全国版2021高考化学一轮复习课时作业6离子反应的三大应用含解析 练习

课时作业(六)　离子反应的三大应用——离子的共存、检验和推断

1．(2019·吉林实验中学检测)下列各组离子中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(　　)

A．H＋、SO、Cl－、OH－ B．H＋、Fe2＋、SO、NO

C．Na＋、OH－、SO、H2PO D．Ba2＋、Na＋、SO、SO

B　[A项中H＋与OH－因生成弱电解质水而不能大量共存；C项中OH－与H2PO发生复分解反应而不能大量共存；D项中Ba2＋与SO、SO因生成BaSO3、BaSO4沉淀而不能大量共存；B项中，在酸性条件下，NO具有强氧化性，会将Fe2＋氧化而不能大量共存，B项符合题意。]

2．(2019·江苏盐城调研)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．1.0 mol·L－1 KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO

B．能溶解Al2O3的溶液：Na＋、K＋、Cl－、SiO

C．无色透明溶液中：Al3＋、Cu2＋、Cl－、HCO

D．使甲基橙变红色的溶液：Mg2＋、K＋、Cl－、SO

D　[A项，Fe2＋是常见还原性离子，与H＋和NO离子之间发生氧化还原反应而不能大量共存，错误；B项，能溶解Al2O3的溶液可能是强酸性或强碱性，酸性条件下SiO不能大量存在，错误；C项，Cu2＋有颜色，不能大量存在，且Al3＋、Cu2＋与HCO发生相互促进的水解反应而不能大量共存，错误；D项，使甲基橙变红色的溶液呈酸性，酸性条件下上述离子之间不发生任何反应，一定能大量共存，正确。]

3．(2016·江苏卷)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。高温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是(　　)

A．通入过量Cl2：Fe2＋、H＋、NH、Cl－、SO

B．加入少量NaClO溶液：NH、Fe2＋、H＋、SO、ClO－

C．加入过量NaOH溶液：Na＋、Fe2＋、NH、SO、OH－

D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na＋、SO、Cl－、ClO－、OH－

D　[Cl2会氧化Fe2＋，A项错误；ClO－会氧化Fe2＋，且H＋会与ClO－结合成弱电解质HClO，B项错误；OH－会与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀，OH－也会与NH反应生成NH3·H2O，C项错误；加入过量的ClO－会氧化Fe2＋生成Fe3＋，过量的OH－会除去Fe3＋和NH，最终溶液中会留下Na＋和SO，ClO－和OH－均是过量的，而ClO－与Fe2＋发生氧化还原反应后会生成Cl－，D项正确。]

4．(2019·湖南H11教育联盟联考)下列离子组在给定条件下可能大量共存的是(　　)

C　[滴加氨水，发生反应Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH，不能大量共存，A错误；S2O与H＋发生反应，Fe2＋与MnO在酸性条件下发生氧化还原反应，不能大量共存，B错误；水电离出的H＋浓度为l×10－12mol·L－1，水的电离受到抑制，说明原溶液为酸或碱溶液，NH、K＋、NO、Cl－在酸性条件下可以大量共存，C正确；通入SO2气体，发生反应ClO－＋SO2＋H2O===2H＋＋Cl－＋SO，不能大量共存，D错误。]

5．(2019·福建福州一中质检)向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是(　　)

C　[A项，加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag＋；B项，HSO也有同样的现象；C项，观察K＋的焰色反应应透过蓝色钴玻璃，排除Na＋的干扰；D项，检验NH应加入浓NaOH溶液，且需要加热。]

6．(2019·河北唐山联考)某溶液X呈无色，且仅可能含有Ba2＋、Na＋、NH、H＋、Cl－、I－、SO、SO八种离子中的几种(不考虑水的电离，且溶液中各离子浓度均为0.1 mol·L－1，向该溶液中滴加少量新制氯水，所得溶液仍为无色。下列关于溶液X的分析中不正确的是(　　)

A．肯定不含Cl－　　　　 B．肯定不含H＋

C．肯定不含NH　　　 D．肯定含有SO

C　[向该溶液中滴加少量新制氯水，所得溶液仍为无色，说明该溶液含有还原性离子SO。相应地，不含有与SO发生反应的Ba2＋、H＋。溶液中各离子浓度均为0.1 mol·L－1，c(SO)＝0.1 mol·L－1，为了满足电荷守恒，必须含有Na＋、NH，c(Na＋)＝0.1 mol·L－1，c(NH)＝0.1 mol·L－1，肯定不含Cl－。]

