第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲,高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破,弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展,综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密,赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 酸碱质子理论(Bronsted 理论)
酸碱质子理论(Br nsted-Lowry Acid-Base Theory)是1923年由丹麦化学家约翰尼斯·布朗斯特(Johannes Br nsted)和英国化学家托马斯·劳里(Thomas Lowry)各自独立提出的酸碱定义理论。它是对阿伦尼乌斯酸碱理论(Arrhenius Theory)的重要扩展,摆脱了溶剂必须为水的限制,更广泛地描述了酸碱反应的本质—— 质子(H+)的转移 。
1、酸、碱的定义
(1)酸:凡能给出质子(H+)的物质都是酸;电离方程式可表示为HA (酸) = H++ A— (共轭碱)。如HCl,NH4+,HSO4-,H2PO4-等都是酸,因为它们能给出质子;
(2)凡能接受质子的物质都是碱。该过程可表示为B (碱)+H+=BH+(共轭酸)。如CN-,NH3,HSO4-,SO42-都是碱,因为它们都能接受质子。
(3)酸碱两性物质:若某物质既能给出质子,又能接受质子,就既是酸又是碱,可称为酸碱两性物质,如HCO3-等,通常称为酸式酸根离子。
2、酸碱的共轭关系
质子酸碱不是孤立的,它们通过质子相互联系,质子酸释放质子转化为它的共轭碱,质子碱得到质子转化为它的共轭酸。这种关系称为酸碱共轭关系。可用通式表示为:酸碱+质子,此式中的酸碱称为共轭酸碱对。例如NH3是NH4+的共轭碱,反之,NH4+是NH3的共轭酸。又例如,对于酸碱两性物质,HCO3-的共轭酸是H2CO3,HCO3-的共轭碱是CO32-。换言之,H2CO3和HCO3-是一对共轭酸碱,HCO3-和CO32-是另一对共轭酸碱。 酸越强,其共轭碱越弱;碱越强,其共轭酸越弱,反之亦然。
3、 酸碱反应的实质
质子理论认为, 酸碱反应的本质是质子(H )从一个酸转移到另一个碱的过程 。任何酸碱反应都可以表示为两个共轭酸碱对之间的质子转移,通式为:酸1+ 碱2碱1+ 酸2, 酸1将质子传递给 碱2 ,自身变成其共轭碱—— 碱1; 碱2接受质子,自身变成其共轭酸—— 酸2 。
例如: HCl + NH3 Cl- + NH
H2O + NH3 OH- + NH
HAc + H2O Ac-+ H3O+
H2S + H2O HS-+ H3O+
H2O + S2- OH- + HS-
H2O + HS- OH- + H2S
4、 溶剂的作用:质子理论强调了溶剂在质子传递中的重要作用,特别是 两性溶剂 (既能作为酸又能作为碱的溶剂,如水、液氨、乙醇、醋酸等)。溶剂分子可以作为酸或碱参与反应,帮助质子的传递和稳定产生的离子(如 H3O+在水中)。溶剂的 介电常数 和 质子自递常数 直接影响溶质酸碱的强度和行为。
竞赛技巧2 离子方程式的书写
1.离子方程式书写的“2易”“2等”“2查”
(1)“2易”:易溶且易电离的物质以实际参加反应的离子的符号表示,其他物质用化学式表示。
(2)“2等”:离子方程式两边的同种元素的原子个数,电荷总数均应相等。
(3)“2查”:一是检查离子方程式中的计量系数是否最简;二是检查是否漏写离子反应。
2.书写离子方程式时的拆分原则:
(1)强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式,难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
(2)改写微溶物时要看清题目要求:①作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。
②作为生成物,一般写化学式(标↓号),如石灰水和石灰乳:石灰水写成离子形式而石灰乳则写化学式。
(3)氨水作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标↑号)。
(4)容易出现错误的几类物质的改写。
①多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHCO3不能拆写成Na+、H+和CO,应拆写成Na+和HCO。
②浓硫酸作为反应物不能拆开写,应写成化学式;在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO。
竞赛技巧3 离子方程式正误判断
针对高考题经常设置的陷阱,做到“七看”“三记”“一注意”,即可快速解题。
1.七看
(1)看是否符合客观事实。如Fe和稀盐酸反应的离子方程式写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe2+。
(2)看化学式拆写是否正确。这是书写离子方程式时最关键的一步,应注意以下几点:
①易溶于水的强电解质均写成离子形式,如强酸、强碱和大多数盐。其他物质均用化学式表示,如单质、气体、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)及难溶性盐。
②微溶物的写法。一般来说,微溶于水的强电解质的澄清溶液(如澄清石灰水)中微溶物写成离子形式,浊液中的微溶物写成化学式。
③可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式(如HCO)。
④非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。如实验室中制备氨气的反应。
(3)看符号使用是否正确。要注意“===”“”“↓”“↑”等符号的正确使用。
(4)看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+不符合电荷守恒及得失电子守恒,是错误的。
(5)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀的反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应,不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;向溴化亚铁溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
2.三记
(1)记住常见酸、碱、盐的溶解性
①钾、钠、铵盐水中溶,硝酸盐入水无影踪,硫酸盐不溶钡和铅,盐酸盐不溶银亚汞,碳酸、硅酸、磷酸盐,钾钠铵外多不溶。
②常见的四种微溶物:Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
③常见的难溶于稀强酸的物质:AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、CaSO4。
(2)记住两种电离顺序
①H+电离顺序:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO>H2SiO3>Al(OH)3>H2O。在形成这些物质时,越靠后的越优先,如在含有OH-、AlO、CO的溶液中,逐滴加入盐酸直至过量,反应的先后顺序为OH->AlO>CO。
②OH-电离顺序:NaOH>NH3·H2O>难溶氢氧化物>H2O。如在含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,反应的先后顺序为H+>Al3+>NH>Al(OH)3。
(3)记住常见的强酸、弱酸、强碱、弱碱
①常见的强酸:HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI。
②常见的弱酸:H2CO3、H2SiO3、HClO、HF、H2S、H2SO3。
③常见的强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2。
④常见的弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2。
3.一注意
注意题目要求:是找“正确的”还是“不正确的”。
竞赛技巧4 离子大量共存
1.判断离子共存的“三个关键”
(1)熟记生成难溶、难电离和气体的常见离子。
(2)掌握常见的有色离子 ,如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO(紫红色)。
(3)关注溶液的酸碱性。
2.判断离子共存的“1色”“2性”“3反应”
(1)记住几种离子的颜色:如Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、MnO(紫红色)。
(2)溶液酸性(如:遇石蕊显红色,pH=2等)、碱性(如遇石蕊显蓝色,遇酚酞显红色,pH=12等)。
(3)能生成沉淀、气体、H2O(难电离物质)等符合离子反应条件的离子不能共存。
竞赛技巧5 离子推断
利用离子反应进行物质的推断是推断题中的一种重要题型,它既考查了常见离子的典型性质,又考查了考生的推断能力。这类试题常将物质拆分为离子,通过实验并根据其现象推断出相关物质。解答此类试题,易出现一错全错的连锁错误,因此,解答的关键是依据题目表述的现象和离子的性质,初步推出可能的物质,然后逐步分析,从而得出正确的结果。
(1)物质检验的一般步骤
(2)物质检验的一般依据
任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断;还可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。
【特别提醒】必须注意两点:
①所加试剂引入的离子对后续实验的影响;
②用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与定量的方法相结合。
(3)离子推断的“四项基本原则”
①肯定原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO、CrO、Cr2O)。
②互斥原则:在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)。
③电中性原则:溶液呈电中性,溶液中有阳离子,必有阴离子,且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。
④进出原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
(4)电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用
离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
(5)离子推断常见解题思路
离子推断题将离子共存、离子检验设定在一个可能的离子组中,要求通过多重推断,确定某些离子肯定存在,某些离子肯定不存在,某些离子不能确定是否存在,有的最后还设置一个探究问题或者一个计算题。其一般解题思路如下所示:
→→
竞赛技巧6 离子反应的应用
1.污水的治理
如一种污水中含有KCl,另一种污水中含有AgNO3,若将这两种污水按适当比例混合,则发生离子反应:Ag+ +Cl- =AgCl↓,混合后的污水过滤后再排放,不但消除了水污染,还能回收AgCl。
2.混合物的分离
如对于含有Mg2+、Na+、Cl-的溶液,向其中加人稍过量的NaOH溶液后过滤,再向滤液中加人适量的盐酸即可得到NaC1溶液,然后向所得到的沉淀中加适量盐酸溶解,即可得到MgC12溶液,这样就能将Mg2+、Na+分离。
3.物质的提纯
如对于含有Na2SO4的粗盐,加水溶解后先加人稍过量的BaCl2溶液,再加入稍过量的Na2CO3溶液,过滤;向滤液中加入稍过量的盐酸;蒸发结晶,即得精盐。
4.物质的鉴别
如对失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液,各取3mL分别置于四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴入足量的稀盐酸,观察现象。若无现象发生,原溶液是NaCl溶液;若生成白色沉淀且不溶于稀盐酸,原溶液是Na2SO4溶液;若生成白色沉淀且溶于稀盐酸并有气体逸出,原溶液是Na2CO3溶液;若生成白色沉淀且溶于稀盐酸但无气体逸出,原溶液是MgC12溶液。
5.化合物组成成分的分析和鉴定
如对于无色气体A的水溶液,向其中加入少量的Na2CO3溶液,逸出无色、无味并使澄清石灰水变浑浊的气体,则生成该气体的离子方程式为2H++CO32-=CO2↑十H2O。再向溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,则生成该沉淀的离子方程式为Cl-+Ag+=AgCl↓,从而证明原无色气体A的水溶液中含有H+和Cl-,A应为HC1。
竞赛技巧1 酸碱质子理论(Bronsted 理论)
1.(24-25高一上·浙江·竞赛)酸碱质子理论:凡是能够释放质子()的任何含氢原子的分子或离子都是酸;凡是能与质子结合的分子或离子都是碱。按照酸碱质子理论,下列粒子既可以看作酸又可以看作碱的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.是的共轭碱,只能结合质子,无法释放质子,A不符合题意;B.作酸:(释放质子)。作碱:(结合质子)。因此,既可作酸又可作碱,B符合题意;C.通常作为碱(结合质子生成),C不符合题意;D.是的共轭碱,只能结合质子,无法释放质子,D不符合题意;故选B。
2.(24-25高一上·河北·竞赛)两种化学酸碱理论:①酸碱电离理论:电离时所产生的阳离子全部是的化合物叫酸,电离时所产生的阴离子全部是的化合物叫碱。②酸碱质子理论:任何能给出质子的物质(分子,原子或离子)都是酸,任何能接受质子的物质(分子、原子或离子)都是碱。若既可给出质子又可结合质子,则为两性物质,给出质子的能力越强,酸性越强。下列说法错误的是
A.根据酸碱质子理论,属于酸碱反应
B.根据酸碱电离理论,属于酸,属于碱
C.根据酸碱质子理论,、均属于两性物质
D.根据酸碱质子理论,若能发生,则酸性:
