新教材适用2024版高考化学一轮总复习练案2第一章物质及其变化第2讲离子反应

练案[2]　第2讲　离子反应

一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。

1．(2023·河北衡水高三检测)图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电性实验(X、Y为石墨电极，与外电源相连)微观示意图。下列说法错误的是( B )

A．图a、b、c分别代表的状态为固态、熔融态和水溶液

B．图中代表的离子是Na＋

C．Na＋和Cl－在水中和熔融状态下的存在形式不同

D．在NaCl晶体中，Na＋和Cl－间存在更强的相互作用力

[解析]　图a中钠离子和氯离子聚集在一起，没有定向移动，代表了固态，图b中的钠离子和氯离子定向移动，且没有其他粒子，则图b表示的是熔融态，图c中的钠离子和氯离子分别被水分子包围且定向移动，表示的是其水溶液，故A正确；Na＋的半径小于Cl－的半径，根据图中粒子图形大小，可知代表的离子是Cl－，故B错误；由图b、c可知，Na＋和Cl－在水中和熔融状态下的存在形式不同，故C正确；在NaCl晶体中，Na＋和Cl－间存在更强的静电作用，故D正确。

2．(2023·山东青岛模拟)关于强、弱电解质的叙述错误的是( B )

A．强电解质在固态或液态时，可能不导电

B．强电解质溶液导电能力一定很强，弱电解质溶液导电能力一定很弱

C．同一弱电解质溶液，温度不同时，导电能力不同

D．强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡

[解析]　强电解质在固态或液态时，可能不导电是正确的，例如固体氯化钠、碳酸钙等，液态的氯化氢、纯硫酸等均不导电，A正确；强、弱电解质是根据其在水溶液中电离的程度来划分的，导电性与溶液中自由移动的离子浓度和离子所带的电荷有关，故强电解质溶液导电能力不一定很强，弱电解质溶液导电能力也不一定很弱，B错误；弱电解质的电离是可逆的，且是一个吸热过程，升高温度促进电离，导电能力升高，故同一弱电解质溶液，温度不同时，导电能力不同，C正确；强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡，电离方程式用“===”，D正确。

3．(2023·广东选择考试)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是( D )

A．Na2O2放入水中：Na2O2＋H2O===2NaOH＋O2↑

B．H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O＋2Fe===Fe2O3＋3H2

C．铜丝插入热的浓硫酸中：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑

D．SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2＋2H2O＋2MnO===5SO＋4H＋＋2Mn2＋

[解析]　Na2O2放入水中化学方程式应该是2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，A选项中氧元素不守恒，A错误；H2O(g)通过灼热铁粉应在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，B错误；铜丝插入热的浓硫酸中生成的气体不是氢气，应是二氧化硫，且反应条件为加热，C错误；SO2通入酸性KMnO4溶液中，SO2被MnO氧化为SO，MnO被SO2还原为Mn2＋，再根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋，D正确。

4．(2023·山东日照模拟)Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下，通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。

实验1：向混合溶液中滴几滴酚酞，溶液显红色；

实验2：向实验1所得溶液中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅；

实验3：向混合溶液中通入过量的CO2，无明显现象；

实验4：向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀。

下列有关说法正确的是( D )

A．实验1中溶液显红色的主要原因是：CO＋2H2OH2CO3＋2OH－

B．实验2中溶液红色变浅的原因是：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑

C．实验3中无明显现象说明没有发生化学反应

D．实验4中产生白色沉淀的原因是：2HCO＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋CO＋BaCO3↓

[解析]　实验1中溶液显红色的主要原因是碳酸钠水解：CO＋H2OHCO＋OH－，故A错误；实验2中溶液红色变浅的原因是碳酸钠更易与酸反应：CO＋H＋===HCO，故B错误；实验3中发生了反应CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，故C错误；实验4中氢氧化钡和碳酸氢钠反应的离子方程式为2HCO＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋CO＋BaCO3↓，故D正确。

5．(2023·山东济南模拟)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( D )

