高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3章 物质在水溶液中的行为第4节 离子反应第2课时课时练习

第2课时　离子反应的应用

A级 必备知识基础练

1.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(　　)

2.下列各步制取物质的方法,最终无法达到目的的是(　　)

①AlAl2O3Al(NO3)3晶体

②CuCuOCuSO4溶液CuSO4·5H2O

③FeFeCl3Fe(OH)3Fe2O3

④FeSO4溶液FeSFeS

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

3.某无色溶液中可能含有I-、N、Cu2+、S,向该溶液中加入少量溴水,溶液仍无色,则下列关于溶液组成的判断正确的是(　　)

①肯定不含I-;②肯定不含Cu2+;③肯定含有S;④可能含有I-。

A.①③ B.①②③

C.①② D.②③④

4.(2021甘肃白银第八中学高二阶段练习)某溶液在25 ℃时由水电离出的氢离子的浓度为1×10-12 mol·L-1,下列说法正确的是(　　)

A.向该溶液中加入铝片后,一定能生成氢气

B.HC、HS-、HP等离子在该溶液中一定不能大量共存

C.该溶液的pH一定为12

D.若该溶液中的溶质只有一种,它一定是酸或者是碱

5.下列有关水处理的离子方程式不正确的是(　　)

A.沉淀法:加入Na2S处理含Hg2+废水,Hg2++S2-HgS↓

B.中和法:加入生石灰处理酸性废水,H++OH-H2O

C.氧化法:加入次氯酸处理氨氮废水,2N+3HClON2↑+3H2O+5H++3Cl-

D.混凝法:加入明矾使水中的悬浮颗粒发生凝聚,Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+

6.某地盛产矿盐(主要成分是NaCl,还含有S等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是(　　)

A.由矿盐生产食盐,除去S最合适的试剂是Ba(NO3)2

B.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气

C.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度

D.用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水与饱和纯碱溶液

7.下列物质提纯方案错误的是(　　)

8.下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是(　　)

提示:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO46K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S2NaI+S↓

9.某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白:

(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视　　　　　。直到因加入半滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并　　　　　　　为止。 

(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是　　　　。 

A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸

B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥

C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失

D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数

(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为　　　　 mL,终点读数为　　　　 mL;所用盐酸溶液的体积为　　　　 mL。 

(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:

依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度为　。 

B级 关键能力提升练

10.(2021河北石家庄正定中学高二阶段练习)室温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是(　　)

A.滴加甲基橙显黄色的溶液:Fe3+、N、Cl-、S

B.pH=1的溶液:Fe2+、Na+、Mg2+、N

C.水电离出来的c水(H+)=10-13 mol·L-1的溶液:K+、C、Br-、Al

D.所含溶质为Na2CO3的溶液:K+、Cl-、N、Al3+

11.如图是向100 mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时,溶液的pH变化图像,根据图像所得结论正确的是(　　)

A.原来盐酸的物质的量浓度为0.1 mol·L-1

B.X为0.1 mol·L-1的NaOH溶液

C.原来盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1

D.X为0.01 mol·L-1的NaOH溶液

12.中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法。实际工作中也可以利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点。下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是(　　)

A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度:KMnO4;紫红色

B.利用“Ag++SCN-AgSCN↓”原理,可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度:Fe(NO3)3;红色

C.利用“2Fe3++2I-I2+2Fe2+”原理,用FeCl3溶液测量KI样品中的KI的百分含量:淀粉;蓝色

D.利用OH-+H+H2O来测量某盐酸的浓度:酚酞;浅红色

13.(2021辽宁大连第一中学高二阶段练习)下列各组离子能在指定溶液中,大量共存的是 (　　)

①无色溶液中:K+、Cl-、Na+、H2P、P、S

②使pH=11的溶液中:C、Na+、[Al(OH)4]-、N、S2-、S

③水电离的c水(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:Cl-、HC、N、N、S2

④加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、N、Cl-、K+、S

⑤使甲基橙变红的溶液中:Fe3+、Mn、N、Na+、S

⑥酸性溶液中:Fe2+、Al3+、N、I-、Cl-、S2-

A.只有①②⑤ B.只有①③⑥

C.只有②④⑤ D.只有①②④

14.某溶液中含有较大量的Cl-、C、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液分别将三种离子检验出来,下列添加试剂顺序正确的是(　　)

