2022届高三化学一轮复习实验专题题型必练15离子推断综合题含解析

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(1)写出反应的离子方程式 _________________________。
(2)下列三种情况下，离子方程式与(1)相同的是________(填字母)。
A．向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性
B．向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO 恰好完全沉淀
C．向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
(3)若向装有Ba(OH)2溶液的烧杯里缓缓滴入KAl(SO4)2溶液至Ba2＋恰好完全反应。则反应的离子方程式是___________。
(Ⅱ)某无色溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SO、HCO等离子，当向溶液中加入一定浓度NaOH溶液时，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)ab段生成的沉淀的化学式为_______________；
(2)cd段沉淀减少的离子方程式为_________________；
(3)bc段表明溶液中有______(填离子符号)，检验该离子的实验操作及现象是_______________；
(4)原溶液中一定含有的离子的物质的量之比为______
2．Ⅰ、物质变化观念是化学学科核心素养之一。已知a、b、c、d、e五种物质的相互转化关系如图所示，其中a、d、e为常见的单质，b、c为化合物。
(1)若a、d为短周期非金属单质，且a、d所含元素同主族，a、e所含元素在不同周期。则b、c的沸点：b_________c(填“”或“=”)；a和b反应生成两种氧化物的化学方程式为_________________。
(2)若a是常见的金属单质，点燃发出耀眼白光。d为固态非金属单质，熔点很高，其某种形态单质硬度极大，e为常见的气体单质，则a和b反应的化学方程式为________________________________。
(3)若a、d为常见的金属单质，它们与浓硝酸在加热条件下才能顺利反应。a既可以与强酸反应也可以与强碱反应，d在e中燃烧可以生成b。则足量的d与稀硝酸反应的离子方程式为__________________________________________。
Ⅱ、HNO2是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO2；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe2＋氧化成Fe3＋。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题：
(4)人体正常的血红蛋白含有Fe2＋。若误食亚硝酸盐(如NaNO2)则导致血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋而中毒，服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是________(填字母)。
A．亚硝酸盐被还原 B．维生素C是还原剂
C．维生素C将Fe3＋还原为Fe2＋ D．亚硝酸盐是还原剂
(5)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中，观察到氯水褪色，同时生成NaNO3和HCl，请写出反应的离子方程式：________________________________________________。
3．某强酸性无色溶液中可能含下表离子中的若干种离子。
实验I ：取少量该试液进行如下实验。
实验Ⅱ：为了进一步确定该溶液的组成，取100 mL原溶液，向该溶液中滴加1 ml • L-l的 NaOH溶液，产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）不进行实验就可以推断出，上表中的离子一定不存在的有___________种。
（2）通过实验I可以确定该溶液中一定存在的阴离子是_____________。检验气体X的方法是______________________；沉淀Z的化学式为_________________。
（3）写出实验Ⅱ的图象中BC段对应的离子方程式：_____________________________________。
（4） A点对应的固体质量为__________g。
（5）通过上述信息，推算该溶液中阴离子的浓度为______________ml • L-l。
4．Ⅰ．某钠盐溶液中通入足量氨气，无明显现象．再在所得溶液中通入过量CO2，产生大量白色沉淀。
（1）写出氨气的电子式_______________。
（2）该钠盐溶液中一定不可能含有下列哪种微粒_______________（填编号）。
（3）写出一个通入过量CO2时生成白色沉淀的离子方程式________________。
Ⅱ．电镀工业中往往产生大量的有毒废水，必须严格处理后才可以排放．某种高浓度有毒的含A离子（阴离子）废水在排放前的处理过程如下：
已知：9.0g沉淀D在氧气中灼烧后，产生8.0g黑色固体，反应后的气体通过足量澄清石灰水时，产生10.0g白色沉淀，最后得到的混合气体除去氧气后，还剩余标况下密度为1.25g/L的气体1.12L。
（4）沉淀D的化学式是________________。