①无色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO

②酸性溶液中：Fe2＋、Al3＋、NO、I－

③加入Al能放出H2的溶液中：Cl－、HCO、SO、NH

④由水电离出的c(OH－)＝10－4 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、HCO

⑤含有较多Fe3＋的溶液中：Na＋、NH、SCN－、HCO

⑥pH＝11的溶液中：CO、Na＋、AlO、NO

A．①②④  B．②③

C．⑤⑥  D．⑥

[解析]　①中MnO有颜色，①项不选；②酸性溶液中NO能氧化Fe2＋、I－而不能大量共存，②项不选；③加入Al能放出H2的溶液为酸性或碱性，HCO在酸性或碱性溶液中均不能大量共存，③项不选；④由水电离出的c(OH－)＝10－4 mol·L－1的溶液可能是酸性溶液或碱性溶液，HCO不一定能大量共存，④项不选；⑤中Fe3＋能与SCN－反应而不能大量共存，⑤项不选；⑥碱性环境中CO、Na＋、AlO、NO相互不反应，能大量共存，⑥项选。故选D。

6．(2023·河北石家庄模拟)甲、乙两家化工厂，均定期定量排放澄清有毒的污水，经检测，两厂所排放污水中共有六种离子：Ag＋、Al3＋、K＋、Cl－、CO、NO(不考虑H＋与OH－)，已知两家化工厂所排放污水中所含离子不同，但都含有三种离子，经测算若将两厂的污水按一定流速排放混合，经过沉淀过滤后，污染程度会大大降低。下列有关分析错误的是( C )

A．一家化工厂排放的污水中含有AgNO3和Al(NO3)3

B．Cl－和CO一定在同一家化工厂污水中

C．两家化工厂污水混合生成的沉淀中只含有Ag2CO3和AgCl

D．污水混合过滤后成了农业肥水

[解析]　先设定碳酸根离子在甲厂污水中，则银离子、铝离子只能在乙厂污水中，因为碳酸根离子与银离子反应生成碳酸银沉淀，不能大量共存，铝离子与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，不能大量共存；进一步得知氯离子只能在甲厂，因为银离子与氯离子也不能大量共存；溶液都是呈电中性的，故甲厂污水中还应该存在阳离子，只能是钾离子，同理乙厂污水中必然存在硝酸根离子。综上所述，其中一厂的污水中含有钾离子、氯离子、碳酸根离子，另一厂的污水中含有银离子、铝离子、硝酸根离子。含有银离子、铝离子、硝酸根离子的污水中，其溶质主要是硝酸银和硝酸铝，A项正确；根据上述分析可知，氯离子和碳酸根离子一定在同一家化工厂污水中，B项正确；根据上述分析可知，铝离子与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，所以还含有氢氧化铝沉淀，C项错误；两污水混合后，污染程度大大降低，得到的溶液中溶质主要是硝酸钾，硝酸钾可作钾肥使用，D项正确。

7．(2022·重庆育才中学期中)某试液中可能大量含有Na＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子，且所含离子浓度均相等(忽略单一水解)，实验如图，下列说法正确的是( A )

A．原溶液中大量存在NH、Fe2＋、Cl－、SO

B．沉淀A为BaSO4，沉淀C为BaCO3、Al(OH)3

C．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋

D．无法确定原试液中是否大量含有Na＋、Cl－

[解析]　试液中加入过量稀硫酸无明显现象，则原溶液中无CO、AlO；加入硝酸钡有气体，说明发生了氧化还原反应，该气体为NO，则原溶液中含有Fe2＋，且被氧化生成Fe3＋，沉淀A为BaSO4，但加入过量稀硫酸时引入了SO，则不能确定原溶液中是否含有SO；滤液X中加入过量NaOH溶液，有气体生成，该气体为氨气，则原溶液中含有NH，沉淀B为Fe(OH)3，滤液中通入少量CO2产生沉淀，CO2与OH－、Ba2＋反应，生成的沉淀C中一定含有BaCO3；综上，原溶液中一定含有NH、Fe2＋，一定不含有CO、AlO，因为原溶液中所含离子浓度均相等，由溶液显电中性可知，原溶液中还含有Cl－、 SO，一定不含有Na＋、Al3＋、CO、AlO，沉淀A为BaSO4，沉淀B为Fe(OH)3，沉淀C为BaCO3。由以上分析可知，A正确，B、D错误；加入过量稀硫酸、硝酸钡时，原溶液中含有的Fe2＋被氧化为Fe3＋，则滤液X中大量存在的阳离子有NH、Ba2＋、Fe3＋，C错误。