【答案】B
【解析】A.根据酸碱质子理论,反应中,碳酸根是质子受体,水是给出质子的物质,该反应属于酸碱反应,A正确;B.酸碱电离理论:电离出的阳离子有钠离子和氢离子,则其不属于酸,属于盐,电离出的阴离子有氢氧根离子和碳酸根离子,则其不属于碱,属于盐,B错误;C.酸碱质子理论:可以结合质子生成碳酸,还可以电离出质子生成碳酸根,属于两性物质,可以电离出质子生成水合氢离子,还可以电离出氢离子,属于两性物质,C正确;D.可以电离出质子生成N2H4,铵根可以电离出氢离子变为氨气,则两者都属于酸,根据强酸制备弱酸的原理,酸性:,D正确;故选B。
竞赛技巧2 离子方程式的书写
3.(2022高一上·广东广州·竞赛)请根据要求填空:
(1)工业上常用Fe2+处理含Cr2O的酸性废水,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)实验中常用足量的氢氧化钙溶液检验CO2气体。请写出该反应的离子方程式: 。
(3)黑火药是我国古代的四大发明之一、黑火药着火时,主要发生化学反应:2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。在上述反应中,被还原的元素为(填元素符号) 。
(4)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆ClO2。其变化可表示为:KClO3+HCl(浓)→KCl+ClO2↑+Cl2↑+H2O
①请完成该化学方程式并配平 ;
②浓盐酸在反应中显示出来的性质是 。标准状况下,产生33.6L的Cl2,则转移的电子的物质的量为 mol。
【答案】(1)Cr2O+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O
(2)Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O
(3)N、S
(4)①2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O ②还原性和酸性 3mol
【解析】(1)酸性条件下重铬酸根离子具有氧化性,能将具有还原性亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原成铬离子,结合得失电子守恒和质量守恒可写出离子方程式:;
(2)CO2与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,其中氢氧化钙是强碱需要拆为离子形式,碳酸钙为难溶性电解质,水为弱电解质,CO2为非电解质,不能拆为离子形式,所以离子方程式为:Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O;
(3)结合元素化合价变化可知该反应中N和S元素化合价降低,被还原;故答案为:N、S;
(4)结合得失电子守恒和质量守恒可将该反应配平;反应产物中有盐类化合物生成,体现了盐酸的酸性,盐酸中氯元素化合价升高,体现了还原性;氯酸钾中氯+5→+4,得1e-,盐酸中氯-1→0,失1e-,每生成1mol Cl2,转移2mole-,则产生33.6L的Cl2共转移3mole-;
4.(2007高一·北京·竞赛)写出如下反应的离子方程式:
(1)用盐酸滴定碳酸钠溶液,滴定终点为酚酞恰好褪色 。
(2)向氯化银和水的混合物中加入过量的氨水形成Ag(NH3)2Cl,得到澄清的水溶液 。
(3)过量的醋酸和碳酸氢钠反应 。
(4)盐酸滴入固态的漂白粉中 。(注:漂白粉有效成分常用化学式CaCl2·Ca(OC1)2·2H2O表示,化学式不得拆开)
(5)漂白粉固体吸收空气中的二氧化碳放出氯气 。(漂白粉化学式不得拆开)
(6)中药 “生磁石”(主要成分Fe3O4)在热铁锅中边炒边喷醋,磁石中的Fe2O3溶解生成醋酸铁溶于水后洗去得到不含Fe2O3的“生磁石” 。
【答案】(1)H++=
(2)AgCl+2NH3 = Ag(NH3)+Cl-
(3)CH3COOH+HCO= CH3COO-+CO2↑+H2O
(4)CaCl2·Ca(OCl)2 ·2H2O+4H+=2Cl2↑+2Ca2++4H2O
(5)CaCl2·Ca(OCl)2 ·2H2O+2CO2=2Cl2+2CaCO3+2H2O
(6)Fe2O3+6CH3COOH=2Fe3++6CH3COO-+3H2O
【解析】(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,可以使酚酞试液变为红色。向其中滴加稀盐酸,当酚酞恰好褪色时,溶液pH=8,此时反应产生NaCl、NaHCO3,反应的离子方程式为:H++=。
(2)AgCl在溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),向其中滴加氨水,首先反应产生AgOH白色沉淀,当氨水过量时,反应产生可溶性的Ag(NH3)2Cl,反应的离子方程式为:AgCl+2NH3=Ag(NH3)+Cl-。
(3)由于醋酸的酸性比碳酸强,所以过量的醋酸和碳酸氢钠反应,产生醋酸钠、水、二氧化碳。由于醋酸的弱酸,所以反应的离子方程式为:CH3COOH+= CH3COO-+CO2↑+H2O。
(4)漂白粉有效成分用化学式CaCl2·Ca(OC1)2·2H2O表示,由于盐酸的酸性比次氯酸强,所以二者会发生反应产生Cl2,同时产生CaCl2、H2O,反应的离子方程式为:CaCl2·Ca(OCl)2 ·2H2O+4H+=2Cl2+2Ca2++4H2O。
(5)漂白粉固体吸收空气中的二氧化碳放出氯气,是由于在酸性条件下发生氧化还原反应产生Cl2,同时产生碳酸钙、H2O,反应的离子方程式为:CaCl2·Ca(OCl)2 ·2H2O+2CO2=2Cl2+2CaCO3+2H2O。
(6)磁石的主要成分Fe3O4,其中的Fe2O3溶解与醋酸反应生成醋酸铁和水,溶于水后洗去可溶性物质,就得到不含Fe2O3的“煅磁石”,该反应的离子方程式为:Fe2O3+6CH3COOH=2Fe3++6CH3COO-+3H2O。
竞赛技巧3 离子方程式正误判断
5.(2023高二上·浙江宁波·竞赛)下列离子方程式书写正确的是
A.等浓度等体积的NaAlO2溶液和HCl溶液混合:
B.将0.1molCl2通入含有0.1molFeI2的溶液中:
C.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:
D.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:
【答案】C
【解析】A.等浓度等体积的NaAlO2溶液和HCl溶液混合生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为,A错误;B.将0.1molCl2通入含有0.1molFeI2的溶液中,还原性,离子方程式为,B错误;C.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2,发生氧化还原反应生成、、H+,H+与过量的结合生成,离子方程式为,C正确;D.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和水,离子方程式为,D错误;故选C。
6.(2024高一下·河南洛阳·竞赛)下列反应的离子方程式书写错误的是:
A.用硫氰化钾溶液检验Fe3+:Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3
B.向海带灰浸出液中加入稀硫酸、双氧水:2I- + 2H+ + H2O2= I2 + 2H2O
C.磨口玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀:SiO2+2Na++2OH-= Na2SiO3+H2O
D.NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合:2HCO+2OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓+CO
【答案】C
【解析】A.用硫氰化钾溶液检验Fe3+产生血红色溶液,离子方程式为:Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3,A正确;B.向海带灰浸出液中加入稀硫酸、双氧水的离子方程式为:2I- + 2H+ + H2O2= I2 + 2H2O,B正确;C.Na2SiO3为可溶性盐,故磨口玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀的离子方程式为:SiO2+2OH-=+H2O,C错误;D.NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合的反应方程式为:2NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+Na2CO3+2H2O,故该反应的离子方程式为:2HCO+2OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓+CO,D正确;故答案为:C。
竞赛技巧4 离子大量共存
7.(2024高一下·河南洛阳·竞赛)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是
A.0.1mol/L NaOH溶液:Na+、K+、CO、NO
B.无色透明的溶液中:K+、Mg2+、SCN-、Cl-
C.与Al反应能放出H2的溶液中:K+、Mg2+、NO、SO
D.能使石蕊变红的溶液中:NH、Fe2+、I-、SO
【答案】C
【解析】A.碱性溶液中Na+、K+、CO、NO均能大量共存,且彼此间不发生离子反应,故A不符合题意;B.无色透明的溶液中:K+、Mg2+、SCN-、Cl-均能大量共存,且彼此间不发生离子反应,故B不符合题意;C.与A1反应能放出H2的溶液可能显酸性,也可能显碱性,酸性条件下硝酸不会与铝生成氢气,故该溶液只能为碱性,Mg2+与氢氧根反应生成氢氧化镁沉淀,故不能大量共存,故C符合题意;D.能使石蕊显红色的溶液说明溶液显酸性,含有大量的氢离子,NH、Fe2+、I-、SO均能大量共存,且彼此间不发生离子反应,故D不符合题意;故选C。
8.(2022高二上·广东汕头·竞赛)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Na+、K+、CO、Cl-
B.0.1 mol·L-1 FeCl2溶液:K+、SO、OH-
C.0.1 mol·L-1 K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1 mol·L-1 H2SO4的溶液:K+、Cl-、CH3COO-、NH
【答案】A
【解析】A.0.1 mol·L-1 NaOH溶液中的OH-与Na+、K+、CO、Cl-均不反应,可以大量共存,A符合题意;B.0.1 mol·L-1 FeCl2溶液中的Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2而不能大量共存,B不合题意;C.0.1 mol·L-1 K2CO3溶液中的与Ba2+反应生产BaCO3而不能大量共存,C不合题意;D.0.1 mol·L-1 H2SO4的溶液中的H+与CH3COO-反应生成CH3COOH而不能大量共存,D不合题意;故答案为:A。
竞赛技巧5 离子推断
9.(2023高一下·浙江温州·竞赛)某无色溶液中可能含有中的若干种,离子浓度都为,往该溶液中加入过量的和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液,设计并完成如下实验:则关于原溶液的判断中正确的是
A.若步骤中和溶液改用和盐酸混合溶液,则对溶液中离子的判断无影响
B.无法确定原溶液中是否存在
C.肯定存在的离子是,是否存在需要通过焰色反应来确定
D.肯定不存在的离子是,是否含另需实验验证
【答案】A
【分析】无色溶液中一定不含,往该溶液中加入过量的和盐酸的混合溶液,没有白色沉淀生成,则不含、Ag+,加足量氯水,无气体产生,则不含,溶液加四氯化碳分液,下层溶液为橙色,则原溶液中含有,上层溶液加硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀,含有,不含,溶液中一定含有阳离子,且离子浓度都为,根据电荷守恒,一定含有、、,一定不存在。
【解析】A.过程中用氯水与亚硫酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子,已引入氯离子,若改用BaCl2和盐酸混合溶液,则对溶液中离子的判断无影响,A正确;B.根据分析,原溶液中一定不存在Cl-,B错误;C.根据分析,原溶液中肯定存在的离子是、Br-、、Na+、K+,C错误;D.根据分析,原溶液中肯定不存在的离子有、Ag+、Mg2+、Cu2+、、Cl-,D错误;故选A。
10.(2014高二·河南·竞赛)某溶液可能含有Cl-、SO、CO、NH、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100 mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.01 mol 气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得到1.6g固体;向上述滤液中加足量BaCl2榕液,得到2.33 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中
A.Cl-一定存在,且c(Cl- )≥0.5 mol/L
B.至少存在5种离子
C.SO、NH一定存在,Cl-可能不存在
D.CO、Al3+一定不存在,K+可能存在
【答案】A
【分析】取该溶液100mL,加入过量NaOH,加热得到0.01mol气体,则原溶液中一定含有且物质的量为0.01mol,同时还有红褐色沉淀产生,则含有Fe3+,过滤灼烧得到1.6g固体为Fe2O3,根据铁守恒,Fe3+的物质的量为0.02mol,向滤液中加入足量氯化钡溶液,得到2.33g不溶于盐酸的沉淀,说明含有硫酸根且其物质的量为0.01mol。因溶液中存在铁离子,则原溶液中不存在碳酸根离子,又根据电荷守恒可知,溶液中一定含有Cl-,可能含有铝离子和钾离子。
