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專題四 離子反應(yīng) 1.解釋下列事實(shí)的方程式正確的是 (　　) A.純堿溶液顯堿性:CO32-+2H2OH2CO3+2OH- B.用稀硝酸清洗試管內(nèi)壁附著的銀:Ag+2H++NO3-Ag++NO2↑+H2O C.向煤中加入石灰石可減少煤燃燒時(shí)SO2的排放:CaCO3+O2+SO2CO2+CaSO4 D.碳酸氫鈉溶液與過量澄清石灰水混合出現(xiàn)白色沉淀:HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O 2.下列反應(yīng)式正確的是 (　　) A.鉛蓄電池充電時(shí)陰極的反應(yīng)式:Pb2++2e-Pb B.堿性鋅錳干電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式: Zn-2e-Zn2+ C.NH4Al(SO4)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng):Al3++4OH-AlO2-+2H2O D.用鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+:3FeCl2+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2↓+6KCl 3.下列離子方程式書寫正確的是 (　　) A.向明礬溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-沉淀完全:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-3BaSO4↓+2Al(OH)3↓ B.Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀鹽酸:Fe2++NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O C.少量的SO2通入NaClO溶液:SO2+3ClO-+H2OSO42-+Cl-+2HClO D.Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng):HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O 4.下列離子方程式書寫不正確的是 (　　) A.用兩塊銅片作電極電解鹽酸:Cu+2H+H2↑+Cu2+ B.NaOH溶液與足量的Ca(HCO3)2溶液反應(yīng): 2HCO3-+2OH-+Ca2+CaCO3↓+ 2H2O+CO32- C.等物質(zhì)的量的FeBr2和Cl2在溶液中的反應(yīng):2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++Br2+4Cl- D.氨水吸收少量的二氧化硫:2NH3H2O+SO22NH4++SO32-+H2O 5.下列選項(xiàng)中涉及的離子方程式書寫正確的是 (　　) A.向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:Ca2++2OH-+2HCO3-CaCO3↓+CO32-+2H2O B.室溫下測(cè)得NH4HSO4溶液的pH<7,主要是因?yàn)榇嬖?NH4++H2ONH3H2O+H+ C.用重鉻酸鉀溶液滴定草酸:Cr2O72-+14H++3C2O42-2Cr3++6CO2↑+7H2O D.向AgCl沉淀中加入過量的氨水使AgCl溶解: AgCl+2NH3H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O 6.下列化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是 (　　) A.0.01 molL-1 NH4Al(SO4)2溶液與0.02 molL-1 Ba(OH)2溶液等體積混合產(chǎn)生沉淀:NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3H2O B.向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸:Na2SiO3+2H+H2SiO3↓+2Na+ C.NH4HCO3溶液與過量NaOH溶液共熱:NH4++OH-NH3↑+H2O D.濃硝酸中加入過量鐵粉并加熱:Fe+3NO3-+6H+ Fe3++3NO2↑+3H2O 7.在水溶液中能大量共存的一組離子是 (　　) A.NH4+、CH3COO-、Na+、H+ B.AlO2-、Na+、K+、HCO3- C.Mg2+、Na+、SO42-、NO3- D.ClO-、Na+、K+、Fe2+ 8.常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是 (　　) A.無色透明的溶液中: NH4+、Fe3+、SO42-、OH- B.c(NO3-)=1 molL-1的溶液中:H+、Fe2+、SO42-、Cl- C.