8．(2023·湖北武汉模拟)已知甲、乙、丙是三种可溶性物质。其中甲是碱，乙、丙是盐，它们分别溶于水后电离产生的所有离子如表所示。

下列分析结果一定正确的是( C )

A．甲是Ba(OH)2，乙是NaHSO4

B．乙、丙反应的离子方程式为H＋＋HCO===H2O＋CO2↑

C．甲分别与乙、丙溶液混合后，现象相同

D．可利用焰色试验鉴别乙和丙

[解析]　甲、乙、丙是三种可溶性物质，其中甲是碱，可知甲中有OH－，有Na＋或Ba2＋，而碳酸钡和硫酸钡是沉淀，所以甲只能是Ba(OH)2，乙是NaHSO4，丙是Na2CO3或者丙是NaHSO4，乙是Na2CO3，A错误；由A分析可知，乙、丙反应的离子方程式为2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，B错误；Ba(OH)2与NaHSO4会生成白色沉淀硫酸钡，Ba(OH)2与Na2CO3反应会生成白色沉淀碳酸钡，现象相同，C正确；乙和丙都含有钠元素焰色试验相同，不能利用焰色试验鉴别乙和丙，D错误。

9．(2023·湖南永州二模)下列离子方程式正确的是( C )

A．用稀硝酸溶解铜：Cu＋2NO＋2H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O

B．硫酸铝溶液中加入过量氨水：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O

C．海带灰浸出液中滴加硫酸酸化的过氧化氢溶液：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O

D．碳酸氢钠溶液与过量澄清石灰水混合：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO

[解析]　Cu与稀硝酸反应生成NO，正确的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A错误；Al(OH)3不溶于NH3·H2O，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，B错误；根据题意NaHCO3完全反应，设其物质的量为1 mol，则1 mol HCO反应需消耗1 mol OH－并生成1 mol CO和1 mol H2O, 1 mol CO结合1 mol Ca2＋生成1 mol CaCO3沉淀，故离子方程式为HCO＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O，D错误。

10．10 mL某无色溶液中可能存在如下表中的离子，取该溶液进行如图实验(不考虑水解)，下列推理正确的是( B )

A．气体A通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，说明无色溶液中含有CO

B．溶液B与足量NaOH溶液加热生成0.02 mol气体D，说明无色溶液含有NH的浓度为2 mol/L

C．生成黄色沉淀C，说明无色溶液中含有Ag＋

D．用洁净的铂丝蘸取溶液F在火焰上灼烧，火焰呈黄色，说明原无色溶液中含有Na＋

[解析]　Ag＋和给出的四种阴离子都不能大量共存，所以原溶液中没有Ag＋；溶液呈无色，说明原溶液中没有Cr2O；无色溶液中加入足量氢碘酸，产生黄色沉淀，说明原溶液中存在S2－和SO，在酸性溶液中发生反应生成单质硫；在上述反应中，若SO过量，则可以和氢碘酸反应生成气体SO2，生成的气体A可能是CO2，也可能是SO2，还有可能是CO2和SO2的混合气，所以不能说明原溶液中有CO；溶液B中加足量NaOH溶液共热，有气体生成，说明原溶液中有NH。CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊，不能确定原溶液中是否含有CO，故A错误；溶液B与足量NaOH溶液加热生成0.02 mol气体D，即0.02 mol NH3，说明无色溶液中含有NH的物质的量为0.02 mol，浓度为＝2 mol/L，故B正确；根据上述分析可知，无色溶液中没有Ag＋，黄色沉淀是S，故C错误；实验中加入了含钠元素的NaOH溶液，所以灼烧火焰呈黄色，不能说明原无色溶液中含有Na＋，故D错误。