【解析】A.根据分析可知,物质的量为0.01mol,Fe3+物质的量为0.02mol,物质的量为0.01mol,且不存在碳酸根离子,可能存在铝离子和钾离子,则根据电荷Cl-一定存在,且其物质的量≥0.05mol,则其浓度≥0.5mol/L,A正确;B.根据分析可知,溶液中可能只存在铁离子、铵根离子、硫酸根离子和氯离子这四种离子,B错误;C.根据分析可知,Cl-一定存在,C错误;D.根据已知条件可知,碳酸根离子一定不存在,铝离子和钾离子无法确定存在与否,D错误;故答案选A。
竞赛技巧6 离子反应的应用
11.(2004·河南·高中预赛)重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液,甲废液经化验呈碱性,主要的有毒离子为Ba2+,如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性和碱性均明显降低。则乙废液中可能含有的离子是
A.Cu2+和SO B.Cu2+和Cl C.K+和SO D.Ag+和NO
【答案】A
【解析】A.Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓、Ba2++SO=BaSO4↓,如将甲、乙两废液按一定比例混合,能实现毒性和碱性均明显降低,A符合题意;B. Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓仅能使碱性明显降低,不能是毒性减小,B不合题意;C.Ba2++SO=BaSO4↓仅能使毒性明显减小,碱性没有明显降低,C不合题意;D.Ag++OH-=AgOH,2AgOH=Ag2O+H2O仅能使碱性明显降低,不能是毒性减小甚至因Ag+的引入反而增强,D不合题意;故答案为:A。
12.(23-24高一上·甘肃天水·竞赛)(Ⅰ)某无色溶液含有Na+、Ba2+、Cu2+、H+、HCO、SO、Cl﹣等离子中的若干种。依次进行下列实验,现象如下:
①取少量溶液于试管之中,滴入几滴紫色石蕊试液后溶液显红色;②另取少量的原溶液,先加入过量的NaOH溶液,无明显现象,然后再滴加适量的Na2CO3溶液,产生白色沉淀。
请回答下列问题,用离子符号表示:
(1)原溶液中肯定存在的离子有 ;(2)原溶液中肯定不存在的阳离子有 ,
(3)原溶液中可能存在的离子有 。
(Ⅱ)在一条鱼、虾绝迹的小河边有四座工厂:甲、乙、丙、丁(如图所示),它们排出的废液里,每个工厂只含有Na2CO3、FeCl3、Ca(OH)2、HCl中的一种。某中学环保小组对河水检测时发现:①甲处河水呈乳白色,②乙处河水呈浑浊的红褐色,③丙处河水由浑变清,④丁处产生气泡,河水仍清,⑤M处水样的pH小于7。请判断:
(4)四座工厂排出的废液里含有的污染物:甲 ,乙 ,丙 ,丁 。
(5)③处红褐色消失发生的离子反应方程式 ,④发生的化学反应方程式 。
【答案】(1)Ba2+、H+、Cl-
(2)Cu2+、HCO、SO
(3)Na+
(4)Ca(OH)2 FeCl3 HCl Na2CO3
(5)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
【解析】(1)溶液无色,则一定不存在Cu2+,
①取少量溶液于试管之中,滴入几滴紫色石蕊试液后溶液显红色,说明溶液呈酸性,一定含H+,则一定不存在HCO;②另取少量的原溶液,先加入过量的NaOH溶液,然后再滴加适量的Na2CO3溶液,产生白色沉淀,则一定存在Ba2+,则一定不存在SO,由电荷守恒可知一定存在阴离子Cl-,不能确定是否含有Na+;由以上分析原溶液中肯定存在的离子有Ba2+、H+、Cl-;(2)原溶液中肯定不存在的阳离子有Cu2+、HCO、SO;(3)原溶液中可能存在的离子有Na+;(4)水流方向是由甲经过乙、依次流经丙和丁,根据四种物质的性质特点,甲处河水呈乳白色,甲为Ca(OH)2;乙处河水呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,故乙处为FeCl3;丙处河水由浑变清,是由于Fe(OH)3沉淀在丙处物质溶解,故丙处为盐酸,丁处为Na2CO3(与盐酸作用产生气泡),M处溶液显酸性,可知盐酸过量,由上述分析可知,四座工厂排出的废水含有的污染物分别为:甲为Ca(OH)2;乙为FeCl3;丙为HCl;丁为Na2CO3;(5)③处红褐色消失发生的离子反应方程式Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O,④处生成的气体为二氧化碳,发生的化学反应方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
1.(23-24高一上·陕西西安·期末)进行电解质溶液的导电性实验时,装置如图所示。若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是
A.硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液 B.盐酸中逐滴加入氯化钠溶液
C.氢氧化钡溶液中逐滴加入硫酸钠溶液 D.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
【答案】A
【分析】若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,则灯泡由亮变暗,说明溶液中电解质的浓度降低,说明所加入物质能与溶液中电解质反应生成弱电解质或沉淀,至熄灭后又逐渐变亮,说明完全反应时溶液电荷浓度接近0,当另一溶液过量时,溶液中电荷浓度逐渐增大,又逐渐变亮。
【解析】A.硫酸铜和氢氧化钡都是强电解质,二者发生反应:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+Cu(OH)2↓,反应后生成难溶物,溶液中离子浓度逐渐减小,所以灯泡变暗,二者恰好反应时离子浓度最小,灯泡熄灭,再继续滴加硫酸铜溶液,溶液中离子浓度增大,灯泡变亮,故A符合题意;B.HCl是强电解质,在水溶液里完全电离,加入NaCl后,二者不反应,溶液中电荷浓度不是0,所以灯泡不熄灭,故B不符合题意;C.硫酸钠和氢氧化钡都是强电解质,二者发生反应:Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH,完全反应时生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,反应仍然是强电解质,离子浓度几乎不变,灯泡不变暗,完全反应时溶液电荷也不是0,所以灯泡不熄灭,故C不符合题意;D.硫酸和NaOH都是强电解质,二者发生反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O,生成的硫酸钠是强电解质,溶液中离子浓度减小,所以灯泡变暗,但不熄灭,故D不符合题意;故答案选A。
2.(23-24高一上·江西新余·期末)下列选项描述与对应图像不相符的是
A.图A为新制氯水在阳光直射时,溶液中浓度随着时间变化的曲线
B.图B向某浓度的溶液中滴入稀,溶液电导率随时间变化的曲线
C.图C为向等物质的量浓度的、混合液中滴加盐酸产生的图像
D.图D为、混合液,各离子物质的量随氯气通入的变化图像,b代表的是
【答案】D
【解析】A.新制氯水在阳光直射时,次氯酸分解生成盐酸和氧气,溶液中浓度随逐渐增大,A符合;B.溶液中滴入稀生成硫酸钡和水,恰好反应是导电能力最低,之后硫酸过量,导电能力增强,B符合;C.图C为向等物质的量浓度的、混合液中滴加盐酸,NaOH先反应生NaCl和水,然后碳酸钠反应生碳酸氢钠,最后碳酸氢钠和盐酸反应产生二氧化碳,C符合;D.、混合液中通入氯气,反应的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,a代表I-、b代表Fe3+、c代表Fe2+、d代表,D不符合;答案选D。
3.(23-24高一上·湖北·期末)某100mL无色溶液可能含有K+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,试验过程如图(所加试剂均过量,气体全部逸出),下列说法正确的是
A.原溶液一定存在K+、NH、Mg2+、Al3+,一定不存在Fe3+、CO
B.原溶液中c(NH)=0.6mol/L
C.沉淀2的成分为Mg(OH)2,还有少量的Al(OH)3
D.原溶液中c(Cl-)≥6mol/L
【答案】D
【分析】分析实验过程:无色溶液中不可能有黄色的Fe3+,加入氨水,生成沉淀,且沉淀部分溶解于KOH溶液,则所得沉淀1一定是Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物,沉淀2一定是Mg(OH)2,质量为5.8g,Al(OH)3的质量为13.6g-5.8g=7.8g,则原溶液中一定存在Mg2+、Al3+;CO和Mg2+、Al3+不共存,则原溶液中一定不存在CO。向所得到的滤液中加入氢氧化钾,出现气体,该气体为氨气;加入了KOH再进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃看到紫色,说明溶液中存在K+,但无法确定K+是原溶液中存在的还是加入KOH溶液后引入的。
【解析】A.根据分析可知,可以确定原溶液中存在NH、Mg2+、Al3+,一定不存在Fe3+、CO,无法确定是否存在K+,A项错误;B.由分析可知,加入KOH溶液后,产生的氨气的物质的量=,可知在滤液中n(NH)=0.6mol;滤液中的NH一部分来源于加入的适量氨水,根据分析,可知生成的Mg(OH)2的物质的量=,Al(OH)3的物质的量=,根据Mg2+、Al3+与氨水的反应方程式,有关系式:OH-~NH3·H2O,则加入的氨水的物质的量为0.5mol,原溶液中n(NH)=0.1mol,则原溶液中c(NH)=1mol/L,B项错误;C.沉淀2的成分为Mg(OH)2,因为在沉淀1中加入过量KOH溶液,Al(OH)3沉淀与KOH完全反应,沉淀2中不含Al(OH)3沉淀,C项错误;D.根据电荷守恒,氯离子的物质的量≥n(NH)+2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.1mol+0.2mol+0.3mol,则原溶液中c(Cl-)≥6mol/L,D项正确;答案选D。
4.(24-25高一上·甘肃·期末)雾霾严重影响着人们的生活与健康,某地雾霾中可能含有如下离子中的若干种:。研究人员收集该地的雾霾并得到试样溶液,设计并完成如下实验,得到的结论中错误的是
A.气体A为
B.原溶液中不一定含
C.沉淀G中一定含
D.实验②中生成沉淀的离子反应为
【答案】A
【分析】实验①试样中加入足量稀盐酸,有气体A生成,该气体可能为或,由后续证明溶液中一定含有,则一定不含,溶液中一定含有,但是由于加入了盐酸,原溶液不一定含有;实验②溶液B中加入过量的溶液,由于盐酸过量,发生反应:,溶液B中还含有,当氢离子反应完全后,发生相互促进的水解反应生成,故气体C为,沉淀E为;实验③溶液D中再加入足量溶液,并加热,生成气体F为,原溶液中含有,由于实验②过量,则沉淀G中一定含有,可能含有,不能确定原溶液中是否含有,要最终确认原溶液中含有,向沉淀G中加入足量的稀硝酸,若沉淀部分溶解,则证明原溶液中含有。
【解析】A.实验②中有沉淀E生成,说明原溶液中一定含有,则一定不含,气体A不是,A错误;B.由上述分析可知,原溶液中不一定含有,B正确;C.实验②中过量,故沉淀G中一定含有,C正确;D.实验②溶液B中加入过量的溶液,由于盐酸过量,发生反应:,溶液B中还含有,当氢离子反应完全后,发生相互促进的水解反应生成,D正确;故选A。
5.(24-25高一上·湖南永州·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水中:、、、
B.稀硫酸中:、、、
C.溶液中:、、、
D.使酚酞变红的溶液中:、、、
【答案】A
【解析】A.氨水中,除了、、、外,还有氨水电离出的和,各离子之间都不发生反应,能大量共存,A正确;B.稀硫酸中存在和,其中和不能共存,和不能共存,B错误;C.溶液具有强氧化性,在存在下能氧化而不能共存,C错误;D.使酚酞变红的溶液存在,与和都不能共存、,D错误;故答案:A。
6.(24-25高一上·湖南长沙·期末)下列各组澄清溶液中的离子在指定条件下能大量共存,且加入(或通入)试剂X后发生反应的离子方程式书写正确的是
选项 离子组 试剂X 离子方程式
A 与Al反应产生的溶液中:、、、 NaOH溶液
B 使紫色石蕊变红的溶液中:、、、 过量铜粉
C 使酚酞变红的溶液中:、、、 少量盐酸
D 新制氯水中:、、、 少量
【答案】B
【解析】A.与Al反应产生的溶液可能有大量或,这两种离子和均不能大量共存,故A错误;B.四种离子在指定条件下能大量共存,且只有氧化性能与铜粉反应,所以加入过量铜粉发生反应:,故B正确;C.四种离子在指定条件下能大量共存,少量盐酸后发生中和反应即,故C错误;D.新制氯水中存在与不能大量共存,发生反应:,故D错误;故选B。
7.(24-25高一上·内蒙古通辽·期末)向100mL 0.01 溶液中滴加0.1 溶液,测得溶液电导率的变化如图所示。下列说法正确的是
A.a→b电导率下降的主要原因是发生了反应:
B.c点溶液显中性
C.b→c溶液中的逐渐减小,逐渐增大
D.c→d溶液电导率逐渐增大是因为溶液中NaHCO3的电离,电离过程化学键断裂,属于化学变化
【答案】C
【分析】向Ba(OH)2溶液中加入NaHCO3溶液,OH-与碳酸氢根反应生成碳酸根和H2O,再与Ba2+反应生成难溶物BaCO3,溶液中,100mL0.01mol/LBa(OH)2溶液中Ba(OH)2的物质的量为0.001mol,10mL0.1mol/LNaHCO3溶液中,NaHCO3的物质的量为0.001mol,因此a→b过程中发生离子反应,b点Ba2+恰好完全沉淀,OH-反应0.001mol,溶质为NaOH,过程中发生离子反应,c点溶质为Na2CO3,c点之后NaHCO3过量。
【解析】A.由上述分析可知,a→b过程中发生离子反应,生成难溶物及弱电解质使得电导率下降,故A项错误;B.c点溶质为Na2CO3,溶液呈碱性,故B项错误;C.过程中发生离子反应,因此溶液中c(OH-)逐渐减小,逐渐增大,故C项正确;D.NaHCO3电离只有旧键断裂,没有新键形成,不属于化学变化,故D项错误;故答案为C。
8.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下列离子方程式与化学事实相符的是
