专题05 离子反应
1.在含有大量H+、Fe3+、SO的溶液中,还能大量存在的离子是( )
A.CO B.Ba2+
C.SCN- D.NH
【答案】D
【解析】CO与H+反应,不共存,A错误;Ba2+与SO反应生成BaSO4沉淀,不共存,B错误;SCN-与Fe3+能够形成血红色的络合物,不共存,C错误;NH与题中所给的三种离子都共存,D正确。
2.在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( )
A.K+、AlO、Cl-、SO B.H+、Ba2+、Cl-、NO
C.Ca2+、Fe2+、NO、HCO D.Na+、Cl-、CO、SO
【答案】A
3.下列体系中,离子能大量共存的是( )
A.无色透明的酸性溶液:MnO、K+、Cl-、SO
B.使酚酞变红的溶液:K+、Na+、NO、Cl-
C.滴加KSCN溶液显红色的溶液:NH、K+、Cl-、I-
D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:Na+、Ba2+、NO、OH-
【答案】B
【解析】A项,MnO在溶液中呈紫红色,错误;B项,使酚酞变红的溶液显碱性,在碱性条件下,K+、Na+、NO、Cl-互不反应,能大量共存,正确;C项,滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,错误;D项,HCO与OH-反应生成CO和H2O,不能大量共存,错误。
4.在下列条件下,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
Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
13
A.c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液:K+、Na+、AlO、S2O
B.上表提供的数据下:HClO、HCO、ClO-、CO
C.能与Al反应生成H2的溶液:NH、Ca2+、NO、I-
D.中性溶液中:CO、Na+、SO、AlO
【答案】A
5.甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO、SO中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 mol·L-1乙溶液中c(H+)>0.1 mol·L-1;③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。下列结论不正确的是( )
A.甲溶液含有Ba2+ B.乙溶液含有SO
C.丙溶液含有Cl- D.丁溶液含有Mg2+
【答案】D
【解析】0.1 mol·L-1乙溶液中c(H+)>0.1 mol·L-1,则乙应该是硫酸;向丙溶液中滴入AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,说明丙中含有Cl-;将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成,则这三种白色沉淀分别是硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钡,所以甲中含有Ba2+和OH-,则甲应该是氢氧化钡,丙是氯化镁,丁是碳酸氢铵,所以D项不正确。
6.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( )
选项
W试剂
实验现象
X、Y离子的推测
A
淀粉KI溶液
溶液变蓝
Fe3+、SO
B
用pH试纸检测
pH=7(常温)
CH3COO-、Na+
C
硝酸酸化的AgNO3溶液
白色沉淀
CO、NH
D
过量NaOH溶液
无明显现象
Al3+、Mg2+
【答案】A
13
【解析】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Al3+、Mg2+,故D错误。
7.某温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-) 有如图所示关系。下列条件下能够大量共存的一组离子是( )
A.a点对应的溶液:
Na+、K+、SO、Cl-
B.b点对应的溶液:I-、Mg2+、K+、ClO-
C.c点对应的溶液:Na+、S2-、F-、NH
D.a点对应的溶液:CO、Cl-、Al3+、SO
【答案】A
8.在强酸性无色溶液中,下列离子组能大量共存的是( )
A.Na+、K+、OH-、Cl- B.Na+、Cu2+、SO、NO
C.K+、Mg2+、SO、Cl- D.Ba2+、HCO、NO、K+
【答案】C
【解析】强酸性溶液中含大量的H+,H+、OH-结合生成弱电解质H2O,不能大量共存,故A错误;Cu2+为蓝色,不能大量存在,故B错误;H+、HCO结合生成CO2和H2O,不能大量共存,故D错误。
9.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.能使石蕊显红色的溶液:K+、Mg2+、HCO、SO
B.水电离出来的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液:NH、Fe2+、NO、Cl-
C.=1012的溶液:K+、Fe3+、Cl-、SO
D.加入铝片能放出H2的溶液:Na+、CH3COO-、Cu2+、SO
【答案】C
13
【解析】能使石蕊显红色的溶液呈酸性,HCO不能大量存在,A错误;水电离出来的c(H+)=10-13 mol·L-1溶液可能呈强酸性或强碱性,酸性条件下NO将Fe2+氧化为Fe3+,不能大量存在,碱性条件下,NH、Fe2+不能大量存在,B错误;=1012的溶液呈酸性,K+、Fe3+、Cl-、SO互不反应,能大量共存,C正确;加入铝片能放出H2的溶液可能呈酸性或强碱性,酸性条件下,CH3COO-与H+反应生成弱电解质CH3COOH,碱性条件下,Cu2+与OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,不能大量共存,D错误。
10.某混合溶液中所含离子的浓度如下表,则M离子可能为( )
所含离子
NO
SO
H+
M
浓度/(mol·L-1)
2
1
2
1
A.Cl- B.Ba2+
C.Na+ D.Mg2+
【答案】D