A.先加Mg(NO3)2,再加Ba(NO3)2,最后加AgNO3

B.先加Ba(NO3)2,再加AgNO3,最后加Mg(NO3)2

C.先加AgNO3,再加Ba(NO3)2,最后加Mg(NO3)2

D.先加Ba(NO3)2,再加Mg(NO3)2,最后加AgNO3

15.(2021湖南长沙雅礼中学高二期末)向两份完全相同的Ba(OH)2溶液中分别加入浓度相同的Al2(SO4)3和KAl(SO4)2,产生的沉淀的物质的量随所加溶液体积的关系如图。下列分析不正确的是(　　)

A.a、d两点的沉淀为BaSO4

B.b、c两点溶液的导电能力相同

C.b、c两点溶液的pH相同

D.d点溶液中大量存在的阳离子是K+

16.溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答问题。

(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用化学方程式表示盐碱地产生碱性的原因:　　　　　　　　　　　　;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:　　　　　　　　　　　　。 

(2)已知水存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH-。向水中加NaHSO4固体,水的电离平衡　　　　　　(填“逆向”或“正向”)移动,且所得溶液显　　　　性。 

(3)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别加水稀释到体积为原来的m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则m　　　　n(填“>”“<”或“=”)。 

(4)室温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c水(OH-)=　　　　　　。 

(5)在如图坐标纸上画出用0.100 0 mol·L-1 NaOH滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲线示意图。

C级 学科素养拔高练

17.用沉淀滴定法快速测定待测溶液中Cl-的浓度。

滴定的主要步骤:

a.取待测溶液25.00 mL置于锥形瓶中。

b.加入25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 AgNO3溶液(过量),使Cl-完全转化为AgCl沉淀。

c.加入少量硝基苯并振荡,使其覆盖沉淀,避免沉淀与溶液接触。

d.加入NH4Fe(SO4)2溶液作为指示剂。

e.用0.100 0 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀。

f.重复上述操作两次。

三次测定数据如下表:

g.数据处理。

已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(AgSCN)=2×10-12 mol2·L-2。

(1)滴定终点的现象为　。 

(2)步骤c中加入硝基苯的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)计算待测溶液中Cl-的浓度为　　　　　 mol·L-1。 

(4)判断下列操作对Cl-的浓度测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”):

①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果　　　　　　; 

②若在滴定终点读取滴定管刻度时,仰视标准液液面,则测定结果　　　　　　。 

第2课时　离子反应的应用

A级　必备知识基础练

1.A　Fe3+能氧化I-生成I2,从而使溶液变蓝,且与K+、Cl-、S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C,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。

2.D　因硝酸易挥发,将Al(NO3)3溶液蒸干将得到Al(OH)3,得不到Al(NO3)3晶体;FeSO4与H2S不能反应。

3.D　根据关键信息“少量溴水”、“仍无色”及还原性I-<S分析可知,溶液中没有Cu2+,肯定含有S,若S没全部被氧化,I-不会参与反应,所以可能含有I-。

4.B　根据水电离出的c水(H+)=1×10-12 mol·L-1,可知水的电离受到抑制,该溶液可能为酸或碱或某些酸式盐溶液。若溶液溶质为酸或某些酸式盐,则此时溶液中c平(OH-)=c水(OH-)=c水(H+)=1×10-12 mol·L-1,则c平(H+)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,对应pH=2;若溶液溶质为碱,则此时溶液中c平(H+)=c水(H+)=1×10-12 mol·L-1,对应pH=12。

若该溶液为HNO3溶液,则加入Al不会生成氢气,而是生成氮的氧化物,A错误;由分析知,此时溶液中存在大量的H+或OH-,弱酸酸式根与H+或OH-均不能大量共存,故HC、HS-、HP等离子此时一定不能大量共存,B正确;由分析知,该溶液的pH可能为2或12, C错误;该溶液还可能是强酸酸式盐溶液,如NaHSO4溶液,D错误。

5.B　用Na2S处理含Hg2+的废水是利用Hg2+与S2-生成HgS沉淀的原理,其离子方程式为Hg2++S2-HgS↓,故A项正确;生石灰为CaO,不能拆成离子形式,加入到酸性废水中发生反应的离子方程式应该是CaO+2H+Ca2++H2O,故B项错误;次氯酸具有强氧化性,发生反应的离子方程式为2N+3HClON2↑+3H2O+5H++3Cl-,故C项正确;明矾做混凝剂是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体的吸附性使悬浮颗粒发生聚沉,其离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,故D项正确。

