2027年高考化学一轮总复习 第5讲 离子共存 离子检验与推断 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第5讲 离子共存 离子检验与推断 专项练习（含解析），共7页。试卷主要包含了1 ml·L-1 NaCl溶液，下列溶液中离子能大量共存的是，下列离子检验的方法正确的是，回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
1.下列离子的检验试剂及用品错误的是( )
2.(2025·盐城射阳中学月考)室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.0.1 ml·L-1 NaCl溶液:Al3+、K+、SO42-、NO3-
B.1 ml·L-1的KHSO3溶液:Na+、H+、Cl-、SO42-
C.新制氯水:Mg2+、K+、HCO3-、I-
D.0.1 ml·L-1 KOH溶液:Cu2+、Ba2+、CH3COO-、NO3-
3.(2025·南通阶段练习)下列溶液中离子能大量共存的是( )
A.使无色酚酞溶液变红色的溶液:Na+、Fe3+、SO42-、NO3-
B.澄清透明的溶液:Cu2+、NH4+、NO3-、SO42-
C.常温下,pH>7的溶液:Na+、OH-、HCO3-、SO42-
D.使紫色石蕊溶液呈红色的溶液:NH4+、K+、CO32-、Cl-
4.下列离子检验的方法正确的是( )
A.某溶液中加入氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀,说明原溶液中一定有Cu2+
B.用玻璃棒蘸取某无色溶液,灼烧,观察火焰颜色呈黄色,证明原无色溶液中含有钠元素
C.某溶液中加入硝酸银生成白色沉淀,说明原溶液中一定有Cl-
D.某溶液中加入稀硫酸产生无色无味气体,说明原溶液中一定有CO32-
5.对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
6.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( )
A.M点对应的溶液中:K+、Fe2+、SO42-、NO3-
B.N点对应的溶液中:K+、NH4+、Cl-、SO42-
C.S点对应的溶液中:Na+、SO42-、HCO3-、NO3-
D.R点对应的溶液中:Na+、SO42-、Cl-、HCO3-
7.某溶液中可能存在Br-、CO32-、SO32-、Al3+、I-、Mg2+、Na+7种离子中的几种。现取该溶液进行实验,得到如下实验现象:①向溶液中滴加足量氯水后,溶液变橙色,且有无色气泡冒出;②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液,无沉淀生成;③向所得溶液中滴加淀粉溶液,溶液不变蓝色。据此可以推断,该溶液中肯定不存在的离子是( )
A.Al3+、Na+、SO32-、I-
B.Mg2+、Na+、CO32-、I-
C.Al3+、Mg2+、I-、SO32-
D.Al3+、CO32-、Br-、I-
8.(2025·扬州开学考试)某小组用硫铜矿煅烧后的废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O,流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“酸浸”时使用98%的浓硫酸代替稀硫酸有利于提高原料利用率
B.“氧化”后溶液中存在的阳离子有H+、Fe3+、Fe2+、Cu2+
C.“调节pH”时可以选择CuO或Cu(OH)2
D.“还原”过程中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为1∶4
9.(9分)(2024·盐城开学考试)回答下列问题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸后,溶液中大量存在的阳离子有 (填离子符号)。
(2)某透明溶液仅含Na+、Fe2+、Ba2+、Al3+、NO3-、Cl-、SO42-中的4种离子,且均为1 ml。向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解),则溶液中存在的离子是 。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌消毒、又能絮凝净水的水处理剂,其工业制备反应为Fe(OH)3+ClO-+OH-FeO42-+Cl-+H2O(未配平),每生成1 ml K2FeO4,转移的电子数为 。
(4)自然界中Cr主要以+3价和+6价形式存在。Cr2O72-中的Cr能引起细胞的突变,在酸性条件下可用亚硫酸钠将Cr2O72-还原。其离子方程式为 。
10.(16分)(2025·淮安期中)实验室以Mn2O3废渣(含少量Ca、Mg的氧化物)为原料制备KMnO4的部分实验过程如下:
(1)“浸取”时Mn2O3转化为Mn2+,该反应的离子方程式为 ;提高浸取率的措施有 (任写两种)