【解析】根据电荷守恒可知M带2个正电荷,由于Ba2+与SO不能大量共存,所以M是Mg2+。
11.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:CO、Na+、Cl-、SO
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe3+、Ba2+、K+、NO
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-
【答案】D
【解析】a点处溶液呈中性,CO在中性溶液中不能大量存在,A错误;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点所对应的溶液一定呈碱性,所给离子能大量共存,D正确。
12.下列各组离子一定能在常温下指定环境中大量共存的是( )
A.无色溶液中:Al3+、NH、Cl-、HCO
B.加入甲基橙显红色的溶液中:Fe2+、Na+、SO、NO
C.水电离出来的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液:K+、HCO、I-、ClO-
D.pH=1的溶液:Fe2+、Cl-、Na+、SCN-
【答案】D
13
13.下列分散系中存在的粒子种类不正确的是( )
选项
分散系
存在粒子
A
氯水
Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH-
B
明矾溶液
K+、Fe3+、SO、H2O、H+、OH-
C
碳酸钠溶液
Na+、CO、HCO、H2CO3、H2O、H+、OH-
D
氯化钠与溴化钾混合溶液
K+、Na+、Cl-、Br-、H2O、H+、OH-
【答案】B
【解析】氯水中存在氯气分子和水分子,另外还需考虑氯气与水的反应及水的电离,故A正确;明矾溶液里存在Al3+及水解产物Al(OH)3,不存在Fe3+,故B错误;碳酸钠溶液里存在CO的水解及水的电离,故C正确;氯化钠和溴化钾混合后不发生化学反应,但存在水的电离,故D正确。
14.硫酸铁铵[Fe2(SO4)3·(NH4)2SO4·6H2O]广泛用于生活用水的净化处理。制备硫酸铁铵的实验中,过滤出产品后,常温下另取母液(pH<1),向其中加入指定物质,反应后溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.加入过量NaOH溶液:Na+、NH、SO、OH-
B.加入过量KI溶液:K+、Fe2+、NH、SO、I-
C.加入过量BaCl2溶液:Ba2+、NH、Fe3+、SO、Cl-
D.加入过量KSCN溶液:K+、NH、Fe3+、SO、SCN-
【答案】B
13
15.下列离子或分子组中,在相应的环境中一定能大量共存的是( )
选项
环境要求
离子或分子
A
Al2(SO4)3溶液中
K+、AlO、Cl-、NO
B
滴加石蕊溶液显蓝色的溶液中
Na+、K+、SO、S2-
C
水电离产生的c(OH-)=10-12 mol·L-1的溶液
ClO-、CO、NH、K+
D
氯气中
O2、NH3、CO2、HCl
【答案】B
【解析】Al2(SO4)3溶液中,AlO与Al3+发生相互促进水解反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;S2-、SO在碱性溶液中不发生氧化还原反应,在溶液中能大量共存,故B正确;水电离产生的c(OH-)=10-12 mol·L-1的溶液中存在大量H+或OH-,CO、ClO-均与H+反应,NH与OH-反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;NH3与HCl相遇立即生成NH4Cl,且在常温下NH3也能被Cl2氧化为N2,故D错误。
16.下列离子组在给定条件下能否大量共存的判断正确,所发生反应的离子方程式也正确的是( )
选项
条件
离子组
离子共存判断及
反应的离子方程式
A
滴加氨水
Na+、Al3+、Cl-、NO
不能共存,Al3++3OH-===Al(OH)3↓
B
pH=1的溶液
Fe2+、Al3+、SO、MnO
不能共存,5Fe2++MnO+8H+===Mn2++5Fe3++4H2O
C
由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol·L-1的溶液
NH、Na+、NO、Cl-
一定共存,NH+H2ONH3·H2O+H+
D
通入少量SO2气体
K+、Na+、ClO-、SO
不能共存,2ClO-+SO2+H2O===2HClO+SO
【答案】B
13
17.7无色溶液中含有:①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO、⑥SO、⑦Fe2+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
【答案】A
【解析】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SO,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SO存在,因为该溶液中一定存在SO,加入氯水后会将SO氧化为SO,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,故A正确。
18.为检验某种钠盐溶液中含有的阴离子是SO、CO还是OH-、Cl-,下面设计的方案中合理的是( )
A.检验CO:向待测液中加入足量的盐酸产生气泡,将气体通入浓Ba(OH)2溶液有白色沉淀生成
13
B.检验SO:向待测液中加入盐酸至酸性,未见沉淀或气体生成,再加入BaCl2溶液出现白色沉淀
C.检验OH-:向待测液中加入石蕊溶液,溶液变红色
D.检验Cl-:向待测液中加入AgNO3溶液和稀盐酸的混合液,有白色浑浊物出现
【答案】B
【解析】A项待测液与盐酸产生的气体通入浓Ba(OH)2溶液有白色沉淀生成,不一定是CO,还可能是SO;C项溶液中若有OH-,则OH-会使溶液变成蓝色;D项中AgNO3溶液和稀盐酸的混合液,就会有白色浑浊物出现,无法检验待测液中是否含有Cl-。
19.根据下表提供的数据可知,在溶液中能大量共存的微粒组是( )
化学式
电离常数
CH3COOH
K=1.7×10-5
HCN
K=4.9×10-10
H2CO3