（5）写出沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程式______________________。
（6）滤液C中还含有微量的A离子，通过反应②，可将其转化为对环境无害的物质，试用离子方程式表示该原理___________________。
（7）反应①为制得某种元素的低价X离子，从氧化还原反应的角度分析，___________填“能”或“不能”用Na2SO3溶液来代替B溶液，原因是_________________。
（8）设计实验证明所用Na2SO3溶液是否变质_____________________。
5．有一透明溶液甲，欲确定是否含有下列离子：Na+、Mg2+、Al3+、Ba2+、SO、Cl－、I－、HCO，现取该溶液实验如下：
（1）由实验步骤①判断出溶液中肯定不存在的离子是________，能说明这一实验事实的离子方程式是___________________________________
（2）实验步骤③的实验结果说明溶液中不存在__________离子
（3）欲确定的离子中肯定存在的是_______________________________。
（4）为进一步确定其他离子，应该补充的实验是_____________________
A．蒸发 B．过滤 C．焰色反应 D．渗析
6．A、B、C、D四种物质溶于水均完全电离，电离出的离子如下表。
现进行如下实验：
①足量A溶液与B溶液混合共热可生成沉淀甲和刺激性气味气体；
②少量A溶液与C溶液混合可生成沉淀乙；
③A溶液与B溶液均可溶解沉淀乙，但都不能溶解沉淀甲。
请回答：
（1）A的化学式为_________；室温时，将pH相等的A溶液与D溶液分别稀释10倍，pH分别变为a和b，则a _______b(填“>”、“=”或“ SO2，答案为：HCl；高于；
（3）S2Cl2 的电子式为：，答案为：；
（4）工业上制备单质Na是电解熔融NaCl，化学方程式为：2NaCl2Na+Cl2↑，答案为：2NaCl2Na+Cl2↑；
（5）1ml晶体Si在足量O2中燃烧，恢复至室温放出热量989.2kJ/ml，热化学方程式为：Si(s)＋O2(g)═SiO2(s) ΔH＝-989.2kJ/ml，答案为：Si(s)＋O2(g)═SiO2(s) ΔH＝－989.2 kJ·ml―1；
(6) 某溶液中可能含有以下阳离子(忽略由水电离产生的H＋、OH－)：H＋、NH4＋、K＋、Mg2＋、Al3＋，现取100mL该溶液逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀的物质的量与NaOH溶液的体积关系如上图2所示。0~a发生的反应为：H＋+OH－=H2O,a~b生成沉淀，c~d沉淀溶解，但没有溶解完，a~b生成沉淀的离子方程式为：Mg2＋+2OH-=Mg(OH)2↓、Al3＋+3OH-=Al(OH)3↓, c~d的离子方程式为Al(OH)3+ OH-=AlO2-+2H2O, b～c段是铵根离子和氢氧根反应，反应的离子方程式为: NH4+ + OH-= NH3·H2O，根据图上c~d可以看出，溶解0.01ml氢氧化铝沉淀，消耗氢氧化钠的体积为10mL，所以，n(OH-)=n(Al(OH)3)=0.01ml,c(OH-)=0.01ml/0.01L=1ml/L，用c、d表示为：0.01ml/(d-c)×10-3L=10/(d-c) ml·L－1，答案为：NH4+ + OH-= NH3·H2O；10/(d-c) ml·L－1 ；②图上可以看出，氢离子消耗氢氧化钠的体积为10mL，氢氧化铝消耗氢氧化钠的体积为10mL，铝离子和镁离子一共消耗氢氧化钠50mL，即镁离子消耗氢氧化钠20mL，n（Mg2＋）：n（Al3＋）：n（H＋）为1:1:1，答案为：1：1：1。
10．SO42－、Al3+、Fe2+、NH4+ Fe3+ ⑤ 气体由无色变成红棕色 Ba2++SO42－＝BaSO4↓ 3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O
【详解】
（1）在强酸性溶液中氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，硅酸根离子和氢离子反应生成硅酸沉淀，所以一定不会存在CO32-和SiO32-离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，说明一定含有SO42-，含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子；气体A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2+，一定不含NO3-离子；溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH3，说明溶液中含有NH4+；溶液H中溶于CO2气体，生成沉淀K，则K为Al（OH）3，L为NaOH和NaAlO2，说明溶液中含有Al3+；不能确定是否含有的离子Fe3+，检验用硫氰化钾溶液，取少量X溶液放在试管中，加入几滴KSCN，溶液变红色说明有Fe3+，反之无Fe3+；
（2）溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F：NH4++OH-=NH3↑+H2O，氨气电子式为；一氧化氮易被氧化为二氧化氮，则实验中，可以观察到反应②的现象是无色一氧化氮变为红棕色二氧化氮气体；
（3）步骤①在强酸性溶液中加入过量硝酸钡，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，Ba2++SO42－＝BaSO4↓，二价铁离子具有还原性，硝酸具有氧化性，二价铁离子被硝酸氧化生成三价铁离子，硝酸被还原成一氧化氮，一氧化氮在空气中被氧化成红棕色的二氧化氮，离子反应方程式为3Fe2++NO3－+4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O。
