高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 电解质的电离 离子反应精练

基础练21 离子反应的应用

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．准确移取20.00 mL某待测HCl溶液置于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是(　　)

A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定

B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大

C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定

D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小

B　[滴定管在装液前必须用NaOH标准液润洗，否则消耗的标准液体积偏大，测定酸的浓度偏大，故A错误；碱滴定酸，氢离子浓度逐渐减小，则随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大，故B正确；用酚酞作指示剂，滴定前锥形瓶中为无色溶液，则当锥形瓶中溶液由无色变红色时停止滴定，故C错误；滴定终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则消耗的标准液偏大，则测定酸的浓度偏大，故D错误。]

2．工业上向锅炉中注入Na2CO3溶液，在浸泡过程中将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去。下列叙述不正确的是(　　)

A．温度升高，Na2CO3溶液中水的KW和c平(OH－)均会增大

B．沉淀转化的离子方程式为CO＋CaSO4===CaCO3＋SO

C．在盐酸中，CaCO3可以溶解而CaSO4不可以溶解

D．Na2CO3溶液中通入CO2后，溶液中阴离子浓度均减小

D　[A项，温度升高，水的电离平衡正向移动，水的离子积常数增大，同时CO的水解程度增大，故c平(OH－)增大，A项正确。B项，微溶的CaSO4转化为CaCO3沉淀，B项正确。C项，CaCO3溶于盐酸，而CaSO4不溶，C项正确。D项，Na2CO3溶液中通入CO2后，溶液中的阴离子有CO、HCO、OH－，其中CO、OH－浓度减小，而HCO浓度增大，D项不正确。]

3．实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：甲基橙：3.1～4.4；石蕊：5.0～8.0；酚酞：8.2～10.0。用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是(　　)

A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂

C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂

D　[NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好完全反应时生成CH3COONa，由于CH3COO－水解使溶液显碱性，根据题给数据，酚酞的变色范围为pH＝8.2～10.0，只能选用酚酞作为指示剂判断滴定终点，D正确。 ]

4．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＋能氧化I－使淀粉KI溶液变蓝，且与K＋、Cl－、SO能够大量共存，所以A正确；K＋、Cl－、Na＋能够共存且不水解，CH3COO－水解，导致溶液显碱性，溶液的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。]

5．下列各组物质中，利用括号内的试剂及物质间的相互反应不能鉴别的一组是(　　)

A．Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液)

B．NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2SO4溶液)

C．NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液)

D．(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液)

C　[A项，可先利用FeCl3溶液鉴别出Ba(OH)2[产生红褐色Fe(OH)3沉淀]和KSCN(溶液变为血红色)，然后再利用Ba(OH)2鉴别出Mg(NO3)2(产生白色沉淀)，最后一种即为NaCl，故能鉴别；B项，可将四种物质分别加入H2SO4溶液中，产生无色无味气体的是NaHCO3，产生白色沉淀的是Na2SiO3，产生刺激性气味气体的是(NH4)2SO3，余下的即是NaNO3，故能鉴别；C项，用AgNO3溶液无法鉴别CaCl2和K2CO3；D项，可将KOH溶液分别逐滴加入四种物质的溶液中，产生蓝色沉淀的是CuSO4溶液，先产生白色沉淀后沉淀又溶解的是AlCl3溶液，加热有刺激性气味气体产生的是(NH4)3PO4溶液，没有明显现象的是NaBr溶液，故能鉴别。]

6．醋酸铅(CH3COO)2Pb是一种易溶于水的盐类，实验测得其水溶液的导电性很弱。实验室常利用湿润的醋酸铅试纸检查H2S气体，是利用醋酸铅与氢硫酸(H2S水溶液)反应生成深黑色的PbS沉淀。该反应属于离子互换反应，它的离子方程式书写形式符合规定的是(　　)