K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11
A.H2CO3、HCO、CH3COO-、CN-
B.HCO、CH3COOH、CN-、CO
C.HCN、HCO、CN-、CO
D.HCN、HCO、CH3COO-、CN-
【答案】D
20.Ⅰ.写出碳酸氢钠和次氯酸在水溶液中的电离方程式:________________________、___________。
Ⅱ.某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Al3+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种,回答下列问题:
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是________________。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是________。
(3)取(2)中的滤液,加入过量的稀氨水(NH3·H2O),出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有________,有关的离子方程式为_______________________________________________。
13
(4)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的________。
A.Cl- B.NO
C.CO D.OH-
(5)请设计实验证明原溶液中有Na+(写出详细实验操作过程及现象)_______________。
【答案】Ⅰ.NaHCO3===Na++HCO
HClOH++ClO-
Ⅱ.(1)Cu2+、Fe3+ (2)Ag+
(3)Al3+ Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH (4)B (5)取一根铂丝或铁丝,用盐酸洗净,并在火焰上灼烧至无色,蘸取少量溶液,置于火焰上灼烧,火焰呈黄色。
21.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。
阳离子
K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
阴离子
Cl-、CO、NO、SO、SiO
某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_______________,一定不含有的阴离子是_____________(写离子符号)。
13
(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)该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)。
【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
22.雾霾严重影响人们的生活与健康,某地区的雾霾中可能含有如下离子中的若干种:NH、Ba2+、Fe2+、Cl-、NO、CO、SO。某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后得到试样溶液,设计并完成如下实验:
试回答下列问题:
(1)实验①中加入稀盐酸后,有气体A生成,溶液B依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。据此可知原溶液中一定含有________,一定不含有________(填离子符号)。
(2)实验②中逐渐加入碳酸氢钠溶液,立即有气泡产生,反应的离子方程式为___________________,一段时间后又有沉淀出现,这时的离子方程式为_________________________。
(3)气体F的成分为________(填化学式)。
(4)根据实验③现象该同学认为原溶液中一定含有SO,有其他同学认为其结论不合理,又进行了后续实验④,最终确定原溶液中含有SO,试写出实验④可行的操作方法及现象_________________。
【答案】(1)Cl-、Fe2+、NO CO
(2)H++HCO===CO2↑+H2O
Fe3++3HCO===3CO2↑+Fe(OH)3↓
(3)NH3 (4)向沉淀G中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,则含有SO[或取少量原溶液于试管中,滴加BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液,若产生白色沉淀,则含有SO。
13
23.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。
阳离子
K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
阴离子
NO、CO、SiO、SO
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):
序号
实验内容
实验结果
Ⅰ
向该溶液中加入足量稀盐酸
产生白色沉淀并放出0.56 L(标准状况下)气体
Ⅱ
将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量
固体质量为2.4 g
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液
无明显现象
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和必要的计算,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“?”)。
阴离子
NO
CO
SiO
SO
c/(mol·L-1)
13
(4)判断K+是否存在________(填“存在”或“不存在”),若存在求其最小浓度________ mol·L-1,若不存在说明理由:________________________________。
【答案】(1)Ag+、Mg2+、Ba2+
(2)SiO+2H+===H2SiO3↓
(3)
阴离子
NO
CO
SiO
SO
c/(mol·L-1)
?
0.25
0.4
0
13