7．(2019·四川成都模拟)对某溶液中部分离子的定性检验流程如下。相关分析正确的是(　　)

A．步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液

B．可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体

C．步骤②反应为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑

D．铁氰化钾溶液遇Fe2＋显蓝色

A　[溶液中加入过量的某物质后，产生红褐色沉淀，同时产生气体，所以加入的物质是碱，NH和OH－反应得到氨气，铁离子和OH－反应生成氢氧化铁，X是偏铝酸盐，偏铝酸根离子和碳酸氢根离子反应得到氢氧化铝沉淀。步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液或其他强碱溶液，故A正确；可以用湿润的红色石蕊试纸检验生成的氨气，故B错误；步骤②反应为H2O＋AlO＋HCO===Al(OH)3↓＋CO，故C错误；铁氰化钾溶液遇Fe2＋生成蓝色沉淀，故D错误。]

8．(2019·安徽六安一中月考)某固体物质X由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：①取少量样品置于盛有足量水的烧杯中，充分搅拌后仍有部分固体存在，过滤；②将固体置于稀硝酸中无明显变化；③取滤液少许滴加Ba(OH)2溶液后无明显变化，则固体物质X可能为(　　)

A．Na2SO4、Mg(OH)2　　　 B．AgNO3、KCl

C．MgSO4、BaCl2　　　 D．K2SO4、Al(NO3)3

B　[Na2SO4、Mg(OH)2混合物中，Mg(OH)2不溶于水，将Mg(OH)2置于稀硝酸中，固体溶解，A不符合题意；AgNO3、KCl混合物溶于水中，生成不溶物AgCl，将AgCl置于稀硝酸中无明显变化，滤液为KNO3溶液，向其中加入Ba(OH)2溶液无明显变化，B符合题意；MgSO4、BaCl2混合物溶于水后得到不溶物BaSO4和可溶物MgCl2，BaSO4不溶于硝酸，MgCl2溶液中加入Ba(OH)2后有白色沉淀生成，C不符合题意；K2SO4、Al(NO3)3均能溶于水，D不符合题意。]

9．(2018·江西临川二模)溶液X可能含有Na＋、Fe3＋、Ca2＋、SO、 CO 、Cl－、I－中的几种离子。为确定其组成，设计并完成以下实验：

根据上述实验，以下推测合理的是(　　)

A．溶液X中是否存在Na＋还需要通过焰色反应进一步确认

B．溶液X中一定不含Fe3＋、Ca2＋、SO

C．为确定溶液X中是否含有Cl－，可取溶液2加入CCl4充分萃取后，再取上层液体加入AgNO3溶液

D．溶液X的溶质为Na2CO3和NaI

B　[A项，溶液X与足量硝酸钡反应生成白色沉淀，白色沉淀完全溶解在稀盐酸中，说明是碳酸钡，一定含有碳酸根，则一定不存在SO、Fe3＋、Ca2＋，而又由于溶液1中加入新制氯水，得到棕黄色溶液2，说明有单质碘生成，含有碘离子，根据溶液的电中性可判断一定含有钠离子，不需要通过焰色反应进一步确认，氯离子不能确定，错误；B项，由A项分析可知，溶液中一定不存在SO、Fe3＋、Ca2＋，正确；C项，溶液2一定存在氯离子，不能据此判断，错误；D项，由于不能确定氯离子，则溶液X的溶质不一定为Na2CO3和NaI，D项错误。]

10．(2019·黑龙江哈尔滨三中模拟)某溶液中含有大量的K＋、Cl－及X与Y两种离子，现向该溶液加入W试剂，根据实验现象得到的关于X、Y离子的推断能成立的是(　　)

A　[Fe3＋能够氧化I－，使淀粉－KI溶液变蓝，且与K＋、Cl－、SO能够共存，故A正确；K＋、Cl－、Na＋能够共存且不水解，CH3COO－水解，导致溶液显碱性，溶液pH不可能等于7，故B错误；若含有CO，加入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生无色无味的气体，故C错误；加入过量NaOH溶液无明显现象，说明原溶液中没有Mg2＋，故D错误。]

11．(2019·辽宁丹东模拟)某溶液A 可能含有Na＋、Fe3＋、Ba2＋、NH、Cl－、SO、HCO、HSO中的几种离子，溶液中阳离子浓度相同。为了确定其组成，进行如下实验(假设气体全部逸出，忽略H2O2分解)