11．KNO3 CuSO4 Na2CO3 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
【分析】
D为蓝色溶液，所以为含有铜离子的溶液，将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，说明E为强碱溶液，C为含有铝离子的溶液；进行焰色反应，只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃片)，则含有钾离子；在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，所以为碳酸氢钠，E为氢氧化钠。C、D中产生白色沉淀，说明CD中含有硫酸根离子，C为硫酸铝钾，D为硫酸铜；将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明B为硝酸钾，据以上分析解答。
【详解】
D为蓝色溶液，所以为含有铜离子的溶液，将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解，说明E为强碱溶液，C为含有铝离子的溶液；进行焰色反应，只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃片)，则含有钾离子；在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，所以为碳酸氢钠，E为氢氧化钠。C、D中产生白色沉淀，说明CD中含有硫酸根离子，C为硫酸铝钾，D为硫酸铜；将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，说明B为硝酸钾，
（1）结合以上分析可知，B为KNO3，D为CuSO4；
（2）A为碳酸氢钠，E为氢氧化钠，二者反应生成Na2CO3和水；
（3）实验②中发生铝离子和氢氧根离子反应先生成氢氧化铝沉淀，后溶解生成偏铝酸根，离子方程式为：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O；
（4）硫酸铝钾能做净水剂是铝离子水解出氢氧化铝胶体，能吸附水中的杂质，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。
12．不能确定 Ba2+、Mg2+ CO 0.1 SO 0.2 存在 ≥0.1ml/L
【分析】
实验1：加入AgNO3溶液，Cl-、CO、SO都会发生离子反应产生白色沉淀，因此不能确定是否含有Cl-；
实验2：加入足量NaOH溶液加热，收集到气体，该气体为NH3，说明原溶液中存在NH，n(NH)=n(NH3)==0.05ml；
实验3：加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量，第一次称量读数为6.63 g，第二次称量读数为4.66g，证明原溶液中含有CO和SO，n(SO)==0.02ml； n(CO)==0.01ml，根据离子共存，原溶液中一定不存在Mg2＋和Ba2＋；
最后根据溶液为电中性，判断是否存在K+，据此分析；
【详解】
(1)加入AgNO3溶液，Cl-、CO、SO都会发生离子反应产生白色沉淀，因此不能确定是否含有Cl-；根据上述分析，一定不存在的离子有Mg2＋和Ba2＋；故答案为不能确定Mg2＋和Ba2＋；
(2)在实验3中，加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量，第一次称量读数为6.63 g，第二次称量读数为4.66 g，证明含有CO和SO，n(SO)==0.02ml；c(SO)==0.2ml/L；n(CO)==0.01ml，c(CO)==0.1ml/L；故答案为CO；0.1；SO；0.2；
(3)在实验2中，向溶液中加足量NaOH溶液并加热，收集到标志状况下的气体1.12 L，证明含有NH，其物质的量是n(NH)==0.05ml；则根据上述实验可确定含有的离子是NH、CO和SO，由于在任何溶液中离子带正负电荷总数相等。阴离子带的负电荷总数是：2n(SO)+2 n(CO)=2×0.02ml+2×0.01ml=0.06ml，阳离子带的正电荷总数是n(NH)=0.05ml＜0.06ml，说明还含有其它阳离子。由于Mg2＋与CO、Ba2＋与SO会发生离子反应不能大量共存，实验一定不含有Mg2＋、Ba2＋，则一定含有K+。若无其它阴离子，则n(K+)=0.06ml-0.05ml=0.01ml，c(K+)==0.1ml/L，若还含有其它阴离子，则c(K+)＞0.1ml/L，因此c(K+)≥0.1ml/L；故答案为存在；≥0.1ml/L。
13．2Cl‾+2H2O2OH‾+H2↑+Cl2↑ H2SiO3 溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失 4Fe2++8OH‾+O2+2H2O = 4Fe(OH)3↓ c(H+)：c(Al3+)：c(NH4+)：c(SO42‾)=1:1:2:3
【分析】
C可在D中燃烧发出苍白色火焰，可知二者分别为H2、Cl2，F为HCl，物质M是一种日常生活中不可缺少的调味品，为NaCl，则B为NaOH 。
【详解】
（1）用惰性电极电解NaCl溶液，生成NaOH、H2、Cl2，离子方程式为：2Cl‾+2H2O2OH‾+H2↑+Cl2↑；
（2）若A是一种酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A为SiO2，与NaOH反应生成的E为Na2SiO3，与HCl反应生成的G为H2SiO3；