二、非选择题：本题共4小题。

11．按要求写出下列电离方程式。

(1)水是一种电解质，发生电离会产生电子总数相同的两种微粒，其电离方程式为 H2O＋H2OOH－＋H3O＋　。

(2)NaHSO3在水中的电离方程式为 NaHSO3===Na＋＋HSO，HSOH＋＋SO　。

(3)NaHSO4在熔融状态下的电离方程式为 NaHSO4===Na＋＋HSO　。

(4)液态NH3和H2O的电离相似，都可电离出电子数相同的两种离子，液态NH3的电离方程式为 2NH3(l)NH＋NH　。

(5)已知：硼酸(H3BO3)是一元弱酸，其钠盐化学式为Na[B(OH)4]，则硼酸在水中的电离方程式是 H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋　。

(6)Cr(OH)3与NaOH溶液反应产生[Cr(OH)4]－，与稀盐酸反应产生Cr3＋，写出Cr(OH)3在水中的电离方程式 Cr(OH)3Cr3＋＋3OH－，Cr(OH)3＋H2O[Cr(OH)4]－＋H＋　。

[解析]　(1)水电离出OH－和H3O＋，二者的电子总数相等，水是弱电解质，故水的电离方程式为H2O＋H2OOH－＋H3O＋。(2)NaHSO3属于弱酸的酸式盐，在水溶液中分步电离，第一步电离完全电离，HSO部分电离，NaHSO3===Na＋＋HSO，HSOH＋＋SO。(3)NaHSO4在熔融状态下，只发生一步完全电离，NaHSO4===Na＋＋HSO。(4)液态NH3和H2O的电离相似，都可电离出电子数相同的两种离子，H2O电离得到OH－和H3O＋，则液态NH3电离得到NH和NH，液态NH3的电离方程式是2NH3(l)NH＋NH。(5)“硼酸(H3BO3)是一元弱酸”，表示其在水溶液中能电离出一个H＋，“其钠盐化学式为Na[B(OH)4]”，表示H3BO3电离出一个H＋的同时产生一个[B(OH)4]－，所以H3BO3的电离方程式为H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。(6)根据题干信息，可知Cr(OH)3为两性氢氧化物，碱式电离产生Cr3＋和OH－，酸式电离产生[Cr(OH)4]－和H＋，故Cr(OH)3在水中的电离方程式为Cr(OH)3Cr3＋＋3OH－，Cr(OH)3＋H2O[Cr(OH)4]－＋H＋。

12．按要求写出下列反应的离子方程式。

(1)向MgSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成Mg(OH)2·MgCO3的离子方程式 2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑(或2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO)　。

(2)BaS溶液与硫酸锌溶液混合生成立德粉(ZnS·BaSO4)的离子方程式 Zn2＋＋Ba2＋＋S2－＋SO===ZnS·BaSO4↓　。

(3)向MnF2溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3的离子方程式 Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O　。

(4)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如图：

“酸浸”后，钛主要以TiOCl形式存在，写出相应反应的离子方程式 FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl＋2H2O　。

13．(2023·山东德州期末)元素化合物在日常生活、化工生产和环境科学中有着重要的用途。

(1)当皮肤划破时可用FeCl3溶液应急止血，用氯化铁固体配制成450 mL 0.1 mol·L－1的溶液，配制过程中所需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、 500 mL容量瓶、胶头滴管　。

(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后，溶液中大量存在的阳离子有 Fe2＋、Fe3＋、H＋　(填离子符号)。

(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌消毒、又能絮凝净水的水处理剂。其工业制备反应为Fe(OH)3＋ClO－＋OH－―→FeO＋Cl－＋H2O(未配平)，每生成1 mol K2FeO4，转移的电子数为 3　NA。

(4)自然界中Cr主要以＋3价和＋6价形式存在。Cr2O中的Cr能引起细胞的突变，在酸性条件下可用亚硫酸钠将Cr2O还原。其离子方程式为 Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O　。

(5)某透明溶液仅含Na＋、Fe2＋、Ba2＋、Al3＋、NO、Cl－、SO中的4种离子，且均为1 mol。向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。则溶液中存在的离子是 Na＋、Fe2＋、NO、SO　。