(2)“除Ca2+、Mg2+”时,所得溶液中c(Ca2+)c(Mg2+)= [已知:Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=5×10-9]。
(3)“沉锰”时,NH4HCO3溶液作“沉锰”试剂。
①NH4HCO3的水溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”),其溶液中c(HCO3-)、c(NH4+)、c(H+)、c(OH-)从大到小的顺序为 (已知:H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5)。
②此过程需控制温度低于70 ℃,该过程不宜在较高温度下进行的原因是 。
③“沉锰”时,“锰”转化为MnCO3,反应的离子方程式为 。
参考答案
1.C 解析:检验I-时加入AgNO3溶液产生黄色沉淀,加稀硝酸沉淀不溶解,A正确;检验SO32-时加BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸产生SO2,再通入品红溶液,品红溶液褪色,加热又恢复原色,B正确;检验NH4+应加入NaOH溶液并加热,产生使红色石蕊试纸变蓝的气体,C错误;检验Fe2+先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变红,D正确。
2.A 解析:0.1 ml·L-1 NaCl溶液中,四种离子之间相互不反应,且都不与NaCl反应,可以大量共存,A正确;H+与HSO3-反应生成SO2和H2O,不能大量共存,B错误;新制氯水中含有H+,H+和HCO3-反应生成CO2和H2O,且新制氯水与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;OH-和Cu2+反应生成氢氧化铜沉淀,不能大量共存,D错误。
3.B 解析:使无色酚酞溶液变红色的溶液为碱性溶液,铁离子不能大量存在,A错误;氢氧根离子与碳酸氢根离子不能大量共存,C错误;使紫色石蕊溶液呈红色的溶液为酸性溶液,碳酸根离子不能大量存在,D错误。
4.A 解析:氢氧化铜是蓝色沉淀,某溶液中加入氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀,说明原溶液中一定有Cu2+,A正确;玻璃中有钠元素,焰色试验应该用铂丝或光洁无锈的铁丝,不是用玻璃棒,B错误;溶液中也可能含有碳酸根离子或硫酸根离子等,应该加入硝酸酸化的硝酸银溶液,C错误;溶液中也可能有碳酸氢根离子,D错误。
5.B 解析:氢氧化铝是两性氢氧化物,溶于强酸、强碱,不溶于氨水,则溶液中铝离子与一水合氨不能共存的原因是铝离子与一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+,A错误;溶液中氢离子与硫代硫酸根离子不能大量共存的原因是溶液中氢离子与硫代硫酸根离子反应生成硫沉淀、二氧化硫和水,反应的离子方程式为2H++S2O32-S↓+SO2↑+H2O,B正确;溶液中的铁离子可以作过氧化氢分解生成氧气和水的催化剂,Fe3+、H2O2不能大量共存,C错误;溶液中铝离子能与碳酸氢根离子发生互相促进水解的反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,不能大量共存,D错误。
6.B 解析:M点时酸未反应完,故溶液显酸性,Fe2+、NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应不能大量共存,A错误;N点时酸与氢氧化钠恰好完全反应,溶液含有大量Al3+,与K+、NH4+、Cl-、SO42-均不反应,可以大量共存,B正确;S点Al3+与OH-未完全反应,Al3+与HCO3-发生互相促进的水解反应不能大量共存,C错误;R点时氢氧化铝与OH-未完全反应,溶液中含有[Al(OH)4]-,[Al(OH)4]-与HCO3-发生反应不能大量共存,D错误。
7.C 解析:③向所得溶液中滴加淀粉溶液,溶液不变蓝色,则加入氯水后,没有生成I2,原溶液中不含有I-;②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液,无沉淀生成,则表明加入氯水后,没有生成SO42-,原溶液中不含有SO32-;①向溶液中滴加足量氯水后,溶液变橙色,且有无色气泡冒出,则生成了Br2、CO2,原溶液中含有Br-、CO32-。依据离子共存原则,原溶液中不含有Al3+、Mg2+;原溶液应呈电中性,则原溶液中一定含有Na+。综合以上分析,原溶液中一定含有Br-、CO32-、Na+,一定不含有Al3+、Mg2+、I-、SO32-。