6.D　A项,除去矿盐中S的最合适试剂是BaCl2;B项,电解NaCl溶液制备的是NaOH、H2和Cl2,电解熔融NaCl才能获得Na和Cl2;C项,AgCl溶解过程存在平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),在NaCl溶液中存在大量Cl-,平衡左移,即AgCl在NaCl溶液中的溶解度小于在水中的溶解度;D项,Na2CO3水解使溶液呈碱性,而NaCl溶液呈中性,故可以用酚酞溶液鉴别两者,该项正确。

7.B　CO和CO2的混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶时,CO2被吸收,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶时可将上一步带出的水蒸气除去,得到纯净的CO,A项正确;NaOH溶液可与NH4Cl溶液发生反应NaOH+NH4ClNaCl+NH3·H2O,B项错误;Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,而HCl在饱和食盐水中的溶解度很大,混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶时HCl气体被吸收,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶时可除去上一步带出的水蒸气,C项正确;灼烧时,杂质NaHCO3发生分解反应生成Na2CO3、CO2和H2O,D项正确。

8.D　氢氧化钠滴定醋酸时,因为恰好中和时生成醋酸钠,醋酸钠溶液显碱性,所以选择碱性范围变色的指示剂——酚酞,终点颜色变化为:无色→浅红色,选项A正确;盐酸滴定氨水的时候,因为恰好中和时生成氯化铵,NH4Cl溶液显酸性,所以选择酸性范围变色的指示剂——甲基橙,终点颜色变化为:黄色→橙色,选项B正确;根据题给反应,可以用酸性高锰酸钾溶液氧化亚硫酸钾,亚硫酸钾被完全氧化后,过量的高锰酸钾使溶液显浅紫红色,选项C正确;用碘水滴定硫化钠溶液,开始时无色,硫化钠被完全消耗后,过量的碘水使淀粉显蓝色,所以滴定终点的颜色变化为:无色→蓝色,选项D错误。

9.答案 (1)锥形瓶内溶液颜色变化　半分钟内不褪色

(2)D

(3)0.00　26.10　26.10

(4)0.104 4 mol·L-1

解析 (1)滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。

(2)滴定管未用标准盐酸润洗,内壁附着一层水,可将加入的盐酸稀释,则消耗相同物质的量的碱时所测盐酸的体积偏大,A计算结果偏高;用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的量是确定的,倒入锥形瓶后,原有的水不影响OH-的物质的量,B不影响结果;滴定前有气泡,若排出气泡,液面会下降,故读取标准溶液的体积偏大,C结果偏高;若读数时开始时仰视,结束时俯视,则读出盐酸的体积偏小,则D计算结果偏低。

(3)读数时,以凹液面的最低点为基准。

(4)先算出耗用标准酸液的平均体积 mL=26.10 mL(第二次数值偏差太大,舍去),则c(NaOH)==0.104 4 mol·L-1。

B级　关键能力提升练

10.C　滴加甲基橙显黄色的溶液,pH>4.4,可能呈碱性,碱性溶液中不能大量存在Fe3+、N,也可能呈酸性,但pH>4.4,Fe3+会水解,也不能大量共存,故A不符合题意;pH=1的溶液显酸性,则Fe2+、H+、N会发生氧化还原反应,而不能大量共存,故B不符合题意;由水电离出来的c水(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中水的电离被抑制,溶液可以是酸性或碱性,若溶液是碱性的,K+、C、Br-、Al与OH-能大量共存,故C符合题意;所含溶质为Na2CO3的溶液,C与Al3+会发生相互促进的水解反应,即2Al3++3C+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑,因此不能大量共存,故D不符合题意。

11.A　原盐酸的pH=1,则c(HCl)=0.1 mol·L-1,A正确。滴定终点时加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01 mol,但NaOH溶液的浓度与体积都无法计算。

12.C　A项,当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后,溶液呈紫红色且半分钟内不褪去,表明S已全部被氧化;B项,以Fe3+为指示剂,滴入最后半滴KSCN溶液后溶液呈红色且半分钟内不褪去,表明Ag+恰好完全沉淀;C项,向含I-的溶液中滴入含Fe3+的溶液,以淀粉为指示剂,则刚滴入Fe3+时即有I2生成,溶液即显蓝色,不能指示滴定终点;D项,用NaOH溶液滴定盐酸以酚酞作为指示剂,溶液为浅红色时,说明盐酸已全部被中和,可指示滴定终点。