A．Pb2＋＋S2－===PbS↓

B．(CH3COO)2Pb＋S2－===PbS↓＋2CH3COO－

C．Pb2＋＋H2S===PbS↓＋2H＋

D．(CH3COO)2Pb＋H2S===PbS↓＋2CH3COOH

D　[在书写离子方程式时，只有易溶的强电解质才能改写成离子，硫化氢水溶液为弱酸，即H2S为弱电解质，不能改写成离子；从题目已知条件可知，醋酸铅虽易溶于水，但水溶液导电性很弱，说明溶液中的离子数目较少，即(CH3COO)2Pb是难电离的物质。本题分析一定要突破“易溶盐是强电解质”的思维定式。]

7．(双选)能够用所列试剂检验出相应离子的一组是(　　)

CD　[HCO、HSO、CO都能使澄清石灰水变浑浊，A选项错误；SO、CO都能和Ag＋反应产生白色沉淀，B选项错误。]

8．下列实验误差分析错误的是(　　)

A．滴定管未润洗直接加入标准液，则测得待测液浓度偏大

B．用容量瓶配制溶液，定容时仰视刻度线，所配溶液浓度偏小

C．用润湿的pH试纸测稀酸溶液的pH，测定值偏小

D．测定中和反应的反应热时，将碱溶液缓慢倒入酸溶液中，所测温度偏低

C　[滴定管未润洗直接加入标准液，造成标准液浓度偏小，则滴定时消耗标准液体积偏大，导致测得待测液浓度偏大，A正确；用容量瓶配制溶液，定容时仰视刻度线，溶液的体积偏大，所配溶液浓度偏小，B正确；将pH试纸润湿后相当于将待测液稀释，使稀酸溶液中c(H＋)减小，pH测定值偏大，C错误；测定中和反应的反应热时，将碱溶液缓慢倒入酸溶液中，会造成热量的散失，导致所测温度偏低，D正确。]

9．某含有Na＋的澄清溶液中可能还存在NH、Fe2＋、I－、Br－、CO、SO六种离子中的几种。将该溶液进行如下实验：①滴加足量的新制氯水，有气泡生成，溶液变黄色；②向“①”中所得溶液中加入BaCl2溶液，无沉淀生成；③向“①”中所得溶液中加入淀粉溶液，不显蓝色。依据上述实验事实推断该溶液(　　)

A．一定呈碱性

B．一定不存在I－、SO、Fe2＋

C．可能存在NH、CO

D．一定存在Fe2＋、Br－、CO

B　[据①知溶液中存在CO，则一定不存在Fe2＋；据②知不存在SO；据③知不存在I－，因此答案选B。]

10．两人分别用同一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH待测溶液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后，使用水洗过的碱式滴定管取碱液置于锥形瓶中；乙则用甲用过的碱式滴定管另取碱液置于刚用水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中，其他操作及读数全部正确。下列说法正确的是(　　)

A．甲操作正确

B．甲测定的数值一定比乙的大

C．甲测定的数值一定比乙的小

D．乙实际测得的数值较准确

D　[中和滴定实验中，锥形瓶不需要用待测液润洗，甲操作不正确，A项错误；甲操作过程中，碱式滴定管没有用碱液润洗，量取的碱液的量比理论值偏小，但甲用碱液将锥形瓶润洗了，使碱液的量又增大，故无法判断最终甲测定的数值比乙的大还是小，B、C项错误；乙用甲使用过的碱式滴定管量取碱液，相当于碱式滴定管已经用碱液润洗了，锥形瓶内有水对实验无影响，故乙实际测得的数值比较准确，D项正确。]

11．测定血液中钙的含量时，可将2.0 mL血液用蒸馏水稀释，然后向其中加入足量草酸铵(NH4)2C2O4晶体，反应生成CaC2O4沉淀。将沉淀用稀硫酸处理得到H2C2O4溶液后，再用酸性KMnO4溶液滴定，得到的氧化产物为CO2，还原产物为Mn2＋，若到达滴定终点时用去20.0 mL 1.0×10－4 mol·L－1的酸性KMnO4溶液。

(1)写出用酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液的离子方程式：_____________________________________________________________。

(2)判断滴定终点的方法是_________________________。

(3)计算：血液中含钙离子的浓度为________g·mL－1。

[解析]　(1)KMnO4具有氧化性，在硫酸存在条件下可将H2C2O4氧化为CO2，自身被还原为MnSO4，发生反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

