(新高考)高考化学一轮复习课时练习第2章热点强化练1离子反应在生产、生活中的应用

热点强化练1　离子反应在生产、生活中的应用

1．(2020·宁夏大学附属中学高三月考)下列离子方程式不正确的是(　　)

A．热的纯碱溶液清洗油污：CO＋H2OHCO＋OH－

B．用铜电极电解硫酸铜溶液：2Cu2＋＋2H2O2Cu↓＋O2↑＋4H＋

C．用FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)＋3H＋

D．泡沫灭火器的灭火原理：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑

答案　B

解析　热的纯碱溶液清洗油污，是因为碳酸根水解产生OH－，水解的离子方程式为CO＋H2OHCO＋OH－，A正确；用Cu电极电解硫酸铜溶液，阳极为Cu失电子生成Cu2＋，阴极为Cu2＋得电子生成Cu，故总反应不可能为2Cu2＋＋2H2O2Cu↓＋O2↑＋4H＋，B错误；将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色即制得Fe(OH)3胶体，反应的离子方程式为Fe3＋＋3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)＋3H＋，C正确；泡沫灭火器原理是可溶性铝盐和碳酸氢盐发生相互促进水解反应，反应的离子方程式为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，D正确。

2．(2021·湖北武汉部分学校质量检测)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：

已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。该同学得出的结论正确的是(　　)

A．根据现象1可推出该试液中含有Na＋

B．根据现象2可推出该试液中不含有葡萄糖酸根

C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋

D．根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2＋

答案　C

解析　Na＋的焰色试验呈黄色，但由于在检验过程中向试液中加入了Na＋，故不能根据现象1判断原试液中含Na＋，A项错误；葡萄糖酸根[CH2OH(CHOH)4COO－]中不含有醛基，不能发生银镜反应，因此不能通过银镜反应来判断葡萄糖酸根是否存在，B项错误；调节pH＝4时Fe3＋全部沉淀，此时滤液中可能存在的金属离子只有Ca2＋和Mg2＋，根据加入氨水后无沉淀生成可知滤液中无Mg2＋，根据加入Na2CO3溶液后产生沉淀，可知存在Ca2＋，C项正确；若原试液中只含有Fe3＋，通过图示操作，也可出现现象5，即原试液中不一定含有Fe2＋，D项错误。

3．某化工企业排放的废水中可能存在大量下表所列离子。取该废水样品100 mL，往废水样品中逐滴加入1 mol·L－1 NaOH溶液，生成沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　)

A．该废水样品中一定不含的阴离子是CO、AlO，肯定含有Cl－、Br－、I－中的一种

B．该废水样品中一定含有的阳离子是Al3＋、H＋、NH、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，可能含有K＋

C．该废水样品中n(H＋)∶n(NH)∶n(Al3＋)＝V1∶(V3－V2)∶(V2－V1)

D．若V1＝10、V2＝40、V4＝70，则废水样品中n(H＋)∶n(NH)∶n(Al3＋)＝1∶3∶1

答案　A

解析　向废水样品中不断加入NaOH溶液的过程中，开始时无沉淀产生，然后沉淀逐渐增多，BC段沉淀量不变，最后沉淀全部溶解，说明溶液中存在H＋、NH、Al3＋，肯定不存在CO、AlO、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋，根据溶液呈电中性原则知，废水中至少含有Cl－、Br－、I－中的一种。根据图中沉淀变化曲线知，n(H＋)∶n(NH)∶n(Al3＋)＝V1∶(V3－V2)∶[(V2－V1)]，若V1＝10，V2＝40，V4＝70，则有n(H＋)∶n(NH)∶n(Al3＋)＝1∶2∶1。

4．(2020·天津和平高三二模)海水的综合利用一直是研究课题。某地天然海水(主要含Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－、CO、HCO等离子)，研究用海水吸收燃煤排放的含有SO2烟气的工艺流程如图所示，下列说法中正确的是(　　)