能使甲基橙變紅的溶液中: Na+、NH4+、SO42-、NO3- D.c(H+)c(OH-)=11012的溶液中: Ca2+、Na+、SiO32-、HCO3- 9.符合圖Z4-1所示條件的離子組是 (　　) 圖Z4-1 A.Ba2+、Mg2+、NO3-、CO32- B.H+、Ba2+、Al3+、Cl- C.K+、Ba2+、Cl-、HCO3- D.NH4+、Ba2+、Fe2+、Cl- 10.1 L某溶液A中存在Ba2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、HCO3-、CO32-、Cl-、NO3-、SO42-中的五種離子,濃度均為0.1 molL-1。對(duì)A溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),整個(gè)過程如圖Z4-2所示(部分產(chǎn)物省略),反應(yīng)①后的溶液B與溶液A中的陰離子種類相同。 圖Z4-2 下列結(jié)論正確的是 (　　) A.溶液B中存在的陰離子是Cl-、NO3-、SO42- B.固體C可能是MgO、MgCO3或MgCl2 C.沉淀甲是Fe(OH)3、沉淀乙是Al(OH)3 D.A中不能確定的離子是Ba2+、Al3+和Cl- 11.某無色溶液Y可能含有Na+、Fe3+、Ba2+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO3-、HSO3-中的幾種離子,溶液中陽離子濃度相同。為了確定其組成,某同學(xué)進(jìn)行了如圖Z4-3所示實(shí)驗(yàn)(假設(shè)氣體均全部逸出,忽略H2O2的分解)。下列說法不正確的是 (　　) 圖Z4-3 A.溶液Y中一定不存在Fe3+、SO42- B.溶液Y中一定含有Cl-,且n(Cl-)=0.01 mol C.溶液Y中肯定存在HCO3-、HSO3-、Ba2+、NH4+ D.溶液Y中可能存在Na+,為確定其是否存在,可取溶液1通過焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 12.某校興趣小組的同學(xué)圍繞Fe3+和S2-的反應(yīng),產(chǎn)生了激烈的爭辯,請(qǐng)你幫助他們完成相應(yīng)的記錄。 (1)甲同學(xué)認(rèn)為,類似于Fe3+和I-,Fe3+和S2-也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。其中,甲同學(xué)提到的Fe3+和I-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　。 (2)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)考慮欠周,他認(rèn)為Fe3+和S2-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能跟滴加順序有關(guān)。如果是向氯化鐵溶液中逐滴加入硫化鈉溶液,離子方程式類似于(1)中的離子方程式;如果是向硫化鈉溶液中逐滴加入氯化鐵溶液,離子方程式則有所不同,應(yīng)該為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)丙同學(xué)的看法與甲、乙兩位同學(xué)都不同,既然類比,他更傾向于與Al3+和S2-的反應(yīng)類比。這樣說來,丙同學(xué)預(yù)期的Fe3+和S2-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)丁、戊和己三位同學(xué)急了,相約來到了實(shí)驗(yàn)室。其中丁同學(xué)是這樣做的實(shí)驗(yàn): 用托盤天平稱取　　　　g FeCl3固體,溶解在　　　　中,再加適量水配成100 mL溶液備用。取2 mL 0.1 molL-1的FeCl3溶液于試管中,逐滴滴加0.1 molL-1的Na2S溶液。開始局部產(chǎn)生少量的黑色沉淀,振蕩,黑色沉淀立即消失(若不振蕩,黑色沉淀慢慢消失),同時(shí)溶液呈淺黃色渾濁,且有少量的紅褐色絮狀沉淀產(chǎn)生,聞到輕微的臭雞蛋氣味;滴加到5滴Na2S溶液時(shí),溶液開始出現(xiàn)少量的藍(lán)黑色沉淀,振蕩,沉淀不消失;繼續(xù)滴加Na2S溶液,產(chǎn)生大量沉淀。 戊同學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)跟丁同學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)只在滴加順序上存在不同,剛好形成補(bǔ)充。簡述戊同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作:　　　　　　　　　。 (5)己同學(xué)將戊同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中得到的黑色沉淀A,連同實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的FeS藥品(分析純)一起,做了三個(gè)小實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①A+H2O 　無明顯現(xiàn)象,即便加熱至沸騰,沉淀也不溶解,溶液顏色也不改變,更沒有臭雞蛋氣味的氣體生成 ②A+HCl 　黑色沉淀溶解,并出現(xiàn)大量淺黃色沉淀,伴隨有臭雞蛋氣味的氣體生成 ③FeS+HCl 　生成大量臭雞蛋氣味的氣體,但沒有淺黃色沉淀生成 根據(jù)己同學(xué)的實(shí)驗(yàn)可知,黑色沉淀A可能為　　　　(填化學(xué)式);它在中性或堿性溶液中能穩(wěn)定存在。 據(jù)此可知向硫化鈉溶液中加入少量氯化鐵溶液的離子方程式可能為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 13.軟錳礦的主要成分是MnO2,其懸濁液可吸收煙氣中的SO2,所得酸性浸出液又可用于制備高純硫酸錳,其一種工藝流程如圖Z4-4所示。已知金屬單質(zhì)的活動(dòng)性順序?yàn)锳l>Mn>Fe>Ni?；卮鹣铝袉栴}: 圖Z4-4 (1)用離子方程式表示加入“氧化劑(軟錳礦)”的作用:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知: Ksp[Al(OH)3]=1.010-33 Ksp[Ni(OH)2]=1.610-15 Ksp[Mn(OH)2]=4.010-14 Ksp[Fe(OH)3]=2.610-39 “水解沉降”中: ①“中和劑”可以是　　　　(填標(biāo)號(hào))。 A.Al2O3 B.MgO C.H2SO4 D.MnO2 ②溶液的pH應(yīng)不低于　　　　。(離子濃度小于110-6 molL-1時(shí),即可認(rèn)為該離子沉淀完全) (3)“置換”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)。 (4)“結(jié)晶分離”中的部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖Z4-5所示。結(jié)晶與過濾過程中,體系溫度均應(yīng)維持在　　　　(填“27”“60”或“70”)℃。 圖Z4-5 (5)“草酸鈉-高錳酸鉀返滴法”可測(cè)定軟錳礦中MnO2 的純度(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)):取a g MnO2 樣品于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,再加入V1 mL c1 molL-1 Na2C2O4 溶液(足量),最后用c2 molL-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4 ,達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL 標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液。 ①M(fèi)nO2 參與反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②該樣品中MnO2 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　　　　　(列出表達(dá)式即可)。 專題限時(shí)集訓(xùn)(四) 1.D　[解析] 純堿溶液顯堿性:CO32-+H2OHCO3-+OH-,A錯(cuò)誤。用稀硝酸清洗試管內(nèi)壁附著的銀:3Ag+4H++NO3-3Ag++NO↑+2H2O,B錯(cuò)誤。向煤中加入石灰石可減少煤燃燒時(shí)SO2的排放:2CaCO3+O2+2SO22CO2+2CaSO4,C錯(cuò)誤。 2.D　[解析] 鉛蓄電池充電時(shí),陰極上PbSO4得電子發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)為PbSO4+2e-Pb+SO42-,A錯(cuò)誤;堿性鋅錳干電池放電時(shí),Zn失電子生成Zn(OH)2,則負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,B錯(cuò)誤;NH4Al(SO4)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的正確的離子方程式為NH4++Al3++5OH-AlO2-+2H2O+NH3H2O,C錯(cuò)誤;亞鐵離子與鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,可以檢驗(yàn)Fe2+,D正確。 