(3)设2.0 mL血液中含Ca2＋的物质的量为x，则

5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4　～　2MnO

5                              2

x    　　           20.0×10－3 L×1.0×10－4 mol·L－1

x＝5.0×10－6mol，1.0 mL血液中Ca2＋的浓度为＝1.0×10－4 g·mL－1。

[答案]　(1)2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　(2)当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色　

(3)1.0×10－4

12．某班学生通过分组实验测定酸碱滴定曲线。

实验用品：0.1 mol·L－1 HCl溶液、0.1 mol·L－1 NaOH溶液、蒸馏水、pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶。

甲、乙、丙3组同学用锥形瓶取体积均为20.00 mL的溶液，且所用的试剂完全相同，根据实验所得的数据绘制的曲线分别如图中a、b、c所示，其中乙和丙两组同学的操作上都存在着不足或失误。请回答下列问题：

(1)甲组同学滴定时选用的滴定管为________(填“酸式”或“碱式”)滴定管，最后一次润洗滴定管应选用实验用品中的________进行润洗。

(2)乙组同学操作上的不足之处是________________。

(3)造成丙组同学的曲线与甲组同学不同的原因可能是_______(填序号)。

A．用待装液润洗锥形瓶

B．滴定使用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有气泡未排出，滴定后气泡消失

C．滴定前后对滴定管进行读数的视线分别如图所示

[解析]　(1)甲组同学所进行的实验为用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL的0.1 mol·L－1 HCl溶液，滴定时所用的滴定管应为碱式滴定管，最后一次润洗时要选用0.1 mol·L－1 NaOH溶液。

(2)由曲线b知，滴定过程中，在滴定终点附近测试和记录pH的间隔过大，未观察到“突变”现象。

(3)由图示可知丙组同学在滴定完成时所用NaOH溶液体积偏大，A、B项符合题意；滴定前仰视，滴定后俯视，会使所读取的NaOH溶液体积偏小，C项不符合题意。

[答案]　(1)碱式　0.1 mol·L－1 NaOH溶液

(2)在滴定终点附近测试和记录pH的间隔太大　(3)AB

[拓展培优练]

13．如图是用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定10 mL一定物质的量浓度的盐酸的滴定图像，依据图像推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的(　　)

D　[由图像可知，30 mL NaOH溶液恰好中和10 mL盐酸，则3c(NaOH)＝c(HCl)，表中A、D组属此种情况，但A组中c(HCl)＝0.12 mol·L－1，c平(H＋)＝0.12 mol·L－1，pH＜1，不符合图像；D组中c(HCl)＝0.09 mol·L－1，pH＞1，加入20 mL NaOH后溶液的c平(H＋)＝＝1×10－2mol·L－1，pH＝－lg(1×10－2)＝2，正好符合题意。]

14．加碘食盐中的碘以碘酸钾(KIO3)的形式存在。已知溶液中的IO和I－发生反应：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。根据此反应，可用试纸和一些生活中常用的物质进行实验，证明食盐中存在IO，除食盐外可供选用的物质有：

①自来水　②蓝色石蕊试纸　③碘化钾淀粉试纸

④淀粉　⑤食糖　⑥食醋　⑦白酒

进行上述实验时必须使用的物质是(　　)

A．①③　 B．③⑥

C．②④⑥   D．①②④⑤⑦

B　[根据题目信息可知，在酸性条件下，IO可氧化I－生成单质碘。由题意知，要证明食盐中有IO，应用到I－、淀粉和酸。现给出了KI­淀粉试纸，包括了前两种试剂，所以再选用食醋便可完成上述检验。向待测液中加入醋酸，然后将溶液滴在KI­淀粉试纸上，若试纸变蓝，即证明有IO。]

15．溶液X中含有下表中的某5种离子，且其浓度均为0.1 mol·L－1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体生成，经分析，反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是    (　　)