A．工艺中天然海水显酸性

B．氧化过程中可能发生的离子反应为2SO2＋2H2O＋O2===4H＋＋2SO

C．排入大海的溶液与天然海水相比，只有SO数量发生了变化

D．若将氧化后的液体进行蒸发结晶，得到的晶体中CaSO4含量最高

答案　B

解析　天然海水中有CO和HCO，它们水解使海水呈弱碱性，故A错误；氧化过程中可能发生的离子反应为：2SO2＋2H2O＋O2===4H＋＋2SO，故B正确；排入大海的溶液与天然海水相比，除了SO数量发生了变化，碳酸根离子和碳酸氢根离子数量也发生变化，故C错误；海水中氯化钠含量最高，若将氧化后的液体进行蒸发结晶，得到的晶体中氯化钠含量最高，故D错误。

5．(2020·广东茂名高三月考)某溶液中可能含有Na＋、SO、SO、Cl－、Br－、CO、HCO中的一种或多种，进行如下图所示的实验，每次实验所加试剂均过量。下列说法正确的是(　　)

A．一定没有SO

B．不能确定是否含有HCO

C．可能存在Br－

D．肯定存在的离子有Na＋、CO、HCO

答案　D

解析　在待测溶液中加入BaCl2溶液，所得溶液A中加入NaOH溶液，得到沉淀B，则B为BaCO3，原溶液中一定含有HCO。溶液B中加入氯水，得无色溶液C，则原溶液中不含有Br－；溶液B中加入AgNO3溶液，虽然生成白色AgCl沉淀，但由于加入了BaCl2，所以不能肯定原溶液中是否含有Cl－。沉淀A中加入稀HNO3，生成气体D为CO2，则原溶液中一定含有CO；生成的白色沉淀D为BaSO4，则原溶液中可能含有SO或SO，或二者都存在。A.不能确定原溶液中是否存在SO，A不正确；B.可确定原溶液中一定含有HCO，B不正确；C.原溶液中加入氯水，所得溶液呈无色，则原溶液中不存在Br－，C不正确；D.原溶液中肯定存在CO、HCO，依据溶液呈电中性的原则，原溶液中一定含有Na＋，D正确。

6．(2020·河北邢台一中月考)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，含少量Fe2O3、FeCO3、Al2O3、SiO2杂质。工业上用孔雀石制备硫酸铜的第一步需用过量的硫酸溶液溶解并过滤，常温下，分别取滤液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中大量存在的离子组正确的是(　　)

①加入过量氨水：NH、AlO、SO

②加入过量NaClO溶液：Na＋、Fe3＋、ClO－、SO

③加入过量NaOH溶液：Na＋、AlO、SO、OH－

④加入过量NaHCO3溶液：Na＋、Al3＋、SO、HCO

A．①②  B．②③

C．①③  D．②④

答案　B

解析　将孔雀石用过量的硫酸溶液溶解，过滤后的滤液中存在的离子是Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、H＋和SO。向该滤液加入过量氨水，Al3＋生成Al(OH)3沉淀，不会产生AlO，故①错误；向该滤液加入过量NaClO溶液，Fe2＋被氧化为Fe3＋，故②正确；向该溶液中加入过量NaOH溶液，Al3＋转变为AlO，故③正确；向该滤液加入过量NaHCO3溶液，Al3＋因与HCO发生相互促进的水解反应而沉淀，故④错误，答案选B。

7．(2020·湖北荆州高三期中)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水、铁粉和葡萄糖溶液可按照如图方法从某含有Cu2＋、Ag＋的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。

下列说法错误的是(　　)

