在水溶液中能电离出离子,是电解质;⑤Ba(OH)2是碱,在水溶液和熔融状态下能电离出离子,是电解质;⑥红褐色的氢氧化铁胶体是混合物,既不是电解质也不是非电解质;⑦HCl在水溶液中能电离产生自由移动的离子,可以导电,是电解质;⑧冰水混合物的成分是水,属于纯净的化合物,水为电解质;⑨碳酸钙在熔融状态下导电,属于电解质;⑩CuSO4·5H2O是盐的结晶水合物,在水溶液中能够电离产生自由移动的离子,可以导电,属于电解质。根据上述分析可知:属于电解质的是④⑤⑦⑧⑨⑩。
(2)盐酸是电解质HCl的水溶液,氢氧化铁胶体遇到盐酸时,胶体粒子首先发生聚沉,生成红褐色氢氧化铁沉淀;再滴加盐酸,氢氧化铁沉淀与盐酸发生酸碱中和反应生成可溶性氯化铁和水,因此看到的实验现象是先有红褐色沉淀产生,后沉淀逐渐溶解。
(3)离子方程式H++OH-H2O代表强酸和强碱反应生成可溶性的盐和水的反应,符合条件的反应为Ba(OH)2+2HClBaCl2+2H2O。
(4)①将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合,发生反应的离子方程式为NH4++OH-NH3·H2O;②由于酸性CH3COOH>H2CO3,所以根据复分解反应的规律,将醋酸溶液和NaHCO3溶液混合发生反应的离子方程式为CH3COOH+HCO3-CH3COO-+H2O+CO2↑。
等级考提升练
10.在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是( )
A.无色溶液中:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
B.使紫色石蕊溶液变红的溶液中:Na+、Mg2+、CO32-、Cl-
C.含SO42-的溶液中:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D.酸性溶液中:Na+、SO42-、Cl-、NH4+
答案D
解析A项中Fe3+为棕黄色;B项是酸性溶液,CO32-不能大量存在;C项,SO42-与Ba2+不能大量共存。D项,酸性溶液中,离子可以大量共存。
11.(2020宁夏育才中学高一月考)关于粗盐提纯的下列说法正确的是( )
A.溶解粗盐时,应尽量让溶液稀些,防止食盐不完全溶解
B.将制得的食盐晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤
C.当蒸发到剩余少量液体时,停止加热,利用余热将液体蒸干
D.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-,可依次向溶液中加入足量的碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸
答案C
解析溶解时不是越稀越好,如果溶液太稀,蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干,A错误;晶体应该用少量水洗涤,否则制得的晶体会有很多溶于水,B错误;蒸发时,当有大量晶体析出时应停止加热,利用余热蒸干,以免晶体受热后飞溅出来,不仅造成损失,而且可能因此发生意外事故,C正确;由于过量的钡离子需要碳酸钠除去,则为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-,可依次向溶液中加入足量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液,然后过滤,再向滤液中加入稀盐酸,D错误。
12.(2020陕西黄陵中学高一期中)(双选)下列离子方程式书写正确的是( )
A.碳酸氢钠溶液中加入盐酸:HCO3-+H+CO2↑+H2O
B.向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
C.氢氧化铜与稀硫酸反应:H++OH-H2O
D.澄清石灰水与碳酸钠溶液反应:CO32-+Ca2+CaCO3↓
答案AD
解析碳酸氢钠溶液中加入盐酸,反应的离子方程式为HCO3-+H+CO2↑+H2O,故A正确;向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制得Fe(OH)3胶体,不是Fe(OH)3沉淀,该反应的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故B错误;氢氧化铜与稀硫酸反应,离子方程式为2H++Cu(OH)22H2O+Cu2+,故C错误;澄清石灰水与碳酸钠溶液反应,离子方程式为CO32-+Ca2+CaCO3↓,故D正确。
13.(2020福建福州三中质量检测)离子的摩尔电导率可用来衡量电解质溶液中离子导电能力的强弱,摩尔电导率越大,离子在溶液中的导电能力越强。已知Ca2+、OH-、HCO3-的摩尔电导率分别为0.60、1.98、0.45,据此可判断,向饱和的澄清石灰水中通入过量的二氧化碳,溶液导电能力随二氧化碳通入量的变化趋势正确的是( )
答案D
