2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第二章第3课时　离子共存　离子检验与推断作业.docx

第二章 第3课时离子共存离子检验与推断题号知识易中难离子共存的判断1,45离子或物质的检验与推断27综合应用36,8一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.(2021·山东德州月考)下列各组离子能在溶液中大量共存的是(A)A.K+、Na+、Cl-、NO3-B.Fe3+、K+、Br-、SCN-C.NH4+、Na+、CO32-、OH-D.Al3+、Mg2+、SO42-、HCO3-解析:K+、Na+、Cl-、NO3-相互之间不发生化学反应,能大量共存,故A正确;Fe3+和SCN-会反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存,故B错误;NH4+和OH-会反应生成一水合氨,不能大量共存,故C错误;Al3+、Mg2+均会和HCO3-发生双水解,不能大量共存,故D错误。2.无色溶液X是下列四种物质中的一种。将其分成等量的三份,向其中分别加入少量AgNO3溶液、CuO固体、NaOH溶液,产生的现象如下表。则物质X是下列选项中的(D)试剂AgNO3溶液CuO固体NaOH溶液现象白色沉淀溶解,溶液变蓝无明显现象A.NaCl溶液B.Ca(OH)2溶液C.稀硝酸D.稀盐酸解析:无色溶液X中分别加入少量AgNO3溶液、CuO固体、NaOH溶液,能使CuO固体溶解的物质为酸,稀硝酸、稀盐酸均可,排除选项A、B;且X能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,排除选项C,故选D。3.氢型离子交换树脂可使硬水中的钙、镁离子通过离子交换去除而使硬水软化。某同学将含有Ca2+、Mg2+且pH=7的硬水利用如图装置进行软化,所得软水的pH为4。下列叙述正确的是(B)A.硬水中可能含有大量的Cl-、CO32-、SO42-B.通过净化处理后,水中的离子浓度增大C.氢型离子交换树脂失效后可放入强碱溶液中再生D.原硬水中Ca2+、Mg2+的总浓度约为10-5 mol·L-1解析:根据离子共存原则,CO32-与Ca2+、Mg2+会产生沉淀,CaSO4微溶于水,不能大量共存,故硬水中不可能含有大量的CO32-、SO42-,故A错误;经过氢型离子交换树脂时,Ca2+、Mg2+与H+发生离子交换被除去,根据电荷守恒知,一个Ca2+或Mg2+会交换出两个H+,故水中阳离子的总数增大,阴离子总数不变,故离子总浓度增大,故B正确;氢型离子交换树脂失效即交换树脂中不存在氢离子,应放入强酸溶液中补充氢离子,使其再生,故C错误;由离子交换原理得,生成的H+数目是原来Ca2+、Mg2+数目的2倍,即c(H+)是Ca2+、Mg2+浓度的2倍,溶液的pH由7变为4,则c(H+)的变化量是(10-4-10-7) mol·L-110-4 mol·L-1,所以原硬水中Ca2+、Mg2+的总浓度为5×10-5 mol·L-1,故D错误。4.(2021·天津实验中学月考)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(C)A.无色溶液中:Cu2+、SO32-、S2-、SO42-B.c(OH-)c(H+)=10-10的溶液中:Na+、AlO2-、CO32-、I-C.由水电离的c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液中:Ba2+、K+、Cl-、NO3-D.滴入少量KSCN溶液显红色的溶液中:Na+、CO32-、I-、SO42-解析:Cu2+呈蓝色,不能存在于无色溶液中,故不选A;常温下,c(OH-)c(H+)=10-10的溶液呈酸性,AlO2-、CO32-都能和H+反应,不能大量共存,故不选B;由水电离的c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液既可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,而Ba2+、K+、Cl-、NO3-四种离子相互间不反应,和H+、OH-也不反应,能大量共存,故选C;滴入少量KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+和CO32-能发生双水解生成Fe(OH)3和CO2,Fe3+和I-会发生氧化还原反应生成Fe2+和I2,不能大量共存,故不选D。5.(2022·山东莱芜月考)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是(A)A.c(OH-)c(H+)=10-12的溶液中:NH4+、Cu2+、NO3-、SO42-B.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:NH4+、K+、Cl-、I-C.0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中:Fe3+、K+、Cl-、SO42-D.水电离产生的c(OH-)=10-12 mol·L-1的溶液中:Na+、Al3+、Cl-、NO3-解析:c(OH-)c(H+)=10-12的溶液显酸性,所有离子可以大量共存,故A符合题意;滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+与I-发生反应2Fe3+2I-2Fe2+I2,不能大量共存,故B不符合题意;0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中,Fe3+会和碳酸氢根离子相互促进水解而不能大量共存,故C不符合题意;水电离产生的c(OH-)=10-12 mol·L-1的溶液是酸性或碱性的溶液,铝离子在碱性溶液中不能大量存在,故D不符合题意。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)6.下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是(AB)选项离子加入试剂离子方程式AK+、Fe2+、NO3-稀硫酸3Fe2+NO3-+4H+3Fe3+NO+2H2OBFe3+、Br-、Cl-氢氧化钠溶液Fe3+3OH-Fe(OH)3CNH4+、SO42-、AlO2-少量稀硫酸AlO2-+H+H2OAl(OH)3DNa+、NH4+、HCO3-过量氢氧化钠溶液NH4+OH-NH3·H2O解析:C项,NH4+、AlO2-会相互促进水解而不能大量共存,不符合题意;D项,过量NaOH电离产生的OH-与HCO3-反应产生CO32-、H2O,与NH4+反应产生NH3·H2O,反应不符合事实,不符合题意。7.10 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)阳离子NH4+、Na+、Ag+、Al3+阴离子CO32-、S2-、SO32-、Cr2O72-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CO32-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NH4+的浓度为2 mol/LC.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Cr2O72-;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SO32-,在酸性溶液中发生反应生成单质硫;在上述反应中,若SO32-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CO32-;溶液B中加足量NaOH溶液共热,有气体生成,说明原溶液中有NH4+。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CO32-,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NH4+的物质的量为0.02 mol,浓度为0.02mol0.01 L=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。三、非选择题8.现有四种溶液m、n、p、q,分别含阴、阳离子NH4+、Na+、Ba2+、Al3+、OH-、SO42-、HCO3-、NO3-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(填化学式,下同)溶液,q是溶液。 (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:  。 (3)实验室检验q中阳离子需要的试剂和试纸是 。 (4)经分析,SO42-存在于(填“m”“n”“p”或“q”)中,实验室常用重量法检验该溶液中SO42-的浓度,步骤如下:.用量筒取该溶液8.0 mL并转移至小烧杯中;.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);.过滤所得沉淀洗涤,烘干后得到a g固体。 所用量筒的规格为(填字母)。 A.10 mLB.50 mLC.100 mLD.500 mL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  。 检验沉淀洗涤干净的方法是  。 计算,SO42-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NH4+;m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,符合铝离子与HCO3-双水解生成氢氧化铝和二氧化碳的现象,则n含HCO3-;由于所剩离子仅为Na+和NO3-,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-AlO2-+2H2O。(3)q为NH4NO3溶液,则检验NH4+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NH4+,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SO42-存在于m中。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。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。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。烘干后的固体成分仍为BaSO4,硫元素守恒,故8.0 mL溶液中,n(SO42-)=n(BaSO4)=a233 mol,则c(SO42-)=nV=125a233 mol/L。答案:(1)Ba(OH)2NH4NO3(2)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(3)NaOH溶液和红色石蕊试纸(4)mA沸腾时,有利于产生颗粒较大的沉淀(或有利于晶体生长)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125a233