3.C　[解析] 明礬化學(xué)式是KAl(SO4)212H2O,1 mol明礬中有2 mol SO42-,SO42-全部轉(zhuǎn)化成沉淀時(shí),消耗2 mol Ba(OH)2,Al3+全部轉(zhuǎn)化成AlO2-,因此離子反應(yīng)方程式為Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-2BaSO4↓+AlO2-+2H2O,A錯(cuò)誤;NO3-在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,離子反應(yīng)方程式為3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,B錯(cuò)誤;SO2是少量,NaClO具有強(qiáng)氧化性,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2+3ClO-+H2OSO42-+Cl-+2HClO,C正確;NaOH過量,因此離子反應(yīng)方程式為Ca2++2HCO3-+2OH-CaCO3↓+2H2O+CO32-,D錯(cuò)誤。 4.B　[解析] 用兩塊銅片作電極電解鹽酸的離子方程式為Cu+2H+H2↑+Cu2+,A正確;NaOH溶液與足量的Ca(HCO3)2溶液反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O,B錯(cuò)誤;等物質(zhì)的量的FeBr2和Cl2在溶液中反應(yīng),由得失電子守恒可知,亞鐵離子全部被氧化,溴離子一半被氧化,離子方程式為2Fe2++2Br-+2Cl22Fe3++Br2+4Cl-,C正確;氨水吸收少量的二氧化硫的離子方程式為2NH3H2O+SO22NH4++SO32-+H2O,D正確。 5.D　[解析] NaOH少量,離子反應(yīng)方程式為Ca2++HCO3-+OH-CaCO3↓+H2O,A錯(cuò)誤;NH4HSO4在水中電離的方程式為NH4HSO4NH4++H++SO42-,溶液顯酸性,主要是因?yàn)殡婋x出H+的緣故,B錯(cuò)誤;重鉻酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能與草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),因草酸是弱酸,不能拆寫成離子,正確的離子方程式是Cr2O72-+8H++3H2C2O42Cr3++6CO2↑+7H2O,C錯(cuò)誤;AgCl沉淀中加入氨水發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),即離子反應(yīng)方程式為AgCl+2NH3H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,D正確。 6.A　[解析] 根據(jù)物質(zhì)的量的關(guān)系可得n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶2,所以1個(gè)Al3+與3個(gè) OH- 結(jié)合生成Al(OH)3沉淀,剩余1個(gè)OH-與1個(gè)NH4+結(jié)合生成NH3H2O,還有2個(gè)BaSO4沉淀,A正確;Na2SiO3可溶于水,應(yīng)寫成離子形式,B錯(cuò)誤;OH-不僅能與NH4+反應(yīng),還能與HCO3-反應(yīng),C錯(cuò)誤;由于鐵粉過量,最終生成Fe2+,D錯(cuò)誤。 7.C　[解析] CH3COO-、H+生成弱電解質(zhì)CH3COOH,A錯(cuò)誤;AlO2-、HCO3-反應(yīng)生成Al(OH)3、CO32-,B錯(cuò)誤;Mg2+、Na+、SO42-、NO3-在水溶液中不反應(yīng),C正確;ClO-、Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng),D錯(cuò)誤。 8.C　[解析] Fe3+為棕黃色,A錯(cuò)誤; NO3-與H+可以組合成HNO3,HNO3能將Fe2+氧化為Fe3+而不能大量共存,B錯(cuò)誤;能使甲基橙變紅的溶液為酸性溶液,酸性條件下Na+、NH4+、SO42-、NO3-與H+均不反應(yīng),相互之間也不反應(yīng),可以大量共存,C正確; c(H+)c(OH-)=11012的溶液中,c(H+)=0.1 molL-1,c(OH-)=110-13 molL-1,溶液顯酸性,SiO32-、HCO3-都和H+反應(yīng)而不能大量存在,D錯(cuò)誤。 9.C　[解析] B、C、D項(xiàng)中的離子能大量共存,A項(xiàng)中的離子不能大量共存;對(duì)于B項(xiàng),加少量稀H2SO4,因生成BaSO4而有白色沉淀,但加入過量NaOH溶液時(shí),溶液中無白色沉淀產(chǎn)生,不符合題意;對(duì)于C項(xiàng),加入少量稀H2SO4時(shí)產(chǎn)生BaSO4沉淀,加入過量NaOH溶液時(shí)產(chǎn)生BaCO3沉淀,符合題意;D項(xiàng),加入稀H2SO4時(shí)產(chǎn)生BaSO4沉淀,但加入過量NaOH溶液時(shí),因生成的Fe(OH)2很快被氧化,最終看不到白色沉淀,不符合題意。 