解析向澄清石灰水中通入CO2,当CO2适量时发生反应Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,该反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O,当CO2过量时发生反应CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,该反应的离子方程式为CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3-。所以向澄清石灰水中通入过量的CO2,先生成碳酸钙沉淀,钙离子、氢氧根离子浓度减小,溶液导电能力减弱,后沉淀溶解生成碳酸氢钙溶液,钙离子、碳酸氢根离子的浓度增大,最终钙离子的浓度与原来几乎相等,碳酸氢根离子的浓度与原来氢氧根离子浓度几乎相等,但OH-的摩尔电导率大于HCO3-的摩尔电导率,所以最后溶液的导电性小于原来的导电性,最后CaCO3全部溶解后,溶液中离子的浓度不再发生变化,即导电能力不再发生变化。
14.(2019全国Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是( )
A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
B.水中的NO3-、SO42-、Cl-通过阴离子树脂后被除去
C.通过净化处理后,水的导电性降低
D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-H2O
答案A
解析本题考查了离子交换法净化水的过程分析。根据图示可以看出,通过阳离子交换树脂后,原有的Ca2+、Na+、Mg2+被换为了H+,根据电荷守恒可知,阳离子数目增多,A项错误;通过阴离子交换树脂后,阴离子NO3-、Cl-、SO42-被OH-交换,B项正确;在阴离子交换树脂上同时发生反应:H++OH-H2O,D项正确;由于多数阴、阳离子被除去,变为较为纯净的水,故水的导电性减弱,C项正确。
15.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用的试剂及操作方法均正确的一组是( )
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作的方法
A
CaO(CaCO3)
水
溶解、过滤、
结晶
B
Cu(CuO)
稀盐酸
溶解、过滤、
洗涤、干燥
C
CuSO4(H2SO4)
氢氧化钠溶液
过滤
D
CO(H2)
氧气
点燃
答案B
解析在混合物中加水后,氧化钙会与水反应生成氢氧化钙,而碳酸钙不会与水反应,这样除去了主要物质,剩下了杂质,故A项错误;在混合物中加入盐酸,氧化铜会与盐酸反应而溶解,铜不会与盐酸反应,过滤后再进行洗涤、干燥即可得到铜,故B项正确;混合物中加入氢氧化钠,氢氧化钠既会与硫酸反应,也会与硫酸铜反应,杂质除去了,主要物质也除去了,故C项错误;一氧化碳和氢气都可以在氧气中燃烧,故D项错误。
16.有一瓶溶液只含Cl-、CO32-、SO42-、Na+、Mg2+、Cu2+六种离子中的某几种。进行下列实验:
①原溶液白色沉淀。
②原溶液中加BaCl2溶液不产生沉淀。
③原溶液中加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解。
回答下列问题:
(1)试分析原溶液中一定含有的离子是 ,一定不含有的离子是 ,可能含有的离子是 。
(2)有的同学认为实验③可以省略,你认为是否正确(填“是”或“否”) ,理由是 。
答案(1)Mg2+、Cl- CO32-、SO42-、Cu2+ Na+
(2)是 溶液呈电中性,必须同时含有阴、阳离子
解析(1)实验①说明原溶液中肯定存在Mg2+,肯定不存在Cu2+和CO32-;实验②说明原溶液中一定不存在CO32-和SO42-;实验③表明原溶液中一定存在Cl-。综上所述,原溶液中一定含有Mg2+、Cl-,一定不含有SO42-、CO32-及Cu2+,可能含有Na+。
(2)该同学的想法正确,因为任何溶液均呈现电中性,而溶液呈电中性则必须同时含有阴、阳离子。
17.(2020黑龙江大庆铁人中学高一月考)某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。
请回答下列问题:
(1)步骤①和②的操作名称是 。
(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是 ;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了 ,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应停止加热,用余热使水分蒸干。
(3)猜想和验证:
猜想
验证的方法
现象
结论
猜想Ⅰ:固体A中可能含CaCO3、MgCO3
取少量固体A置于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口
猜想Ⅰ成立
猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3
取少量固体A置于试管中,先滴入 ,再滴入Na2SO4溶液
有气泡放出,无白色沉淀
猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4
取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水中,
猜想Ⅲ成立
答案(1)过滤
(2)滴加盐酸至无气泡产生为止 防止溶液飞溅
(3)有气泡放出,澄清石灰水变浑浊 稀盐酸(或稀硝酸) 猜想Ⅱ不成立 滴入BaCl2溶液和稀盐酸 有白色沉淀且不溶于稀盐酸