A．X溶液中不可能含有HCO或CO

B．生成无色气体的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

C．根据电荷守恒，原溶液中一定含Mg2＋

D．X溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子

D　[各种离子的物质的量浓度均为0.1 mol·L－1，向溶液X中加入足量的稀盐酸，有无色气体生成，且反应前后溶液中阴离子的种类没有变化，所以气体不可能是CO或HCO产生的，根据表中的离子，可推知该气体是Fe2＋、NO在酸性环境下生成的NO，加入盐酸，溶液中阴离子种类不变，所以原来溶液中含有Cl－，因Fe2＋与OH－反应，所以原溶液中无OH－，根据电荷守恒，还含有阴离子SO，由于总共含有5种离子，再根据电荷守恒可知还含有一种带有两个正电荷的Mg2＋，所以原溶液中含有的5种离子为Cl－、NO、SO、Fe2＋、Mg2＋。根据分析可知，溶液中一定不存在HCO与CO，A正确；生成的无色气体为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，B正确；原溶液中一定含有Mg2＋，C正确；原溶液中含有的5种离子为Cl－、NO、SO、Fe2＋、Mg2＋，有2种阳离子、3种阴离子，D错误。]

16．25 ℃时，取浓度均为0.100 0 mol·L－1的醋酸溶液和氨水各20.00 mL，分别用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液、0.100 0 mol·L－1盐酸进行中和滴定，滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．根据滴定曲线可得，25 ℃时Ka(CH3COOH)≈Kb(NH3·H2O)≈10－5mol·L－1

B．当NaOH溶液和盐酸滴加至20.00 mL时，曲线Ⅰ和Ⅱ刚好相交

C．曲线Ⅰ表示的滴定过程一般选择甲基橙作指示剂

D．在逐滴加入NaOH溶液或盐酸至40.00 mL的过程中，水的电离程度先增大后减小

B　[曲线Ⅰ的起点溶液为碱性，表示用盐酸滴定氨水，开始时氨水的pH约为11，即溶液中c(OH－)≈10－3mol·L－1，则NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝≈＝1×10－5mol·L－1；曲线Ⅱ的起点溶液为酸性，表示用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液，开始时醋酸溶液的pH约为3，同理得到Ka(CH3COOH)≈1×10－5mol·L－1，A正确。当NaOH溶液和盐酸滴加至20.00 mL时，氢氧化钠与醋酸反应生成CH3COONa，溶液显碱性，溶液的pH＞7；盐酸与氨水反应生成氯化铵，溶液显酸性，溶液的pH＜7，此时曲线Ⅰ和Ⅱ不相交，B错误。根据选项B的分析，曲线Ⅰ到达滴定终点时，溶液显酸性，因此选用甲基橙为指示剂，C正确。酸和碱对水的电离起抑制作用，在逐滴加入NaOH溶液(或盐酸)过程中，溶液的酸性(或碱性)逐渐减弱，水的电离程度逐渐增大，当恰好完全反应时，水的电离程度达到最大，之后继续滴入NaOH溶液(或盐酸)，溶液的碱性(或酸性)逐渐增强，水的电离程度逐渐减小，D正确。]

17．氧化还原滴定与中和滴定类似，指的是用已知浓度的氧化剂(还原剂)溶液滴定未知浓度的还原剂(氧化剂)溶液。现有0.001 mol·L－1 KMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液，已知二者发生氧化还原反应的离子方程式是2MnO＋5HSO＋H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O，通过滴定实验测定NaHSO3溶液的浓度。完成下列问题：

(1)该滴定实验所需的仪器有_______________(填序号)。

A．酸式滴定管(50 mL)　　 B．碱式滴定管(50 mL)

C．量筒(10 mL) D．锥形瓶

E．铁架台     F．滴定管夹

G．烧杯     H．白纸

I．胶头滴管     J．漏斗

(2)不能用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液，原因是___________________________________。

(3)该滴定实验________(填“需要”或“不需要”)另加入指示剂，说明理由：__________________________________。

(4)滴定前平视KMnO4酸性溶液的液面，读数为a mL，滴定后俯视液面，读数为b mL，则(b－a)mL比实际消耗的KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。则根据(b－a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度______(填“大”或“小”)。

[答案]　(1)ABDEFGH　(2)碱　KMnO4酸性溶液有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管上的橡胶管　(3)不需要　KMnO4溶液为紫红色，滴定至终点时，混合溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色　(4)少　小