14．(2023·湖南永州模拟)现有四种溶液m、n、p、q，分别含阴、阳离子NH、Na＋、Ba2＋、Al3＋、OH－、SO、HCO、NO中的各一种，为了确定组成，进行了以下实验：将四种溶液两两混合，发现m、n能剧烈反应，产生白色沉淀和无色气体，p、q能产生无色、有刺激性气味的气体，p与m、n均有沉淀产生，且在m中逐滴滴入p时，沉淀增多，后减少但没有完全消失。回答下列问题：

(1)p是 Ba(OH)2　(填化学式，下同)溶液，q是 NH4NO3　溶液。

(2)写出在m中逐滴滴入p，沉淀减少时发生反应的离子方程式： Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　。

(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是 NaOH溶液和红色石蕊试纸　。

(4)经分析，SO存在于 m　(填“m”“n”“p”或“q”)中，实验室常用重量法检验该溶液中SO的浓度，步骤如下：Ⅰ.用量筒取该溶液8.0 mL并转移至小烧杯中；Ⅱ.加入盐酸酸化，然后加入足量的BaCl2溶液(沉淀反应在接近沸腾的温度下进行)；Ⅲ.过滤所得沉淀洗涤，烘干后得到a g固体。

①所用量筒的规格为 A　(填字母)。

A．10 mL B．50 mL

C．100 mL D．500 mL

②过滤时，沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度，从利于过滤的角度分析，沉淀反应需要在接近沸腾的温度下进行的原因可能是 沸腾时，有利于产生颗粒较大的沉淀(或有利于晶体生长)　。

③检验沉淀洗涤干净的方法是 用小试管取最后一次洗涤液少许，向其中加入少量的AgNO3溶液，如没有浑浊，说明沉淀洗涤干净，反之，说明沉淀没有洗涤干净　。

④计算，SO的浓度为 　mol/L(用含a的式子表示)。

[解析]　由在m中逐滴滴入p时，沉淀增多，后减少但没有完全消失，可知在现有离子中，能满足先沉淀后部分溶解现象的一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液，故m为可溶性铝盐溶液，p为强碱溶液，再结合碱过量，沉淀未溶解完全，说明强碱与铝盐混合，除了有氢氧化铝生成，还有其他沉淀生成，则可判断出m为Al2(SO4)3溶液，p为Ba(OH)2溶液；p、q能产生无色、有刺激性气味的气体，q含NH；m、n能剧烈反应，产生白色沉淀和无色气体，符合铝离子与HCO双水解生成氢氧化铝和二氧化碳的现象，则n含HCO；由于所剩离子仅为Na＋和NO，溶液呈电中性，故q为NH4NO3溶液，n为NaHCO3溶液。

(1)根据上述分析，p为Ba(OH)2溶液，q为NH4NO3溶液。(2)m为Al2(SO4)3溶液，p为Ba(OH)2溶液，沉淀为氢氧化铝，沉淀减少时的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。(3)q为NH4NO3溶液，则检验NH的方法为取待测液于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体，若试纸变蓝，则原待测液中含NH，故需要的试剂和试纸为氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸。(4)m为Al2(SO4)3溶液，故SO存在于m中。①量筒量取液体时，所选规格遵循“近而大”的原则，故选规格为10 mL的量筒。②过滤时，沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度，颗粒较大，有利于液体顺利滤出，故沉淀反应在接近沸腾的温度下进行，是为了尽量使沉淀凝聚，即有利于产生颗粒较大的沉淀或有利于晶体生长。③检验沉淀是否洗涤干净，本质就是沉淀表面是否仍有可溶性离子残留，即是否有Cl－残留，故方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中加入少量的AgNO3溶液，如没有浑浊，说明沉淀洗涤干净，反之，说明沉淀没有洗涤干净。④烘干后的固体成分仍为BaSO4，硫元素守恒，故8.0 mL溶液中，n(SO)＝n(BaSO4)＝ mol，则c(SO)＝＝ mol/L。