A.将溶液与氨水混合溶液反应,生成沉淀:
B.用溶液吸收少量:
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大:
D.将气体通入、的混合溶液中制取溶液:
【答案】D
【解析】A.将溶液与氨水混合溶液反应,生成沉淀:,A错误;B.用溶液吸收少量,生成硫酸钠、亚硫酸氢钠和氯化钠,反应的离子方程式为:,B错误;C.向明矾溶液中滴加氢氮化钡至沉淀质量最大时,产生的沉淀只有硫酸钡:,C错误;D.将气体通入、的混合溶液,发生氧化还原反应生成溶液:,D正确;答案选D。
9.(24-25高一上·河南驻马店·期中)下列用来解释事实的离子方程式错误的是
A.铁氰化钾溶液检验:
B.向溶液中通入足量的:
C.将过量通入溶液中:
D.将草酸加入酸性溶液中:
【答案】B
【解析】A.用铁氰化钾溶液检验Fe2+,产生蓝色沉淀:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,A正确;B.向溶液中通入足量的:,B错误;C.次氯酸具有强氧化性,能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,,C正确;D.草酸使酸性KMnO4溶液褪色,草酸为弱酸,离子方程式书写时不能拆,离子方程式为2MnO+6H++5H2C2O=2Mn2+ +10CO2↑+8H2O,D正确;故选B。
10.(24-25高一下·黑龙江·期中)下列离子方程式书写错误的是
A.电解饱和食盐水:2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH-
B.向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2+ + ClO-+ SO2 + H2O = CaSO4↓+ Cl- + 2H+
C.向NH4HCO3溶液中加入过量澄清石灰水:NH + + Ca2+ + 2OH-= CaCO3↓+ H2O + NH3 H2O
D.不能用石英坩埚加热强碱至熔融态的原因:SiO2 + 2OH- = SiO + H2O
【答案】B
【解析】A.电解饱和食盐水,产生黄绿色气体,反应的化学方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,A正确;B.Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2气体,发生氧化还原反应生成硫酸钙、次氯酸和氯离子,反应的离子方程式为:Ca2++3ClO-+H2O+SO2=CaSO4↓+2HClO+Cl-,B错误;C.向NH4HCO3溶液中加入过量澄清石灰水,NH4HCO3为少量系数定为1,完全反应,离子方程式为:NH++Ca2+ +2OH-=CaCO3↓+H2O+NH3 H2O,C正确;D.石英成分为二氧化硅和氢氧化钠发生反应,离子方程式SiO2+2OH-=SiO+H2O,D正确;故选B。
11.(24-25高一下·江西萍乡·期中)某化工厂实验室处理某浅绿色酸性透明废液X,已知,其中可能含有中的一种或几种,取500mL该溶液进行实验,其现象及转化如图所示。下列说法错误的是
A.仅由“浅绿色酸性透明废液”,便可判断溶液X中至少有3种离子一定不存在
B.反应过程中会有红棕色气体生成
C.若实验测定A、F、K均为0.01mol,则沉淀C物质的量范围是
D.溶液中不能确定是否存在的离子含有
【答案】C
【分析】浅绿色酸性透明废液X,已知,则溶液为酸性且含亚铁离子,酸性条件下硝酸根离子会氧化亚铁离子,结合离子共存关系,溶液中不含硝酸根离子、硅酸根离子、碳酸根离子,结合溶液电中性,溶液中阴离子一定含有硫酸根离子,那么不存在钡离子;加入过量硝酸钡,则生成硫酸钡沉淀C,酸性条件下硝酸根离子会氧化亚铁离子生成铁离子和一氧化氮气体A,一氧化氮和氧气生成二氧化氮D,二氧化氮和水、氧气生成硝酸E;B中加入过量氢氧化钠生成F,则为铵根离子和氢氧根离子生成的氨气F,氨气和硝酸生成硝酸铵溶液I;氢氧化钠和铁离子生成氢氧化铁沉淀G,氢氧化铁加入盐酸生成含氯化铁的溶液J,H通入过量二氧化碳生成沉淀K,则K为二氧化碳和四羟基合铝酸钠生成氢氧化铝沉淀K,同时生成含碳酸氢钠的溶液L;那么原溶液中一定含,不含,不确定是否含有钾离子;
【解析】A.由分析,仅由“浅绿色酸性透明废液”,便可判断溶液X中4种离子一定不存在,A正确;B.二氧化氮气体D为红棕色气体,B正确;C.溶液中氢离子为0.1mol,若实验测定A、F、K均为0.01mol,,亚铁离子为0.03mol,,铵根离子为0.01mol,结合氢氧化铝为0.01mol,则铝离子为0.01mol,结合溶液电中性,硫酸根离子至少为(0.1+0.01×3+0.03×2+0.01)mol÷2=0.1mol,则生成沉淀C硫酸钡物质的量范围是,C错误;D.由分析,溶液中不能确定是否存在的离子含有,D正确;故选C。
12.(24-25高一下·广西·期中)下列过程发生的主要反应,其对应离子方程式不正确的是
A.在酸雨作用下铁发生缓慢的析氢腐蚀:
B.向溶液中加入稀硫酸:
C.向溶液滴入少量氨水:
D.利用酸性溶液检测酒驾:
【答案】C
【解析】A.析氢腐蚀在酸性条件下发生,离子方程式为,故A正确;B.与硫酸反应的离子方程式为,故B正确;C.少量氨水滴入溶液应生成沉淀而非直接生成,离子方程式为,故C错误;D.与乙醇反应的离子方程式为,故D正确;故答案为:C。
13.(24-25高一下·湖北武汉·期中)下列离子方程式正确的是
A.向稀硝酸中滴加溶液:
B.用过量氨水吸收烟道气中的:
C.向碳酸氢铵溶液中加入足量澄清石灰水:
D.过量铁粉加入稀硝酸中:
【答案】B
【解析】A.硝酸具有强氧化性,会与发生氧化还原反应,离子方程式为:,A项错误;B.过量氨水吸收时,完全反应生成亚硫酸铵和水,电荷守恒且符合反应事实,B项正确;C.碳酸氢铵溶液中加入足量澄清石灰水,反应生成碳酸钙、水和氨水,离子方程式为:,C项错误;D.过量铁粉与稀硝酸反应时,产物应为Fe2+,离子方程式为:,D项错误;答案选B。
14.(24-25高一下·陕西西安·期中)常温下,的某溶液中可能含有、、、、、中的某几种离子,现取100mL该溶液进行如图所示实验:
已知氧化性。根据实验结果,判断下列说法正确的是
A.原溶液中至少有和其中一种 B.原溶液中
C.一定存在、、 D.该溶液中
【答案】C
【分析】溶液中已经含有0.1mol/L的H+,所以与其不能大量共存的一定不存在;由于加入适量Cl2、加四氯化碳分液后下层分离出了紫黑色固体,说明有碘单质生成,那么原溶液中一定含有I-;由于氧化性Fe3+>I2,所以I-会被Fe3+氧化,所以原溶液中一定不会存在Fe3+;根据I2的质量为2.54g可知,100mL的原溶液含有I-0.02mol,所以原溶液中碘离子浓度为0.2mol/L;对分液后的水层加入足量的氢氧化钠会生成沉淀,所以原溶液中一定有Fe2+,那么1.60g固体即Fe2O3,所以100mL原溶液中Fe2+的量为1.6g÷160g/mol×2=0.02mol,即原溶液中亚铁离子浓度为0.2mol/L;由于第一步中加入的Cl2会转变为Cl-,所以不能通过生成AgCl白色沉淀证明原溶液中含有Cl-;通过上述分析,原溶液中氢离子、碘离子、亚铁离子浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L,电荷并不守恒,所以原溶液中一定还含有Cl-,由于上述检验过程并未证明溶液中一定不含Na+,所以氯离子浓度大于等于0.3mol/L;当溶液中不含Na+,氯离子为0.3mol/L,当氯离子浓度大于0.3mol/L,溶液中一定有Na+。
【解析】A.由分析,原溶液中有,没有铁离子,A错误;B.由分析,碘离子、亚铁离子浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L,B错误;C.由分析,一定存在、、,C正确; D.由分析,氯离子浓度大于等于0.3mol/L,D错误;故选C。
15.(22-23高一上·吉林长春·期末)现有一混合溶液,可能含有以下离子中的若干种:,现取三份该混合溶液进行如下实验。(已知:)
实验(1):向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生;实验(2):向第二份混合溶液中滴加的溶液,溶液中沉淀的质量与氢氧化钠的体积关系如图所示:
实验(III):向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀9.32g。
(1)由实验①推断该混合溶液 (填“一定”或“不一定”)含有。
(2)实验②中沉淀质量减少的离子方程式 。
(3)实验③生成沉淀的物质的量是 mol。
(4)综合上述实验,你认为以下结论正确的是_______(填标号)。
A.该混合溶液中一定含有,可能含
B.该混合溶液中一定含有,且每一份中
C.该混合溶液中一定含有,可能含
D.若要确定该混合溶液中是否含有,还需进行焰色反应来进行检验
【答案】(1)不一定
(2)Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
(3)0.04
(4)BD
【分析】实验②中,第一阶段无沉淀产生,说明含有H+,则一定没有,而后第二阶段有沉淀生成,第四阶段沉淀完全溶解,说明含有Al3+,在沉淀量最大时Al(OH)3为1.56g÷78g/mol=0.02mol,根据离子守恒可知原溶液含有0.02molAl3+,第三阶段沉淀不变,说明含有,第一阶段消耗20mL氢氧化钠溶液,由H++OH-=H2O,可知溶液中含有0.02L×1.00mol/L=0.02molH+,第三阶段消耗20mL氢氧化钠溶液,由+OH-=NH3 H2O,可知溶液含有0.02mol;实验③向第三份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀9.32g,说明含有是,沉淀为BaSO4,n()=n(BaSO4)=9.32g÷233g/mol=0.04mol,n(H+)+n()+3n(Al3+)=0.02mol+0.02mol+0.02mol×3=0.1mol>2n()=2×0.04mol=0.08mol,根据电荷守恒可知溶液一定含有Cl-,不能确是否含有K+;据此解答。
【解析】(1)由实验①不能推断该混合溶液是否含有Cl-,因为氯化银、碳酸银、硫酸银都是白色沉淀,故答案为:不一定;
(2)实验②中沉淀质量减少过程是氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,反应离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O;
(3)实验③生成沉淀是BaSO4,n(BaSO4)=9.32g÷233g/mol=0.04mol;故答案为:0.04mol;
(4)由分析可知,溶液一定含有,不能确定是否含有K+,可以进行焰色反应来进行检验,当没有K+时,Cl-的物质的量最小,此时n(Cl-)=0.1mol-0.08mol=0.02mol,故每一份中n(Cl-)≥0.02mol,选项中BD正确,AC错误,故答案为:BD。
16.(24-25高一上·重庆·期末)物质分类法和价类二维观是学习化学的重要方法和思想。请回答下列问题:
(1)在以下物质中①②③晶体④熔融⑤⑥石墨⑦⑧⑨纯净的胶体。属于非电解质的 ,属于碱性氧化物的 (填序号)。
(2)写出溶于水的电离方程式 。向溶液中加入足量澄清石灰水,发生反应的离子方程式 。
(3)写出将通入水中反应的离子方程式 。检验某溶液中是否含有的方法是 。
(4)已知是一元弱酸,写出与足量溶液反应的化学方程式 。中元素的化合价为 ,在工业上次磷酸常用于化学镀银,酸性条件下发生的反应如下 :____________________________________(配平该离子方程式)。
【答案】(1)⑤⑦ ④
(2)
(3) 向溶液中加入足量硝酸酸化后,再加入硝酸银,观察是否有白色沉淀产生
(4)
【解析】(1)在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质,以下物质中①:酸、纯净物、电解质;②:两性氧化物、纯净物、电解质;③晶体:盐、纯净物、电解质;④熔融:碱性氧化物、纯净物、电解质;⑤:氢化物、纯净物、非电解质;⑥石墨:单质、纯净物、既不是电解质也不是非电解质;⑦:氧化物、纯净物、非电解质;⑧:氧化物、纯净物、电解质;⑨纯净的胶体:混合物、既不是电解质也不是非电解质;则属于非电解质的是⑤⑦;与酸反应生成盐和水的化合物属于碱性氧化物,属于碱性氧化物的是④。
故答案为:⑤⑦;④。
(2)中的为弱酸的酸式根,不能拆开,则溶于水后的电离方程式为:;向溶液中加入足量澄清石灰水,发生反应的离子方程式为:。
故答案为:;。
(3)将通入水中会发生反应生成盐酸和次氯酸,盐酸全电离,次氯酸为弱酸,保留化学式,则该反应的电离方程式:,检验溶液中存在的方法为:向溶液中加入足量硝酸酸化后,再加入硝酸银,观察是否有白色沉淀产生。
故答案为:;向溶液中加入足量硝酸酸化后,再加入硝酸银,观察是否有白色沉淀产生。
(4)是一元弱酸,只能电离1个,则与足量溶液反应的化学方程式为:;在中,H元素化合价为+1价,O元素化合价为价,根据化学式中正负化合价代数为0原则,得到元素化合价为:价;次磷酸常用于化学镀银,酸性条件下与发生的反应方程式为:。
故答案为:;+1;。
1.(2023高一下·广东汕尾·竞赛)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:
B.用足量氨水吸收二氧化硫:
C.向草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:
D.将等物质的量浓度的氢氧化钡溶液和硫酸氢铵溶液以体积比1∶2混合:
【答案】C
【解析】A. 沉淀的转化是可逆过程,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:,故A错误;B. 用足量氨水吸收二氧化硫生成正盐:,故B错误;C. 向草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:,故C正确;D. 将等物质的量浓度的氢氧化钡溶液和硫酸氢铵溶液以体积比1∶2混合生成硫酸钡沉淀和水硫酸铵:,故D错误;故选C。