A．试剂1是NaCl溶液，其发生反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓

B．试剂2是Fe粉，物质2→Cu的离子反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu

C．试剂3发生反应的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O

D．分离1、2、3的操作都是过滤；[Ag(NH3)2]＋溶液与试剂4反应需加热

答案　B

解析　在含有Cu2＋、Ag＋的混合溶液中，加入试剂1，得到物质1和物质3，向物质1中加入过量Fe粉，经一系列反应产生Cu单质，则物质1中含有Cu2＋，加入的试剂1将原混合物中的Ag＋转化为沉淀，该试剂中含有Cl－，为NaCl溶液，物质3是AgCl。向含有Cu2＋的溶液中加入过量Fe粉，发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，过滤分离得到物质2中含Cu及过量的Fe，再向物质2中加入稀盐酸，Fe与盐酸发生置换反应变为FeCl2进入溶液，Cu不与盐酸反应，通过过滤、洗涤可分离得到Cu单质，则试剂2是盐酸。物质3是AgCl，向其中加入氨水得到银氨溶液，试剂3为氨水，向银氨溶液中加入葡萄糖溶液，水浴加热，发生银镜反应，得到Ag单质。根据上述分析可知：试剂1为NaCl溶液，试剂2是盐酸，试剂3是氨水，试剂4是葡萄糖溶液，物质1是CuCl2，物质2是Fe、Cu混合物，物质3是AgCl。试剂1是NaCl溶液，Cl－与Ag＋反应产生AgCl沉淀，该反应的离子方程式为：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，A正确；试剂2是盐酸，物质2是Fe、Cu混合物，物质2→Cu的离子反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B错误；试剂3是氨水，与AgCl发生反应产生银氨溶液，反应的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O，C正确；分离1、2、3都是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的操作，操作名称都是过滤；试剂4是葡萄糖溶液，葡萄糖与银氨溶液水浴加热发生银镜反应产生Ag单质，D正确。

8．为了充分利用铜资源，某工厂利用废旧黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜并得到副产物锌盐，其生产流程如下：

(1)滤渣1的主要成分为________。稀硫酸溶解黄铜灰的过程中，Cu是否参与了反应？如果参与了，请写出该反应的离子方程式；如果没有参与反应，请写出理由：____________________________________________________。

(2)滤渣1及滤渣2与浓硫酸反应的步骤中存在缺陷，可将实验改进为先让滤渣与________反应，产物再溶于稀硫酸。这样改进的优点是___________________________________________________________________。

(3)写出滤液3与H2O2反应的离子方程式：___________________________。

答案　(1)Cu和SiO2　Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋

(2)O2　避免产生有毒气体SO2污染环境，同时减少了硫酸的用量(其他合理答案均可)

(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

解析　(1)黄铜灰中不与稀硫酸反应的物质是Cu和SiO2，所以加入稀硫酸过滤后的滤渣1的主要成分是单质Cu和SiO2。黄铜灰中有氧化铁，与稀硫酸反应得到Fe3＋，单质铜可以与其反应，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋(因为氧化铁少量，所以最后一定剩余单质铜，滤渣1中应该有单质铜)。

(2)滤渣2主要含单质铜和铁，滤渣1主要含单质铜和二氧化硅，加入浓硫酸发生反应，将单质铁和铜转化为盐溶液，滤渣3为二氧化硅。此步反应中最大的问题是生成了污染性气体二氧化硫，所以应该先通入氧气氧化，将金属单质氧化为金属氧化物，再与稀硫酸反应。同时这样操作可以减少硫酸的用量(因为用浓硫酸时，一部分硫酸转化为二氧化硫，而使用稀硫酸时，所有的硫酸都转化为硫酸盐)。

(3)在滤液3中加入稀硫酸和过氧化氢的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，所以该反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

9．(2020·山西运城高三月考)某中学化学兴趣小组为了调查当地某湖泊的水质污染情况， 在注入湖泊的3个主要水源的入口处采集水样，并进行了分析，给出了如下实验信息：其中一处水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质，A、B、C、D、E为五种常见化合物，均由下表中的离子形成：