解析将粗盐溶于水,然后采用过滤的方法除去难溶性泥沙,得到滤液1,向滤液1中加入过量碳酸钠溶液,搅拌,然后过滤除去难溶性固体A,得到滤液2,向滤液2中加入适量稀盐酸,过量碳酸钠与稀盐酸反应得到氯化钠,将氯化钠溶液蒸发得到氯化钠晶体。
(1)步骤①和②都是将不溶于液体的固体和液体分离,操作方法都是过滤。
(2)盐酸与过量的碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,滴加盐酸至无气泡产生为止,说明刚好与碳酸钠反应完;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止局部过热造成液滴飞溅;当蒸发皿中有较多量固体出现时,应停止加热,用余热使水分蒸干。
(3)猜想Ⅰ:碳酸盐能和稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以可以用澄清石灰水检验二氧化碳,如果有气泡放出且澄清石灰水变浑浊,则说明猜想Ⅰ成立;猜想Ⅱ:碳酸根离子可以用稀盐酸或稀硝酸检验,所以滴加的试剂是稀盐酸或稀硝酸,钡离子可以用可溶性的硫酸盐检验,如果有气泡冒出说明含有碳酸根离子,如果不产生白色沉淀说明不含钡离子,则猜想Ⅱ不成立;猜想Ⅲ:要检验硫酸根离子,将固体溶于水,滴入BaCl2溶液和稀盐酸,观察到有白色沉淀且不溶于稀盐酸,则猜想Ⅲ成立。
新情境创新练
18.电解质溶于水时会发生电离而产生自由移动的离子,电导率变化一定程度上可以反映溶液中自由移动的离子浓度变化。溶液中自由移动的离子浓度越大,电导率就越大。如图是向20 mL 0.01 mol·L-1Ba(OH)2溶液中滴入了2滴酚酞溶液,然后向Ba(OH)2溶液中匀速滴加0.2 mol·L-1H2SO4溶液,获得电导率随时间变化的曲线图。
(1)0~80 s观察到的实验现象是 。
(2)写出该实验中涉及反应的离子方程式: 。
(3)截至b点,加入0.2 mol·L-1H2SO4溶液的体积为 mL,解释b点的电导率不等于零和bc段电导率又增大的原因:
。
(4)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析正确的是 。
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.a、d两点对应的溶液均显中性
D.c点,两溶液中含有相同量的OH-
E.H+导电能力比Na+强
答案(1)产生白色沉淀,溶液红色褪去,电导率减小
(2)2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
(3)1 b点:BaSO4在水中溶解度很小,溶液中SO42-和Ba2+浓度很小但不等于0,溶液中有自由移动的离子,电导率不等于零。bc段:b点溶液中的Ba(OH)2被反应完,溶液中自由移动的离子浓度达到最小值,随着H2SO4溶液的不断滴加,溶液中H+和SO42-浓度又增大,自由移动离子浓度变大,则bc段电导率增大
(4)ABCE
解析(1)0~80 s,Ba(OH)2是强电解质,开始滴定时溶液中离子浓度较大,溶液的电导率大,随反应的进行,溶液中钡离子生成硫酸钡沉淀,氢氧根离子变成水,恰好完全反应时,溶液中主要是水和极少量溶解的硫酸钡。观察到的实验现象是产生白色沉淀,溶液红色褪去,电导率减小。
(2)该实验中硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,该反应的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O。
(3)截至b点,加入0.2 mol·L-1H2SO4溶液的体积为V=20×10-3 L×0.01 mol·L-1÷0.2 mol·L-1=0.001 L=1 mL;b点:BaSO4在水中溶解度很小,溶液中SO42-和Ba2+浓度很小但不等于0,溶液中有自由移动的离子,电导率不等于零。bc段:b点溶液中的Ba(OH)2被反应完,溶液中自由移动的离子浓度达到最小值,随着H2SO4溶液的不断滴加,溶液中H+和SO42-浓度变大,自由移动离子浓度变大,bc段电导率增大。
(4)溶液中Ba2+与SO42-反应生成硫酸钡沉淀,OH-与H+结合生成水,曲线①中a点溶液的导电能力接近0,则①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,故A正确;②是NaHSO4溶液与氢氧化钡反应,b点时,氢氧化钡与硫酸氢钠以物质的量之比1∶1反应生成硫酸钡、水和NaOH,溶液中有NaOH,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-,故B正确;a、d两点均将氢氧化钡全部反应,a点硫酸与氢氧化钡恰好反应生成硫酸钡和水,d点硫酸氢钠与氢氧化钡恰好反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,a和d之后,硫酸均过量,a和d对应的溶液均显中性,故C正确;c点,两溶液中导电能力相同,曲线①体系中硫酸过量,溶液呈酸性,曲线②体系中OH-未被完全中和,溶液呈碱性,OH-含量不相同,故D错误;根据曲线①和②导电能力的变化幅度分析,H+导电能力比Na+强,故E正确。
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