2.(2023高一下·浙江台州·竞赛)有一种纳米润滑添加剂,由铝粉、铜粉、氧化铝粉末中的一种或几种组成,取少量该添加剂,加入足量稀盐酸,有红色固体残留并产生大量气泡;另取少量该添加剂,加入定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,关于以上实验,有下列几种说法:
①该添加剂中一定有铜,可能有铝和氧化铝
②若向滤渣中加入足量稀盐酸,滤渣部分溶解,则该添加剂中一定有氧化铝
③滤液中最多含有三种溶质
④滤渣中一定有银和铜,滤液中一定有硝酸铝和硝酸铜
⑤通过以上实验可以证明铝、铜、银三种金属的活动性顺序
上述说法正确的有
A.①②⑤ B.②③⑤ C.①③④ D.②④⑤
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来,判断金属与盐溶液发生反应的关系,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来,并依据实验现象得出结论。
【解析】取少量该添加剂,加入足量稀盐酸,有红色固体残留并产生大量气泡,说明一定含有铝和铜,因此①说法错误;另取少量该添加剂,加入定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明铜和硝酸银反应生成了硝酸铜,此时滤渣中一定含有的物质是Ag,可能含有铜,一定没有铝,滤液一定含有反应产生的硝酸铝、硝酸铜,可能含有硝酸银,滤液中最多含有三种溶质,因此③说法正确,④说法错误;②若向滤渣中加入足量稀盐酸,滤渣部分溶解,因为银、铜不能和盐酸反应,而铝没有剩余,说明该添加剂中一定有氧化铝被溶解,故②说法正确;铝位于氢前,铜位于氢后;铜可以置换出银,因此通过以上实验可以证明铝、铜、银三种金属的活动性顺序,故⑤说法正确;因此正确的是②③⑤;故选:B。
3.(2023高一下·浙江台州·竞赛)某无色混合气体中可能含有CO2、CO、H2和水蒸气中一种或几种,依次进行如下实验(假设每步反应均完全):①通过固体氢氧化钠,气体体积变小;②通过灼热的氧化铜,固体变红;③通过白色硫酸铜粉末,粉末变蓝;④通过澄清石灰水,石灰水变浑浊。由此可知原混合气体中
A.一定有水蒸气 B.一定有CO2 C.一定没有CO2 D.一定有H2和CO
【答案】D
【解析】①通过氢氧化钠固体后,气体体积变小;氢氧化钠固体吸收水和二氧化碳,体积会减小,这证明混合气体中至少含有CO2、H2O中的一种,而且通过氢氧化钠固体后全部吸收;②通过赤热的氧化铜时,固体变为红色;可能有CO还原氧化铜,也可能是氢气还原氧化铜,也可能是两者都有;③通过白色硫酸铜粉末时,粉末变为蓝色,证明有水生成,而这部分水来源于氢气还原氧化铜时生成,所以一定有氢气;④通过澄清石灰水时,溶液变浑浊证明有二氧化碳,而二氧化碳来源于一氧化碳还原氧化铜,所以一定有一氧化碳。
综上分析:混合气体中一定含有CO、H2,至少含有H2O、CO2中的一种。故选:D。
4.(2023高一下·浙江台州·竞赛)实验测得某溶液含有Mg2+、Al3+,Cl-、四种离子,其中Mg2+、Al3+、的离子个数比为3∶3∶1,则推断该溶液中Al3+、、Cl-的离子个数比为
A.3∶1∶13 B.13∶2∶3 C.6∶2∶13 D.1∶3∶13
【答案】A
【解析】已知某溶液中含有Mg2+、Al3+、Cl-、,其中Mg2+、Al3+、的个数比为3∶3∶1,假设其数目分别为3、3、1,其中正电荷总数为3×2+3×3=15,由于溶液呈电中性,则负电荷总数也应该是15,提供了2个负电荷,那么剩下的13个负电荷则全部由Cl-提供,一个Cl-只带有一个负电荷。所以可以推断Cl-为13个,故溶液中Al3+、、Cl-的个数比是3∶1∶13,故选:A。
5.(2023高一上·甘肃天水·竞赛)根据次氯酸及有关物质的性质判断,下列反应的离子方程式中正确的是
A.氯气溶于水:
B.氯气溶于澄清石灰水:
C.向漂白粉溶液中通入足量
D.向漂白粉溶液中通入足量
【答案】B
【解析】A.HClO是弱酸,不能拆成离子形式,A错误;
B.氯气溶于澄清石灰水离子方程式为:,B正确;C.向漂白粉溶液中通入足量时,会生成,C错误;D.()会被HClO()氧化为,D错误;故选B。
6.(2023高二·贵州遵义·竞赛)下列有关离子方程式的书写正确的是
A.Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应:
B.用纯铜电板电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
C.NH4Al(SO4)2溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应:
D.用Na2CO3溶液吸收少量Cl2:
【答案】D
【解析】A.Na2S2O3溶液与稀硫酸反应,产生Na2SO4、S、SO2、H2O,反应的离子方程式为:+2H+=S↓+SO2↑+H2O,A错误;B.用惰性电极电解溶液,阴极上放电,阳极上放电,离子方程式为:,用纯铜电板则阳极铜会失去电子生成铜离子,B错误;C.NH4Al(SO4)2溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应,要以不足量的NH4Al(SO4)2为标准,假设其物质的量是1 mol,产生NH3·H2O、Ba(AlO2)2、BaSO4、H2O,离子方程式应该为:+Al3++2+2Ba2++5OH-=BaSO4↓++NH3·H2O+2H2O,C错误;D.Cl2与水反应产生HCl、HClO,由于酸性:HCl>H2CO3>HClO>,足量Na2CO3溶液吸收少量Cl2时反应产生NaCl、NaHCO3、NaClO,反应的离子方程式为:+Cl2+H2O=2+Cl-+ClO-,D正确;故选D。
7.(2023高二·贵州遵义·竞赛)在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正确的是
A.在含有、Ag+、、等离子且浓度相等的溶液中加入锌粉:、Ag+、、
B.在含、、的溶液中逐滴加入KOH溶液:、、、
C.在含、、的溶液中逐滴加入盐酸:、、、
D.在含、KOH的混合溶液中缓慢通入CO2:KOH、、、
【答案】B
【解析】A.在含有、Ag+、、等离子且浓度相等的溶液中加入锌粉,锌首先会置换出银离子、铜离子,再和氢离子、亚铁离子反应,A错误;B.在含、、的溶液中逐滴加入KOH溶液,氢氧根离子首先和氢离子生成水、和铝离子生成氢氧化铝沉淀、和铵根离子生成一水合氨,再和氢氧化铝生成偏铝酸根离子,B正确;C.在含、、的溶液中逐滴加入盐酸,氢离子首先和氢氧根离子生成水、和偏铝酸根离子生成氢氧化铝沉淀、和碳酸根离子生成碳酸氢根离子,C错误;D.在含、KOH的混合溶液中缓慢通入,首先会生成碳酸钡沉淀,故氢氧化钡首先反应,D错误;故选B。
8.(2024高二下·河南洛阳·竞赛)下列离子方程式书写正确的是
A.向Mg(HCO3)2溶液中加入足量的澄清石灰水:Mg2++2+Ca2++2OH-=MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O
B.XeF2通入水中:2XeF2+2H2O=2Xe+4F-+4H++O2
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入Ba(OH)2溶液恰使沉淀完全+Al3++2+2Ba2++4OH-=Al(OH)3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓
D.CuCl2溶液中加入NaHS溶液Cu 2++2HS-+2H2O=Cu(OH)2↓+2H2S↑
【答案】C
【解析】A.Mg(HCO3)2溶液中加足量的烧碱溶液,离子方程式为Mg2++2 HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O,A错误;B.XeF2通入水中:2XeF2+2H2O=2Xe+4HF+O2,B错误;C.向NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀,离子方程式为NH+Al3++2SO+2Ba2++4OH-=Al(OH)3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓,C正确;D.CuCl2溶液中加入NaHS溶液Cu2++HS-=CuS↓+H+,D错误;故选:C。
9.(2024高三下·浙江·竞赛)黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是
A.X中必有CuCl2,可能含有KI、FeSO4
B.X中必有漂白粉和CuCl2而Fe2(SO4)3和FeSO4至少有一种
C.Y中必有Cu(OH)2和Fe(OH)3,可能有I2
D.用H2SO4酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有CuCl2
【答案】B
【分析】固体X为黄色,则含有Fe2(SO4)3,溶于水后,要使溶液Z为无色碱性,则一定含有漂白粉,且漂白粉过量,得到深棕色固体混合物Y,则固体Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物,X中一定含有CuCl2,Fe2(SO4)3和FeSO4中含有其中一种或两种都含,据此解答。
【解析】A.由分析可知,X中一定含有CuCl2,Fe2(SO4)3和FeSO4中含有其中一种或两种都含,若X含有KI,则会与漂白粉反应生成I2,溶液不为无色,说明X中没有KI,A错误;B.由分析可知,X中一定含有CuCl2,Fe2(SO4)3和FeSO4中含有其中一种或两种都含,B正确;C.由分析可知,Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物,不含I2,C错误;D.酸化后,产生黄绿色气体,为氯气,则发生的发生反应的离子反应方程式为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,此时的Cl-有可能来自于漂白粉氧化FeSO4产生的Cl-,也有可能是漂白粉自身含有的,不能推导出含有CuCl2,D错误;故选B。
10.(2024高二下·重庆·竞赛)下列离子方程式书写错误的是
A.盐酸加入溶液中:
B.氨水加入固体中:
C.通入溶液中:
D.稀硫酸加入溶液中:
【答案】C
【解析】A.盐酸加入溶液反应生成二氧化碳和水,离子方程式为:,A正确;B.氨水加入固体中反应生成,离子方程式为:,B正确;C.氢氧化钠溶液与二氧化氮反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,反应的化学方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,改成离子方程式为:2NO2+2OH-=++H2O,C错误;D.溶液中加入稀硫酸反应生成硫单质和二氧化硫气体、水,离子方程式为:,D正确;故选C。
11.(22-23高一下·浙江温州·竞赛)下列离子方程式正确的是
A.硫氰化铁溶液中加NaOH溶液产生沉淀:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:3S2O+2H+=4S↓+2SO+H2O
C.向氯水中加入少量碳酸氢钠:Cl2+2HCO=Cl-+ClO-+2CO2+H2O
D.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加入一定量的Ba(OH)2溶液:2NH+2Fe2++3SO+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Fe(OH)2↓+2NH3 H2O
【答案】D
【解析】A.Fe(SCN)3不能拆,离子方程式应为Fe(SCN)3+3OH-=Fe(OH)3↓+3SCN-,A错误;B.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:2H++S2O32-═S↓+SO2↑+H2O,B错误;C.向氯水中加入少量碳酸氢钠:Cl2+HCO=Cl-+HClO+CO2,C错误;D.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加入一定量的Ba(OH)2溶液,若Ba(OH)2溶液为少量,离子方程式可能为:2NH+2Fe2++3SO+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Fe(OH)2↓+2NH3 H2O,D正确;故选D。
12.(2023高二上·浙江宁波·竞赛)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中不正确的是
A.通过净化处理后,水的导电性降低
B.水中的SO、Cl 通过阴离子树脂后被除去
C.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
D.阴离子树脂填充段存在反应
【答案】C
【解析】A.通过净化处理后,溶液中离子的浓度降低,水的导电性降低,A正确;B.由题中图示可知,经阴离子交换树脂后SO、Cl 被除去,B正确;C.Na+、Mg2+等阳离子被H+代替,根据电荷守恒可知,经过阳离子交换树脂后,水中阳离子总数增加,C错误;D.溶液中阳离子被H+代替、阴离子被OH-代替,阴离子树脂填充段存在反应:,D正确;答案选C。
13.(23-24高一上·广东广州·竞赛)某无色澄清溶液中可能含有:①Na+,②SO,③Cl-,④HCO,⑤CO,⑥H+,⑦Cu2+中的若干种。依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如表:
步骤 实验操作 实验现象
I 用紫色石蕊溶液检验 溶液变红
Ⅱ 向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸 有白色沉淀生成
Ⅲ 将Ⅱ中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
下列结论正确的是
A.该实验无法确定是否含有④ B.肯定含有的离子是②③⑥
C.可能含有的离子是①③⑦ D.肯定没有的离子是④⑤⑦,可能含有的离子是①③
【答案】D
【分析】溶液无色,则一定不含⑦Cu2+;Ⅰ中向溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红,说明溶液呈酸性,则含有⑥H+,一定不含④HCO、⑤CO;Ⅱ中向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成,白色沉淀只能为BaSO4,溶液一定含有②SO;Ⅲ中生成的白色沉淀为AgCl,该操作不能说明原溶液含有③Cl-,因为Ⅱ中引入Cl-。