为了鉴别上述化合物。分别完成以下实验，其结果是：

①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；

②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；

③进行焰色试验，只有B、 C为紫色(透过蓝色钴玻璃)；

④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，C、D中都能产生白色沉淀；

⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成。

根据上述实验填空：

(1)写出C的化学式：________。

(2)将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，请写出A与E反应的离子方程式：_____________________________________。

(3)在A溶液中加入少量澄清石灰水，其离子方程式为________________。

(4)C常用作净水剂，用离子方程式和适当文字说明其净水原理：

_______________________________________________________________。

(5)若向含溶质0.5 mol的C溶液中逐滴加入Ba(OH)2 溶液，生成沉淀质量最大为________g。

(6)若向一定量溶质C中加入适量氢氧化钠至恰好完全沉淀。过滤，并对沉淀进行洗涤，请写出检验沉淀是否洗涤干净的具体操作过程：

______________________________________________________________。

答案　(1)KAl(SO4)2或KAl(SO4)2·12H2O

(2)HCO＋OH－===CO＋H2O

(3)2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O

(4)Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物从而达到净水目的

(5)233　(6)取最后一次洗涤液，向其中加入适量的氯化钡溶液(先加盐酸，再加氯化钡也正确)，若无沉淀，则证明沉淀洗涤干净

解析　①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液，则D中含有Cu2＋；②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，则C中含有Al3＋，E中含有OH－；③进行焰色试验实验，只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃)，则B、C中含有K＋，所以E是NaOH；④在各溶液中加入Ba(NO3)2溶液，再加入过量稀硝酸，A中放出无色气体，则A中含有HCO，所以A是NaHCO3，C、D中产生白色沉淀，则C、D中含有SO，所以D是CuSO4，C是KAl(SO4)2或KAl(SO4)2·12H2O；⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成，则B是KNO3。(4)KAl(SO4)2中铝离子为弱碱阳离子，容易水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的能力，故离子反应方程式为：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋；(5)若向含0.5 mol KAl(SO4)2的溶液中逐滴加入Ba(OH)2 溶液，生成沉淀质量最大时为硫酸根与钡离子恰好完全反应，即生成硫酸钡为1 mol，质量为：1 mol×233 g/mol＝233 g；(6)若向一定量溶质KAl(SO4)2中加入适量氢氧化钠至恰好完全沉淀，过滤，沉淀表面可能吸附有硫酸根离子，检验沉淀是否洗涤干净的具体操作过程为：取最后一次洗涤液，向其中加入适量的氯化钡溶液(先加盐酸，再加氯化钡也正确)，若无沉淀，则证明沉淀洗涤干净。

10．碳酸钠在轻工、建材、纺织、国防、医药等工业中有重要的应用。工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO等杂质、提纯工艺线路如下：

碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：

请回答下列问题：

(1)试剂A是________________，“母液”中除了含有Na＋、CO、OH－外，还含有________________等离子，过滤要“趁热”的目的是________________。

(2)检验试剂级Na2CO3中Cl－和SO是否除尽，选用的试剂及加入的先后次序是________(填字母)。

a．HCl、BaCl2、AgNO3

b．AgNO3、HNO3、Ba(NO3)2

c．HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3

d．AgNO3、HCl、BaCl2

答案　(1)氢氧化钠溶液(或NaOH溶液)　Cl－、SO(H＋)　提高Na2CO3·H2O的含量　(2)c

解析　(1)试剂A是氢氧化钠溶液，“母液”中除了含有Na＋、CO、OH－外，还含有Cl－、SO等离子，过滤要“趁热”的目的是提高Na2CO3·H2O的含量。

(2)检验试剂级Na2CO3中Cl－和SO是否除尽，需要用硝酸除去CO，防止生成Ag2CO3和BaCO3带来干扰，再加入过量Ba(NO3)2检验并除尽SO，最后加入AgNO3检验Cl－，所以选用的试剂及加入的先后次序是c。