8.C 解析:向废渣中加入稀硫酸,发生反应得到Fe3+、Fe2+、Cu2+,加入H2O2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液pH沉淀Fe3+,过滤,向滤液中加入N2H4还原CuSO4生成Cu2O和N2。“酸浸”时使用98%的浓硫酸会氧化Fe2+,产生污染性气体,消耗硫酸的量会增多,不利于提高原料利用率,A错误;“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,因此“氧化”后溶液中存在的阳离子有H+、Fe3+、Cu2+,不存在Fe2+,B错误;“调节pH”时沉淀Fe3+,因此可以选择CuO或Cu(OH)2来消耗H+,促进Fe3+水解,又不引入新的杂质,C正确;“还原”过程CuSO4中Cu的化合价降低,N2H4中N的化合价升高,根据得失电子守恒,“还原”过程中消耗的CuSO4、N2H4的物质的量之比为4∶1,D错误。
9.(1)Fe2+、Fe3+、H+
(2)Na+、Fe2+、NO3-、SO42-
(3)1.806×1024
(4)3SO32-+Cr2O72-+8H+2Cr3++3SO42-+4H2O
解析:(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,可知Y为Fe3O4,将Y溶于过量的盐酸,反应生成氯化亚铁、氯化铁,盐酸有剩余,所以溶液中大量存在的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+。(2)向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变,则一定发生Fe2+、NO3-在酸性条件下反应生成硝酸铁和NO,阴离子种类不变,说明原溶液中存在SO42-,则不含Ba2+,又因溶液中含有四种离子,所含离子的物质的量均为1 ml,由电荷守恒可知,溶液中还含有带一个单位正电荷的阳离子,即一定含有Na+,由上述推断可知,该溶液中所含的离子为Na+、Fe2+、NO3-、SO42-。(3)Fe元素由+3价被氧化为+6价,故每生成1 ml K2FeO4,转移的电子数为3×6.02×1023=1.806×1024。(4)在酸性条件下可用亚硫酸钠将Cr2O72-还原,即Cr2O72-被还原为Cr3+,SO32-被氧化为SO42-,故该反应的离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+2Cr3++3SO42-+4H2O。
10.(1)Mn2O3+SO32-+4H+2Mn2++SO42-+2H2O 粉碎、适当升高温度、搅拌等(任选两种回答,合理即可)
(2)100
(3)①碱性 c(NH4+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
②避免碳酸氢铵温度过高分解 ③Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O
解析:(1)“浸取”时,Mn2O3转化为Mn2+,Mn元素化合价由+3下降到+2,Na2SO3中S元素化合价由+4上升到+6,根据得失电子守恒和电荷守恒配平的离子方程式为Mn2O3+SO32-+4H+2Mn2++SO42-+2H2O;提高废渣浸取率的措施有粉碎、适当升高温度、搅拌等。(2)“除Ca2+、Mg2+”时,所得溶液中c(Ca2+)c(Mg2+)=c(Ca2+)·c2(F-)c(Mg2+)·c2(F-)=Ksp(CaF2)Ksp(MgF2)=5×10-95×10-11=100。(3)①NH4HCO3的水溶液中存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+,Kh=KWKb=10-141.8×10-5=11.8×10-9;HCO3-+H2OH2CO3+OH-,Kh=KWKa1=10-144.4×10-7=14.4×10-7,碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度,则碳酸氢铵的水溶液呈碱性。由于碳酸氢铵的水溶液呈碱性,铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子的水解程度,所以剩余的铵根离子多于碳酸氢根离子,并且溶液显碱性,则氢氧根离子的浓度大于氢离子,所以离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)。②此过程需控制温度低于70 ℃,该过程不宜在较高温度下进行的原因是碳酸氢铵温度过高会分解。③“沉锰”时,“锰”转化为MnCO3,属于非氧化还原反应,所以离子方程式为Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O。
选项
离子
检验试剂及用品
A
I-
AgNO3溶液、稀硝酸
B
SO32-
BaCl2溶液、盐酸、品红溶液
C
NH4+
NaOH溶液、蓝色石蕊试纸
D
Fe2+
KSCN溶液、氯水
选项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4NH4+
B
H+、K+、S2O32-、SO42-
不能大量共存,因发生反应:
2H++S2O32-S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO42-、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
Al3+、Na+、K+、HCO3-
能大量共存,粒子间不反应