【解析】A.由分析可知,溶液一定不含④,故A错误;B.由分析可知,溶液中一定含有②SO⑥H+,无法判断是否含③Cl-,故B错误;C.由分析可知,溶液一定不含有⑦Cu2+,故C错误;D.由分析可知,肯定没有的离子是④HCO、⑤CO、⑦Cu2+,可能含有①③,故D正确。答案选D。
14.(2016高二·安徽·竞赛)写出下列化学反应的离子方程式:
(1)将H2S通入酸性重铬酸钾溶液中 。
(2)在酸性高锰酸钾溶液中加入亚硫酸钠溶液 。
(3)在强碱性高锰酸钾溶液中,加入少量的亚硫酸钠溶液 。
(4)将氢氧化钾溶液缓慢加入到硫酸铬(Ⅲ)溶液中,直至过量。写出生成沉淀和反应最终的离子方程式 。
【答案】(1)3H2S +Cr2O72-+8H+=2Cr3+ +3S↓+7H2O
(2)2MnO4-+5SO32-=6H++2Mn2+ +5SO42-+ 3H2O
(3)2MnO4-+SO32-=2OH- +2MnO42-+SO42-+ H2O
(4)Cr3++ +3OH-=Cr(OH)3↓、Cr(OH)3 +OH-=Cr(OH)4-或Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O
【解析】(1)将H2S通入酸性重铬酸钾溶液中,溶液颜色由橙色(Cr2O72-)变为墨绿色(Cr3+),并生成淡黄色硫沉淀。反应中H2S被氧化为硫单质,重铬酸根被还原为Cr3+,离子方程式 为3H2S +Cr2O72-+8H+=2Cr3+ +3S↓+7H2O。
(2)在酸性高锰酸钾溶液中加入亚硫酸钠溶液,溶液紫红色(MnO4-)褪去,变为无色(Mn2+)。亚硫酸根被氧化为硫酸根,高锰酸根被还原为Mn2+,离子方程式 为2MnO4-+5SO32-=6H++2Mn2+ +5SO42-+ 3H2O。
(3)在强碱性高锰酸钾溶液中,加入少量的亚硫酸钠溶液,溶液紫红色褪去,变为绿色(MnO42-,锰酸根)。亚硫酸根被氧化为硫酸根,高锰酸根被还原为锰酸根,离子方程式 为2MnO4-+SO32-=2OH- +2MnO42-+SO42-+ H2O。
(4)将氢氧化钾溶液缓慢加入到硫酸铬(Ⅲ)溶液中,生成灰绿色Cr(OH)3沉淀,离子方程式 为Cr3++ +3OH-=Cr(OH)3↓,氢氧化钾溶液缓慢加入直至过量,沉淀溶解,形成深绿色溶液,生成四羟基合铬(Ⅲ)离子,离子方程式 为Cr(OH)3 +OH-=Cr(OH)4-或Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O。
15.(2010高二上·全国·竞赛)在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q为一种易溶于水的白色固体。Q的水溶液用硫酸酸化,得到弱酸X。X为无色小片状透明晶体。X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E.E在空气中点燃呈现绿色火焰。E和NaH反应得到易溶于水的白色固态化合物Z (分子量37.83)。
(1)写出由Q得到X的离子方程式 。
(2)写出X在水中的电离方程式 。
(3)写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式 。
(4)写出E燃烧反应的化学方程式 。
(5)写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式 。
(6)Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关,pH越大越稳定。为什么 。
(7)近年来,用Z和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时,每摩尔Z释放8摩尔电子,标准电动势大于2V。写出这种电池放电反应的离子方程式 。
【答案】(1)B4O5(OH)42-+3H2O+2H+=4H3BO3
(2)B(OH)3+H2O=B(OH)4-+H+
(3)B(OH)3+3CH3OH= B(OCH3)3 + 3H2O
(4)2 B(OCH3)3+9O2=B2O3+6CO2+9 H2O
(5)B(OCH3)3 + 4 NaH= NaBH4+3 NaOCH3
(6)水溶液的pH越大,(H3O+]越低, BH4-和H3O+的反应越难,因而NaBH4越稳定
(7)BH+4H2O2 = B(OH) + 4 H2O
【分析】因为Q是钠盐,来自盐湖,易溶于水,白色固体,而在青海、西藏的盐湖盛产硼酸盐,尤其是硼砂(四硼酸钠,Na2B4O7·10H2O),硼砂是常见的钠盐,故Q为硼砂(四硼酸钠,Na2B4O7·10H2O);由于Q的水溶液用硫酸酸化得到弱酸X, 为无色小片状透明晶体,而硼砂酸化后得到硼酸(H3BO3),硼酸是弱酸,无色晶体,故X为硼酸(H3BO3);由于X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E,E在空气中点燃呈现绿色火焰,而硼酸与甲醇反应生成硼酸三甲酯(B(OCH3)3),硼酸三甲酯是一种易挥发的液体,具有特殊气味;硼酸三甲酯燃烧时产生绿色火焰,因为硼元素在焰色反应中是绿色的,故E为硼酸三甲酯(B(OCH3)3)。E和NaH反应得到Z,Z是易溶于水的白色固态化合物,分子量为37.83。NaH是氢化钠,硼酸三甲酯与氢化钠反应生成硼氢化钠(NaBH4),计算分子量:NaBH4的分子量 = 23 (Na) + 11 (B) + 4×1 (H) = 23 + 11 + 4 = 38。接近37.83,可能是考虑了同位素或近似值。实际是37.83,NaBH4是37.83 g/mol,标准原子量:Na=22.99, B=10.81, H=1.008,所以NaBH4= 22.99 + 10.81 + 4×1.008 = 22.99 + 10.81 + 4.032 = 37.832 ≈ 37.83。完美匹配,Z是硼氢化钠(NaBH4)。故Q、X、E、Z分别为Q: 四硼酸钠,Na2B4O7·10H2O(通常写作Na2B4O7·10H2O,但简化形式是Na2B4O7);X: 硼酸,H3BO3;E: 硼酸三甲酯,B(OCH3)3;Z: 硼氢化钠,NaBH4。
【解析】(1)Q是Na2B4O7(四硼酸钠)。酸化时的离子反应方程式B4O5(OH)42-+ 3H2O+ 2H+=4 H3BO3;
(2)X是H3BO3,硼酸。硼酸是弱酸,电离方式特殊,因为它不是直接给出H+,而是结合水分子:B(OH)3+ H2O = B(OH)4- + H+;
(3)硼酸与甲醇酯化,硼酸含有三个羟基,所以一个H3BO3与三个甲醇分子反应:B(OH)3 +3 CH3OH = B(OCH3)3 + 3H2O;
(4)E(B(OCH3)3)燃烧,火焰呈绿色是硼的特征焰色。原子平衡:左侧B=2,C=6,H=18,O=6(酯)+18(O2)=24;右侧B2O3含O=3,6CO2含O=12,9H2O含O=9,总O=24。方程式为2 B(OCH3)3+9 O2=B2O3+6CO2+9H2O;
(5)硼酸三甲酯的硼原子接受H-(来自NaH),形成BH4-,生成NaBH4和甲醇钠。NaH提供H-作还原剂。还原反应为B(OCH3)3+4NaH=NaBH4+3NaOCH3;
(6)Z(NaBH4)在水溶液中的水解反应为:BH4-+2H2O=BO2 +4H2↑,
pH小(酸性):高H+浓度加速水解(H+进攻BH4-释放H2),反应向右进行;pH大(碱性):高OH 浓度抑制水解,因为: (i) OH-与产物H+结合,逆转反应平衡(Le Chatelier原理); (ii) 形成更稳定的[BH(OH)3]-中间体,减缓分解速率。 故碱性条件下Z更稳定。
(7)碱性电池,介质为OH-。Z为NaBH4,在溶液中为BH4-;氧化剂为H2O2。每摩尔NaBH4释放8 mol电子:BH4-中H为-1价,产物中H为+1价,失8e-;4H2O2中O共8原子从-1价降至-2价(H2O2→ 2OH-),总得8e-。总反应:BH4-氧化为BO2-,H2O2还原为H2O,OH-参与平衡(标准电动势>2 V,因反应ΔG负值大)。离子方程式为BH4-+4H2O2=B(OH)4-+4H2O。第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲,高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破,弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展,综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密,赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 酸碱质子理论(Bronsted 理论)
酸碱质子理论(Br nsted-Lowry Acid-Base Theory)是1923年由丹麦化学家约翰尼斯·布朗斯特(Johannes Br nsted)和英国化学家托马斯·劳里(Thomas Lowry)各自独立提出的酸碱定义理论。它是对阿伦尼乌斯酸碱理论(Arrhenius Theory)的重要扩展,摆脱了溶剂必须为水的限制,更广泛地描述了酸碱反应的本质—— 质子(H+)的转移 。
1、酸、碱的定义
(1)酸:凡能给出质子(H+)的物质都是酸;电离方程式可表示为HA (酸) = H++ A— (共轭碱)。如HCl,NH4+,HSO4-,H2PO4-等都是酸,因为它们能给出质子;
(2)凡能接受质子的物质都是碱。该过程可表示为B (碱)+H+=BH+(共轭酸)。如CN-,NH3,HSO4-,SO42-都是碱,因为它们都能接受质子。
(3)酸碱两性物质:若某物质既能给出质子,又能接受质子,就既是酸又是碱,可称为酸碱两性物质,如HCO3-等,通常称为酸式酸根离子。
2、酸碱的共轭关系
质子酸碱不是孤立的,它们通过质子相互联系,质子酸释放质子转化为它的共轭碱,质子碱得到质子转化为它的共轭酸。这种关系称为酸碱共轭关系。可用通式表示为:酸碱+质子,此式中的酸碱称为共轭酸碱对。例如NH3是NH4+的共轭碱,反之,NH4+是NH3的共轭酸。又例如,对于酸碱两性物质,HCO3-的共轭酸是H2CO3,HCO3-的共轭碱是CO32-。换言之,H2CO3和HCO3-是一对共轭酸碱,HCO3-和CO32-是另一对共轭酸碱。 酸越强,其共轭碱越弱;碱越强,其共轭酸越弱,反之亦然。
3、 酸碱反应的实质
质子理论认为, 酸碱反应的本质是质子(H )从一个酸转移到另一个碱的过程 。任何酸碱反应都可以表示为两个共轭酸碱对之间的质子转移,通式为:酸1+ 碱2碱1+ 酸2, 酸1将质子传递给 碱2 ,自身变成其共轭碱—— 碱1; 碱2接受质子,自身变成其共轭酸—— 酸2 。
例如: HCl + NH3 Cl- + NH
H2O + NH3 OH- + NH
HAc + H2O Ac-+ H3O+
H2S + H2O HS-+ H3O+
H2O + S2- OH- + HS-
H2O + HS- OH- + H2S
4、 溶剂的作用:质子理论强调了溶剂在质子传递中的重要作用,特别是 两性溶剂 (既能作为酸又能作为碱的溶剂,如水、液氨、乙醇、醋酸等)。溶剂分子可以作为酸或碱参与反应,帮助质子的传递和稳定产生的离子(如 H3O+在水中)。溶剂的 介电常数 和 质子自递常数 直接影响溶质酸碱的强度和行为。
竞赛技巧2 离子方程式的书写
1.离子方程式书写的“2易”“2等”“2查”
(1)“2易”:易溶且易电离的物质以实际参加反应的离子的符号表示,其他物质用化学式表示。
(2)“2等”:离子方程式两边的同种元素的原子个数,电荷总数均应相等。
(3)“2查”:一是检查离子方程式中的计量系数是否最简;二是检查是否漏写离子反应。
2.书写离子方程式时的拆分原则:
(1)强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式,难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
(2)改写微溶物时要看清题目要求:①作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。
②作为生成物,一般写化学式(标↓号),如石灰水和石灰乳:石灰水写成离子形式而石灰乳则写化学式。
(3)氨水作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标↑号)。
(4)容易出现错误的几类物质的改写。
①多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHCO3不能拆写成Na+、H+和CO,应拆写成Na+和HCO。
②浓硫酸作为反应物不能拆开写,应写成化学式;在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO。
竞赛技巧3 离子方程式正误判断
针对高考题经常设置的陷阱,做到“七看”“三记”“一注意”,即可快速解题。
1.七看
(1)看是否符合客观事实。如Fe和稀盐酸反应的离子方程式写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe2+。
(2)看化学式拆写是否正确。这是书写离子方程式时最关键的一步,应注意以下几点:
①易溶于水的强电解质均写成离子形式,如强酸、强碱和大多数盐。其他物质均用化学式表示,如单质、气体、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)及难溶性盐。
②微溶物的写法。一般来说,微溶于水的强电解质的澄清溶液(如澄清石灰水)中微溶物写成离子形式,浊液中的微溶物写成化学式。
③可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式(如HCO)。
④非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。如实验室中制备氨气的反应。
(3)看符号使用是否正确。要注意“===”“”“↓”“↑”等符号的正确使用。
(4)看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+不符合电荷守恒及得失电子守恒,是错误的。