10.A　[解析] 向原溶液中加入足量的鹽酸,有氣體生成;反應(yīng)①后的溶液B與溶液A中的陰離子種類相同,說明反應(yīng)后的溶液中的陰離子的種類沒有變化;結(jié)合整個(gè)過程可知,原溶液中一定含有Cl-,一定沒有HCO3-和CO32-;有氣體生成則含有Fe2+和NO3-;一共有五種離子,濃度均為0.1 molL-1,Fe2+、Cl-、NO3-正好電荷守恒,說明存在的另外兩種離子一種是陽離子,一種是陰離子且?guī)щ娏渴且粯拥?則為Mg2+和SO42-,綜上可知,溶液中存在的五種離子為Fe2+、Cl-、NO3-、Mg2+和SO42-。由以上分析可知, 溶液B中存在的陰離子是Cl-、NO3-、SO42-,A正確; MgCl2不能調(diào)節(jié)溶液的pH,固體C不可能是MgCl2,B錯(cuò)誤;沉淀甲是Fe(OH)3,沉淀乙是Mg(OH)2,C錯(cuò)誤;由以上分析可知,一定有Cl-,沒有Ba2+、Al3+,D錯(cuò)誤。 11.B　[解析] 因?yàn)槭菬o色溶液,因此溶液中不含有Fe3+,加入足量H2O2溶液,出現(xiàn)沉淀,推出原溶液中含有Ba2+,一定不含SO42-,一定含有HSO3-,n(BaSO4)=2.33 g233 gmol-1=0.01 mol,加入鹽酸酸化后,有氣體產(chǎn)生,推出原溶液中一定含有HCO3-,n(HCO3-)=22410-3L22.4 Lmol-1=0.01 mol,加入Ba(OH)2溶液,產(chǎn)生氣體,此氣體為NH3,n(NH4+)=0.17 g17 gmol-1=0.01 mol,溶液中陽離子濃度相同,則n(Ba2+)=n(NH4+)=0.01 mol,加入過量Ba(OH)2溶液不產(chǎn)生BaSO4沉淀,說明n(HSO3-)=n(Ba2+)=0.01 mol,根據(jù)溶液呈現(xiàn)電中性,原溶液中一定含有Cl-,因?yàn)闊o法確定是否含有Na+,因此n(Cl-)可能為0.01 mol(不含Na+),也可能為0.02 mol(含Na+),B錯(cuò)誤。 12.(1)2Fe3++2I-2Fe2++I2 (2)2Fe3++3S2-2FeS↓+S↓ (3)2Fe3++3S2-+6H2O2Fe(OH)3↓+3H2S↑ (4)1.6　濃鹽酸　取2 mL 0.1 molL-1的Na2S溶液于試管中,逐滴滴加0.1 molL-1的FeCl3溶液 (5)Fe2S3　2Fe3++3S2-Fe2S3↓ [解析] (4)根據(jù)題目情境配制的是100 mL 0.1 molL-1的FeCl3溶液,則稱取FeCl3固體質(zhì)量的計(jì)算結(jié)果是1.625 g,但用托盤天平稱量時(shí)只能稱取1.6 g。 13.(1)MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O (2)①B　②5 (3)Mn+Ni2+Mn2++Ni (4)70 (5)MnO2+4H++C2O42-Mn2++2CO2↑+2H2O　87(c1V1-52c2V2)1000a100% [解析] (1)“氧化劑(軟錳礦)”的作用是利用二氧化錳將Fe2+氧化為Fe3+,同時(shí)自身被還原為Mn2+。 (2)①“中和劑”是調(diào)節(jié)溶液pH除去雜質(zhì)離子,同時(shí)不引入新的雜質(zhì)。A會(huì)引入Al3+;C不能除去Fe3+、Al3+;D不能與稀酸反應(yīng)。②由Ksp數(shù)據(jù)知Al3+ 完全沉淀時(shí),Fe3+已全部沉淀,應(yīng)用氫氧化鋁的溶度積常數(shù)計(jì)算。Ksp[Al(OH)3]=1.010-33=c(Al3+)c3(OH-),解得c(OH-)=110-9 molL-1,則c(H+)=110-5 molL-1,pH=5。 (3) “置換”中發(fā)生的反應(yīng)是錳置換出鎳。(4)據(jù)圖可知,結(jié)晶與過濾過程中,體系溫度應(yīng)維持在70 ℃,此時(shí)硫酸鎂溶解度最大,硫酸錳溶解度小,便于析出硫酸錳晶體。 (5)①M(fèi)nO2 與Na2C2O4在酸性條件下反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出離子方程式。②C2O42-在酸性條件下與MnO4-反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,則剩余Na2C2O4的物質(zhì)的量為52c2 molL-1V2 10-3 L=52c2V210-3 mol,與MnO2反應(yīng)的Na2C2O4的物質(zhì)的量為c1V110-3 mol-52c2V210-3 mol,由MnO2+4H++C2O42-Mn2++2CO2↑+2H2O可知,MnO2 的物質(zhì)的量為c1V110-3 mol-52c2V210-3 mol,質(zhì)量為(c1V110-3 mol-52c2V210-3 mol)87 gmol-1,則該樣品中MnO2 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87(c1V1-52c2V2)1000a100%。