13.C　H2P与P之间能够发生反应,在溶液中不能够大量共存,故①不符合题意;pH=11的溶液是碱性溶液,溶液中各离子之间不发生反应,也不与OH-反应,在溶液中能够大量共存,故②符合题意;室温下水电离的c水(H+)=10-12 mol·L-1的溶液可能为酸性或者碱性溶液,HC能与H+和OH-反应,在溶液中不能够大量共存,故③不符合题意;加入Mg能放出H2的溶液显酸性,Mg2+、N、Cl-、K+、S、H+之间不反应,在溶液中能够大量共存,故④符合题意;使甲基橙变红的溶液为酸性溶液,H+、Fe3+、Mn、N、Na+、S之间不反应,在溶液中能够大量共存,故⑤符合题意;酸性溶液中N具有强氧化性,能够氧化Fe2+、I-、S2-等还原性离子,在溶液中不能够大量共存,故⑥不符合题意。综上所述,能共存的是②④⑤,故答案为C。

14.D　每次所加试剂只沉淀一种离子,且不影响其他离子。加入Ba(NO3)2时,只沉淀C,再加入Mg(NO3)2时,只沉淀OH-,最后加入AgNO3时,只沉淀Cl-,故只有D正确。

15.B　刚开始向Ba(OH)2溶液中分别加入Al2(SO4)3和KAl(SO4)2溶液时,Ba(OH)2充足,发生反应的离子方程式为Ba2++SBaSO4↓,沉淀为BaSO4,故A正确;根据Ba2++SBaSO4↓,Al3++3[Al(OH)4]-4Al(OH)3↓,所以Al2(SO4)3都已变成沉淀,KAl(SO4)2中还有K+未变成沉淀,导电能力相对强一些,故B错误;b、c两点生成沉淀的量相同,故消耗Ba(OH)2的量相同,则溶液的pH相同,故C正确;根据K+未参与反应可知,d点溶液中大量存在的阳离子是K+,故D正确。

16.答案 (1)Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH　Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)

(2)逆向　酸

(3)<　(4)1×10-8 mol·L-1

(5)

解析 (1)碳酸钠水解使溶液显碱性,故不利于作物生长,Na2CO3水解的化学方程式为Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH;加入石膏会和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,降低了碳酸根离子浓度,上述平衡逆向移动,所以土壤碱性降低,反应的化学方程式为Na2CO3(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)。

(2)硫酸氢钠的电离方程式为NaHSO4Na++H++S,电离出H+使溶液显酸性,可抑制水的电离。

(3)稀释会促进弱电解质的电离,故若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别加水稀释到体积为原来的m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则氨水稀释倍数大,即m<n。

(4)pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,溶液呈酸性,该混合液中的氢氧根离子是水电离的,则水电离出的c水(OH-)=c平(OH-)= mol·L-1=1×10-8 mol·L-1。

(5)当未加入氢氧化钠溶液时,溶液的pH为1,当二者恰好反应时,消耗氢氧化钠溶液体积为20 mL,此时溶液的pH=7,若碱过量,则溶液pH增大,最大不会大于0.1 mol·L-1 NaOH溶液的pH(13),且接近滴定终点出现突变,由此可画出滴定曲线示意图为。

C级　学科素养拔高练

17.答案 (1)溶液变红,且半分钟内不褪色

(2)防止AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀

(3)0.06　(4)①偏高　②偏低

解析 (1)用NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,当Ag+反应完全后,NH4Fe(SO4)2电离的Fe3+会与SCN-反应使溶液变成红色,故滴定终点的现象为:溶液变红,且半分钟内不褪色。

(2)加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液,如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN。

(3)滴定过程中存在数量关系n(Cl-)~n沉淀(Ag+)~[n总(Ag+)-n(NH4SCN)],滴定过程消耗的NH4SCN溶液体积为=10.00 mL(第一组数据偏差较大,故舍去),所以待测溶液中Cl-的浓度为==0.06 mol·L-1。

(4)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则会导致(3)中计算式中n总(Ag+)大于实际值,从而导致所测溶液浓度偏高;②若在滴定终点读取滴定管刻度时仰视标准液液面,则会导致(3)中计算式中n(NH4SCN)偏大,测定结果偏低。