(5)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀的反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应,不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;向溴化亚铁溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
2.三记
(1)记住常见酸、碱、盐的溶解性
①钾、钠、铵盐水中溶,硝酸盐入水无影踪,硫酸盐不溶钡和铅,盐酸盐不溶银亚汞,碳酸、硅酸、磷酸盐,钾钠铵外多不溶。
②常见的四种微溶物:Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
③常见的难溶于稀强酸的物质:AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、CaSO4。
(2)记住两种电离顺序
①H+电离顺序:H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO>H2SiO3>Al(OH)3>H2O。在形成这些物质时,越靠后的越优先,如在含有OH-、AlO、CO的溶液中,逐滴加入盐酸直至过量,反应的先后顺序为OH->AlO>CO。
②OH-电离顺序:NaOH>NH3·H2O>难溶氢氧化物>H2O。如在含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,反应的先后顺序为H+>Al3+>NH>Al(OH)3。
(3)记住常见的强酸、弱酸、强碱、弱碱
①常见的强酸:HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI。
②常见的弱酸:H2CO3、H2SiO3、HClO、HF、H2S、H2SO3。
③常见的强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2。
④常见的弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2。
3.一注意
注意题目要求:是找“正确的”还是“不正确的”。
竞赛技巧4 离子大量共存
1.判断离子共存的“三个关键”
(1)熟记生成难溶、难电离和气体的常见离子。
(2)掌握常见的有色离子 ,如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO(紫红色)。
(3)关注溶液的酸碱性。
2.判断离子共存的“1色”“2性”“3反应”
(1)记住几种离子的颜色:如Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、MnO(紫红色)。
(2)溶液酸性(如:遇石蕊显红色,pH=2等)、碱性(如遇石蕊显蓝色,遇酚酞显红色,pH=12等)。
(3)能生成沉淀、气体、H2O(难电离物质)等符合离子反应条件的离子不能共存。
竞赛技巧5 离子推断
利用离子反应进行物质的推断是推断题中的一种重要题型,它既考查了常见离子的典型性质,又考查了考生的推断能力。这类试题常将物质拆分为离子,通过实验并根据其现象推断出相关物质。解答此类试题,易出现一错全错的连锁错误,因此,解答的关键是依据题目表述的现象和离子的性质,初步推出可能的物质,然后逐步分析,从而得出正确的结果。
(1)物质检验的一般步骤
(2)物质检验的一般依据
任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断;还可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。
【特别提醒】必须注意两点:
①所加试剂引入的离子对后续实验的影响;
②用电荷守恒判断溶液中还可能含有的离子时要将定性与定量的方法相结合。
(3)离子推断的“四项基本原则”
①肯定原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO、CrO、Cr2O)。
②互斥原则:在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂的颜色变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)。
③电中性原则:溶液呈电中性,溶液中有阳离子,必有阴离子,且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。
④进出原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
(4)电荷守恒在定量型离子推断试题中的应用
离子定量推断试题常根据离子的物质的量(或浓度)定量推断最后一种离子的存在:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
(5)离子推断常见解题思路
离子推断题将离子共存、离子检验设定在一个可能的离子组中,要求通过多重推断,确定某些离子肯定存在,某些离子肯定不存在,某些离子不能确定是否存在,有的最后还设置一个探究问题或者一个计算题。其一般解题思路如下所示:
→→
竞赛技巧6 离子反应的应用
1.污水的治理
如一种污水中含有KCl,另一种污水中含有AgNO3,若将这两种污水按适当比例混合,则发生离子反应:Ag+ +Cl- =AgCl↓,混合后的污水过滤后再排放,不但消除了水污染,还能回收AgCl。
2.混合物的分离
如对于含有Mg2+、Na+、Cl-的溶液,向其中加人稍过量的NaOH溶液后过滤,再向滤液中加人适量的盐酸即可得到NaC1溶液,然后向所得到的沉淀中加适量盐酸溶解,即可得到MgC12溶液,这样就能将Mg2+、Na+分离。
3.物质的提纯
如对于含有Na2SO4的粗盐,加水溶解后先加人稍过量的BaCl2溶液,再加入稍过量的Na2CO3溶液,过滤;向滤液中加入稍过量的盐酸;蒸发结晶,即得精盐。
4.物质的鉴别
如对失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液,各取3mL分别置于四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴入足量的稀盐酸,观察现象。若无现象发生,原溶液是NaCl溶液;若生成白色沉淀且不溶于稀盐酸,原溶液是Na2SO4溶液;若生成白色沉淀且溶于稀盐酸并有气体逸出,原溶液是Na2CO3溶液;若生成白色沉淀且溶于稀盐酸但无气体逸出,原溶液是MgC12溶液。
5.化合物组成成分的分析和鉴定
如对于无色气体A的水溶液,向其中加入少量的Na2CO3溶液,逸出无色、无味并使澄清石灰水变浑浊的气体,则生成该气体的离子方程式为2H++CO32-=CO2↑十H2O。再向溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀,则生成该沉淀的离子方程式为Cl-+Ag+=AgCl↓,从而证明原无色气体A的水溶液中含有H+和Cl-,A应为HC1。
竞赛技巧1 酸碱质子理论(Bronsted 理论)
1.(24-25高一上·浙江·竞赛)酸碱质子理论:凡是能够释放质子()的任何含氢原子的分子或离子都是酸;凡是能与质子结合的分子或离子都是碱。按照酸碱质子理论,下列粒子既可以看作酸又可以看作碱的是
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·河北·竞赛)两种化学酸碱理论:①酸碱电离理论:电离时所产生的阳离子全部是的化合物叫酸,电离时所产生的阴离子全部是的化合物叫碱。②酸碱质子理论:任何能给出质子的物质(分子,原子或离子)都是酸,任何能接受质子的物质(分子、原子或离子)都是碱。若既可给出质子又可结合质子,则为两性物质,给出质子的能力越强,酸性越强。下列说法错误的是
A.根据酸碱质子理论,属于酸碱反应
B.根据酸碱电离理论,属于酸,属于碱
C.根据酸碱质子理论,、均属于两性物质
D.根据酸碱质子理论,若能发生,则酸性:
竞赛技巧2 离子方程式的书写
3.(2022高一上·广东广州·竞赛)请根据要求填空:
(1)工业上常用Fe2+处理含Cr2O的酸性废水,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)实验中常用足量的氢氧化钙溶液检验CO2气体。请写出该反应的离子方程式: 。
(3)黑火药是我国古代的四大发明之一、黑火药着火时,主要发生化学反应:2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。在上述反应中,被还原的元素为(填元素符号) 。
(4)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆ClO2。其变化可表示为:KClO3+HCl(浓)→KCl+ClO2↑+Cl2↑+H2O
①请完成该化学方程式并配平 ;
②浓盐酸在反应中显示出来的性质是 。标准状况下,产生33.6L的Cl2,则转移的电子的物质的量为 mol。
4.(2007高一·北京·竞赛)写出如下反应的离子方程式:
(1)用盐酸滴定碳酸钠溶液,滴定终点为酚酞恰好褪色 。
(2)向氯化银和水的混合物中加入过量的氨水形成Ag(NH3)2Cl,得到澄清的水溶液 。
(3)过量的醋酸和碳酸氢钠反应 。
(4)盐酸滴入固态的漂白粉中 。(注:漂白粉有效成分常用化学式CaCl2·Ca(OC1)2·2H2O表示,化学式不得拆开)
(5)漂白粉固体吸收空气中的二氧化碳放出氯气 。(漂白粉化学式不得拆开)
(6)中药 “生磁石”(主要成分Fe3O4)在热铁锅中边炒边喷醋,磁石中的Fe2O3溶解生成醋酸铁溶于水后洗去得到不含Fe2O3的“生磁石” 。
竞赛技巧3 离子方程式正误判断
5.(2023高二上·浙江宁波·竞赛)下列离子方程式书写正确的是
A.等浓度等体积的NaAlO2溶液和HCl溶液混合:
B.将0.1molCl2通入含有0.1molFeI2的溶液中:
C.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:
D.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:
6.(2024高一下·河南洛阳·竞赛)下列反应的离子方程式书写错误的是:
A.用硫氰化钾溶液检验Fe3+:Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3
B.向海带灰浸出液中加入稀硫酸、双氧水:2I- + 2H+ + H2O2= I2 + 2H2O
C.磨口玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀:SiO2+2Na++2OH-= Na2SiO3+H2O
D.NaHCO3溶液和少量Ba(OH)2溶液混合:2HCO+2OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓+CO
竞赛技巧4 离子大量共存
7.(2024高一下·河南洛阳·竞赛)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是
A.0.1mol/L NaOH溶液:Na+、K+、CO、NO
B.无色透明的溶液中:K+、Mg2+、SCN-、Cl-
C.与Al反应能放出H2的溶液中:K+、Mg2+、NO、SO
D.能使石蕊变红的溶液中:NH、Fe2+、I-、SO
8.(2022高二上·广东汕头·竞赛)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Na+、K+、CO、Cl-
B.0.1 mol·L-1 FeCl2溶液:K+、SO、OH-
C.0.1 mol·L-1 K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1 mol·L-1 H2SO4的溶液:K+、Cl-、CH3COO-、NH
竞赛技巧5 离子推断
9.(2023高一下·浙江温州·竞赛)某无色溶液中可能含有中的若干种,离子浓度都为,往该溶液中加入过量的和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液,设计并完成如下实验:则关于原溶液的判断中正确的是
A.若步骤中和溶液改用和盐酸混合溶液,则对溶液中离子的判断无影响
B.无法确定原溶液中是否存在
C.肯定存在的离子是,是否存在需要通过焰色反应来确定
D.肯定不存在的离子是,是否含另需实验验证
10.(2014高二·河南·竞赛)某溶液可能含有Cl-、SO、CO、NH、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100 mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.01 mol 气体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得到1.6g固体;向上述滤液中加足量BaCl2榕液,得到2.33 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中
A.Cl-一定存在,且c(Cl- )≥0.5 mol/L
B.至少存在5种离子
C.SO、NH一定存在,Cl-可能不存在
D.CO、Al3+一定不存在,K+可能存在
竞赛技巧6 离子反应的应用
11.(2004·河南·高中预赛)重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液,甲废液经化验呈碱性,主要的有毒离子为Ba2+,如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性和碱性均明显降低。则乙废液中可能含有的离子是
A.Cu2+和SO B.Cu2+和Cl C.K+和SO D.Ag+和NO
12.(23-24高一上·甘肃天水·竞赛)(Ⅰ)某无色溶液含有Na+、Ba2+、Cu2+、H+、HCO、SO、Cl﹣等离子中的若干种。依次进行下列实验,现象如下:
①取少量溶液于试管之中,滴入几滴紫色石蕊试液后溶液显红色;②另取少量的原溶液,先加入过量的NaOH溶液,无明显现象,然后再滴加适量的Na2CO3溶液,产生白色沉淀。
请回答下列问题,用离子符号表示:
(1)原溶液中肯定存在的离子有 ;(2)原溶液中肯定不存在的阳离子有 ,