下列说法不正确的是(　　)

A．溶液A中一定不存在Fe3＋、SO

B．溶液A中肯定存在HCO、HSO、Ba2＋、NH

C．溶液A 中一定存在Cl－，且n(Cl－)＝0.01 mol

D．溶液A中可能存在Na＋，为了确定是否存在，可取溶液通过焰色反应验证

C　[某溶液A中加入足量盐酸酸化的H2O2生成2.33 g沉淀和0.224 L的气体1，则沉淀一定是0.01 mol BaSO4，气体1是0.01mol二氧化碳，所以溶液A中一定含有0.01 mol Ba2＋、0.01mol HCO，一定没有SO；同时可知一定有0.01mol HSO；HCO与Fe3＋发生双水解反应，所以一定没有Fe3＋；加入过量氢氧化钡，生成0.17 g气体2，气体2一定是氨气，则溶液A中一定含有0.01 mol NH；根据电荷守恒，一定含有Cl－；不能确定是否有Na＋，若没有Na＋，n(Cl－)＝0.01 mol，若有Na＋，n(Cl－)>0.01 mol；根据以上分析，溶液A 中一定不存在Fe3＋、SO，A正确；溶液A中肯定存在HCO、HCO、Ba2＋、NH，B正确；溶液A中一定存在Cl－，且n(Cl－)≥0.01 mol，C错误；Na＋焰色反应呈黄色，溶液A中可能存在Na＋，为了确定是否存在，可取溶液通过焰色反应验证，D正确。]

12．(2019·河南新乡一中月考)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解)，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol·L－1。

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：

①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。

②取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

③另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

请推断：

(1)由①、②、③判断，溶液中一定不含有的阳离子是__________，一定不含的阴离子是________(写离子符号)。

(2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是____________________，④中生成白色沉淀的离子方程式是____________________。

(3)将③中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生反应的化学方程式为__________________________。

(4)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是__________，阴离子是________(写离子符号)。

解析　①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)，说明溶液中没有K＋；②取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化，说明溶液中没有Fe3＋；③另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，说明Fe2＋与NO、H＋反应生成NO，即溶液中有Fe2＋、NO，则没有CO，加盐酸后溶液中阴离子种类不变，说明原溶液中有Cl－，加盐酸后溶液依然澄清说明溶液中没有SiO；④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中有SO。(1)根据上述分析，由①、②、③判断，溶液中一定不含有的阳离子是K＋、Fe3＋，一定不含的阴离子是CO、SiO。(2)③中加入少量盐酸生成无色气体，是Fe2＋与NO、H＋反应生成NO，其离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；④中生成的白色沉淀为硫酸钡，反应的离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓。(3)③中所得红棕色气体为NO2，将NO2通入水中，与水反应生成NO，气体变无色，反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(4)由以上推断可知溶液中阴离子为Cl－、NO、SO，且各为0.1 mol·L－1；已经推断出存在的阳离子是Fe2＋，其浓度为0.1 mol·L－1，由电荷守恒可知溶液中还有一种＋2价阳离子，所以还有Mg2＋，故甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是Fe2＋、Mg2＋，阴离子是Cl－、NO、SO。

答案　(1)K＋、Fe3＋　CO、SiO　(2)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　Ba2＋＋SO===BaSO4↓　(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　(4)Fe2＋、Mg2＋　Cl－、NO、SO

13．(2019·陕西西安中学期中)在Na＋浓度为0.5 mol·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________。

(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为__________________。

(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：______________________。

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CO，其浓度为0.56 L÷22.4 L/mol÷0.1 L＝0.25 mol·L－1，CO与Ag＋、Mg2＋、Ba2＋不能大量共存，则溶液中一定无Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；且能生成白色沉淀，因此有SiO，发生的反应为SiO＋2H＋===H2SiO3↓，且SiO的浓度为2.4 g÷60 g·mol－1÷0.1 L＝0.4 mol·L－1；由实验Ⅲ可知溶液中不含SO；根据电荷守恒原则知2c(CO)＋2c(SiO)＝2×0.25 mol·L－1＋2×0.4 mol·L－1＝1.3 mol·L－1＞0.5 mol·L－1，因此必有K＋，至少为0.8 mol·L－1，不能确定有无NO。

答案　(1)Ag＋、Mg2＋、Ba2＋　(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓

(3)如表

(4)存在，最小浓度为0.8 mol·L－1