（3）A是一种常见金属单质，能与NaOH溶液反应，则A为Al，E为Na[Al(OH)4]，将过量的盐酸逐滴加入Na[Al(OH)4]溶液，边加边振荡，Na[Al(OH)4]先与HCl反应生成Al(OH)3，继续加入HCl，Al(OH)3与HCl反应生成AlCl3，所以实验现象为：溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失；
（4）A溶液与B溶液混合产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，则A中含Fe2+，生成的E为Fe(OH)3，发生的反应有：Fe2++2OH‾=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，两步反应加和可得离子方程式：4Fe2++8OH‾+O2+2H2O = 4Fe(OH)3↓；
（5）根据图像，设图像中加入单位体积的NaOH溶液含NaOH为1ml，加入第一部分NaOH没有沉淀生成，发生的反应为：OH‾+H+=H2O，则原溶液含H+，物质的量为1ml；继续加入3ml NaOH生成沉淀，最后加入1ml NaOH，Al(OH)3溶解，则原溶液含Al3+，物质的量为1ml；则Mg2+、Fe3+、CO32‾一定不存在；中间加入2ml NaOH，沉淀不变，发生的反应为OH‾与NH4+反应，则原溶液含NH4+，物质的量为2ml，阴离子只能为SO42‾，根据电荷守恒可得SO42‾的物质的量为3ml，所以c(H+)：c(Al3+)：c(NH4+)：c(SO42‾)=1:1:2:3。
14．FeCl3 ④ 第四周期 第VIII族 FeS+2H+=Fe2++H2S↑ H2S+ Cl2=S+2H++2Cl- 2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3+Cl-或6Fe2++3ClO-+3H2O=2Fe(OH)3+3Cl-+4 Fe3+
【详解】
红褐色沉淀H为Fe(OH)3， NaClO具有氧化性，D+NaClO→Fe(OH)3， D为亚铁盐；根据题意知A在常温下为非金属单质气体，X是一种金属单质，结合质量守恒定律可推知X为Fe，A为Cl2，铁与氯气反应生成氯化铁(C)，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁(D)；B是非金属单质固体，能够与铁反应，B为硫，E为硫化亚铁；硫化亚铁和盐酸反应生成氯化亚铁和硫化氢(G)，硫化氢与氯气反应生成硫(B)和氯化氢，符合转化关系，
(1)结合以上分析可知，C的化学式FeCl3；
综上所述，本题正确答案：FeCl3；
(2)反应④为硫化亚铁与盐酸反应生成硫化氢和氯化亚铁，不属于氧化还原反应；其余的反应均为氧化还原反应；
综上所述，本题正确答案：④；
(3)结合以上分析可知，元素X为Fe，核电荷数为26，在元素周期表中第四周期第VIII族；
综上所述，本题正确答案：第四周期，第VIII族；
(4)反应④为硫化亚铁与盐酸反应生成硫化氢和氯化亚铁，离子方程式：FeS+2H+=Fe2++H2S↑；反应⑤为硫化氢与氯气反应生成硫和盐酸，离子方程式：H2S+Cl2=S+2H++2Cl-；
综上所述，本题正确答案：FeS+2H+=Fe2++H2S↑；H2S+ Cl2=S+2H++2Cl-。
(5)次氯酸钠溶液具有氧化性，把亚铁离子氧化为铁离子，最终生成氢氧化铁红褐色沉淀，离子方程式为：2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3+Cl-或6Fe2++3ClO-+3H2O=2Fe(OH)3+3Cl-+4 Fe3+；
综上所述，本题正确答案：2Fe2++ClO-+4OH-+H2O=2Fe(OH)3+Cl-或6Fe2++3ClO-+3H2O=2Fe(OH)3+3Cl-+4 Fe3+。阳离子
Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+
阴离子
SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、SO32-
A．Cl﹣
B．Fe2+
C．SiO32﹣
D．AlO2﹣
实验步骤
实验现象
①取少量甲溶液，滴加几滴甲基橙
溶液变红色
②取少量甲溶液，滴加Ba（NO3）2溶液
溶液无明显变化
③取②中实验后的溶液，滴加AgNO3溶液
有白色沉淀生成，且不溶于HNO3
④取少量甲溶液，滴加NaOH溶液
有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解
阳离子
Na+、Al3+、Ba2+、H+、NH4+
阴离子
SO42-、OH-、CO32-、Cl-
阳离子
Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+、NH4+
阴离子
Cl—、CO32—、SO42—、NO3—、I—
阳离子
K＋、Na＋、 Cu2＋、Al3＋
阴离子
SO42-、HCO3-、NO3-、OH－
实验
序号
实验内容
实验结果
1
加AgNO3溶液
有白色沉淀生成
2
加足量NaOH溶液并加热
收集到气体1.12 L(已折算成标准状况下的体积)
3
加足量BaCl2溶液时，对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量；再向沉淀中加足量稀盐酸，然后干燥、称量
第一次称量读数为6.63 g，第二次称量读数为4.66 g
阴离子符号
物质的量浓度(ml/L)
___________
___________
___________
___________