(3)原溶液中可能存在的离子有 。
(Ⅱ)在一条鱼、虾绝迹的小河边有四座工厂:甲、乙、丙、丁(如图所示),它们排出的废液里,每个工厂只含有Na2CO3、FeCl3、Ca(OH)2、HCl中的一种。某中学环保小组对河水检测时发现:①甲处河水呈乳白色,②乙处河水呈浑浊的红褐色,③丙处河水由浑变清,④丁处产生气泡,河水仍清,⑤M处水样的pH小于7。请判断:
(4)四座工厂排出的废液里含有的污染物:甲 ,乙 ,丙 ,丁 。
(5)③处红褐色消失发生的离子反应方程式 ,④发生的化学反应方程式 。
1.(23-24高一上·陕西西安·期末)进行电解质溶液的导电性实验时,装置如图所示。若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是
A.硫酸铜溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液 B.盐酸中逐滴加入氯化钠溶液
C.氢氧化钡溶液中逐滴加入硫酸钠溶液 D.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
2.(23-24高一上·江西新余·期末)下列选项描述与对应图像不相符的是
A.图A为新制氯水在阳光直射时,溶液中浓度随着时间变化的曲线
B.图B向某浓度的溶液中滴入稀,溶液电导率随时间变化的曲线
C.图C为向等物质的量浓度的、混合液中滴加盐酸产生的图像
D.图D为、混合液,各离子物质的量随氯气通入的变化图像,b代表的是
3.(23-24高一上·湖北·期末)某100mL无色溶液可能含有K+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,试验过程如图(所加试剂均过量,气体全部逸出),下列说法正确的是
A.原溶液一定存在K+、NH、Mg2+、Al3+,一定不存在Fe3+、CO
B.原溶液中c(NH)=0.6mol/L
C.沉淀2的成分为Mg(OH)2,还有少量的Al(OH)3
D.原溶液中c(Cl-)≥6mol/L
4.(24-25高一上·甘肃·期末)雾霾严重影响着人们的生活与健康,某地雾霾中可能含有如下离子中的若干种:。研究人员收集该地的雾霾并得到试样溶液,设计并完成如下实验,得到的结论中错误的是
A.气体A为
B.原溶液中不一定含
C.沉淀G中一定含
D.实验②中生成沉淀的离子反应为
5.(24-25高一上·湖南永州·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水中:、、、
B.稀硫酸中:、、、
C.溶液中:、、、
D.使酚酞变红的溶液中:、、、
6.(24-25高一上·湖南长沙·期末)下列各组澄清溶液中的离子在指定条件下能大量共存,且加入(或通入)试剂X后发生反应的离子方程式书写正确的是
选项 离子组 试剂X 离子方程式
A 与Al反应产生的溶液中:、、、 NaOH溶液
B 使紫色石蕊变红的溶液中:、、、 过量铜粉
C 使酚酞变红的溶液中:、、、 少量盐酸
D 新制氯水中:、、、 少量
7.(24-25高一上·内蒙古通辽·期末)向100mL 0.01 溶液中滴加0.1 溶液,测得溶液电导率的变化如图所示。下列说法正确的是
A.a→b电导率下降的主要原因是发生了反应:
B.c点溶液显中性
C.b→c溶液中的逐渐减小,逐渐增大
D.c→d溶液电导率逐渐增大是因为溶液中NaHCO3的电离,电离过程化学键断裂,属于化学变化
8.(24-25高一下·江苏苏州·期中)下列离子方程式与化学事实相符的是
A.将溶液与氨水混合溶液反应,生成沉淀:
B.用溶液吸收少量:
C.向明矾溶液中滴加氢氧化钡至沉淀质量最大:
D.将气体通入、的混合溶液中制取溶液:
9.(24-25高一上·河南驻马店·期中)下列用来解释事实的离子方程式错误的是
A.铁氰化钾溶液检验:
B.向溶液中通入足量的:
C.将过量通入溶液中:
D.将草酸加入酸性溶液中:
10.(24-25高一下·黑龙江·期中)下列离子方程式书写错误的是
A.电解饱和食盐水:2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH-
B.向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2+ + ClO-+ SO2 + H2O = CaSO4↓+ Cl- + 2H+
C.向NH4HCO3溶液中加入过量澄清石灰水:NH + + Ca2+ + 2OH-= CaCO3↓+ H2O + NH3 H2O
D.不能用石英坩埚加热强碱至熔融态的原因:SiO2 + 2OH- = SiO + H2O
11.(24-25高一下·江西萍乡·期中)某化工厂实验室处理某浅绿色酸性透明废液X,已知,其中可能含有中的一种或几种,取500mL该溶液进行实验,其现象及转化如图所示。下列说法错误的是
A.仅由“浅绿色酸性透明废液”,便可判断溶液X中至少有3种离子一定不存在
B.反应过程中会有红棕色气体生成
C.若实验测定A、F、K均为0.01mol,则沉淀C物质的量范围是
D.溶液中不能确定是否存在的离子含有
12.(24-25高一下·广西·期中)下列过程发生的主要反应,其对应离子方程式不正确的是
A.在酸雨作用下铁发生缓慢的析氢腐蚀:
B.向溶液中加入稀硫酸:
C.向溶液滴入少量氨水:
D.利用酸性溶液检测酒驾:
13.(24-25高一下·湖北武汉·期中)下列离子方程式正确的是
A.向稀硝酸中滴加溶液:
B.用过量氨水吸收烟道气中的:
C.向碳酸氢铵溶液中加入足量澄清石灰水:
D.过量铁粉加入稀硝酸中:
14.(24-25高一下·陕西西安·期中)常温下,的某溶液中可能含有、、、、、中的某几种离子,现取100mL该溶液进行如图所示实验:
已知氧化性。根据实验结果,判断下列说法正确的是
A.原溶液中至少有和其中一种 B.原溶液中
C.一定存在、、 D.该溶液中
15.(22-23高一上·吉林长春·期末)现有一混合溶液,可能含有以下离子中的若干种:,现取三份该混合溶液进行如下实验。(已知:)
实验(1):向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生;实验(2):向第二份混合溶液中滴加的溶液,溶液中沉淀的质量与氢氧化钠的体积关系如图所示:
实验(III):向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀9.32g。
(1)由实验①推断该混合溶液 (填“一定”或“不一定”)含有。
(2)实验②中沉淀质量减少的离子方程式 。
(3)实验③生成沉淀的物质的量是 mol。
(4)综合上述实验,你认为以下结论正确的是_______(填标号)。
A.该混合溶液中一定含有,可能含
B.该混合溶液中一定含有,且每一份中
C.该混合溶液中一定含有,可能含
D.若要确定该混合溶液中是否含有,还需进行焰色反应来进行检验
16.(24-25高一上·重庆·期末)物质分类法和价类二维观是学习化学的重要方法和思想。请回答下列问题:
(1)在以下物质中①②③晶体④熔融⑤⑥石墨⑦⑧⑨纯净的胶体。属于非电解质的 ,属于碱性氧化物的 (填序号)。
(2)写出溶于水的电离方程式 。向溶液中加入足量澄清石灰水,发生反应的离子方程式 。
(3)写出将通入水中反应的离子方程式 。检验某溶液中是否含有的方法是 。
(4)已知是一元弱酸,写出与足量溶液反应的化学方程式 。中元素的化合价为 ,在工业上次磷酸常用于化学镀银,酸性条件下发生的反应如下 :____________________________________(配平该离子方程式)。
1.(2023高一下·广东汕尾·竞赛)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:
B.用足量氨水吸收二氧化硫:
C.向草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液:
D.将等物质的量浓度的氢氧化钡溶液和硫酸氢铵溶液以体积比1∶2混合:
2.(2023高一下·浙江台州·竞赛)有一种纳米润滑添加剂,由铝粉、铜粉、氧化铝粉末中的一种或几种组成,取少量该添加剂,加入足量稀盐酸,有红色固体残留并产生大量气泡;另取少量该添加剂,加入定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,关于以上实验,有下列几种说法:
①该添加剂中一定有铜,可能有铝和氧化铝
②若向滤渣中加入足量稀盐酸,滤渣部分溶解,则该添加剂中一定有氧化铝
③滤液中最多含有三种溶质
④滤渣中一定有银和铜,滤液中一定有硝酸铝和硝酸铜
⑤通过以上实验可以证明铝、铜、银三种金属的活动性顺序
上述说法正确的有
A.①②⑤ B.②③⑤ C.①③④ D.②④⑤
3.(2023高一下·浙江台州·竞赛)某无色混合气体中可能含有CO2、CO、H2和水蒸气中一种或几种,依次进行如下实验(假设每步反应均完全):①通过固体氢氧化钠,气体体积变小;②通过灼热的氧化铜,固体变红;③通过白色硫酸铜粉末,粉末变蓝;④通过澄清石灰水,石灰水变浑浊。由此可知原混合气体中
A.一定有水蒸气 B.一定有CO2 C.一定没有CO2 D.一定有H2和CO
4.(2023高一下·浙江台州·竞赛)实验测得某溶液含有Mg2+、Al3+,Cl-、四种离子,其中Mg2+、Al3+、的离子个数比为3∶3∶1,则推断该溶液中Al3+、、Cl-的离子个数比为
A.3∶1∶13 B.13∶2∶3 C.6∶2∶13 D.1∶3∶13
5.(2023高一上·甘肃天水·竞赛)根据次氯酸及有关物质的性质判断,下列反应的离子方程式中正确的是
A.氯气溶于水:
B.氯气溶于澄清石灰水:
C.向漂白粉溶液中通入足量
D.向漂白粉溶液中通入足量
6.(2023高二·贵州遵义·竞赛)下列有关离子方程式的书写正确的是
A.Na2S2O3溶液与稀硫酸的反应:
B.用纯铜电板电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
C.NH4Al(SO4)2溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应:
D.用Na2CO3溶液吸收少量Cl2:
7.(2023高二·贵州遵义·竞赛)在复杂的体系中,确认化学反应先后顺序有利于解决问题,下列化学反应先后顺序判断正确的是
A.在含有、Ag+、、等离子且浓度相等的溶液中加入锌粉:、Ag+、、
B.在含、、的溶液中逐滴加入KOH溶液:、、、
C.在含、、的溶液中逐滴加入盐酸:、、、
D.在含、KOH的混合溶液中缓慢通入CO2:KOH、、、
8.(2024高二下·河南洛阳·竞赛)下列离子方程式书写正确的是
A.向Mg(HCO3)2溶液中加入足量的澄清石灰水:Mg2++2+Ca2++2OH-=MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O
B.XeF2通入水中:2XeF2+2H2O=2Xe+4F-+4H++O2
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入Ba(OH)2溶液恰使沉淀完全+Al3++2+2Ba2++4OH-=Al(OH)3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓
D.CuCl2溶液中加入NaHS溶液Cu 2++2HS-+2H2O=Cu(OH)2↓+2H2S↑
9.(2024高三下·浙江·竞赛)黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是
A.X中必有CuCl2,可能含有KI、FeSO4
B.X中必有漂白粉和CuCl2而Fe2(SO4)3和FeSO4至少有一种
C.Y中必有Cu(OH)2和Fe(OH)3,可能有I2
D.用H2SO4酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有CuCl2
10.(2024高二下·重庆·竞赛)下列离子方程式书写错误的是
A.盐酸加入溶液中:
B.氨水加入固体中:
C.通入溶液中:
D.稀硫酸加入溶液中:
11.(22-23高一下·浙江温州·竞赛)下列离子方程式正确的是
A.硫氰化铁溶液中加NaOH溶液产生沉淀:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B.硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸:3S2O+2H+=4S↓+2SO+H2O
C.向氯水中加入少量碳酸氢钠:Cl2+2HCO=Cl-+ClO-+2CO2+H2O
D.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加入一定量的Ba(OH)2溶液:2NH+2Fe2++3SO+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Fe(OH)2↓+2NH3 H2O
12.(2023高二上·浙江宁波·竞赛)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中不正确的是
A.通过净化处理后,水的导电性降低
B.水中的SO、Cl 通过阴离子树脂后被除去
C.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
D.阴离子树脂填充段存在反应
13.(23-24高一上·广东广州·竞赛)某无色澄清溶液中可能含有:①Na+,②SO,③Cl-,④HCO,⑤CO,⑥H+,⑦Cu2+中的若干种。依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如表:
步骤 实验操作 实验现象
I 用紫色石蕊溶液检验 溶液变红
Ⅱ 向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸 有白色沉淀生成
Ⅲ 将Ⅱ中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
下列结论正确的是
A.该实验无法确定是否含有④ B.肯定含有的离子是②③⑥
C.可能含有的离子是①③⑦ D.肯定没有的离子是④⑤⑦,可能含有的离子是①③
14.(2016高二·安徽·竞赛)写出下列化学反应的离子方程式:
(1)将H2S通入酸性重铬酸钾溶液中 。
(2)在酸性高锰酸钾溶液中加入亚硫酸钠溶液 。
(3)在强碱性高锰酸钾溶液中,加入少量的亚硫酸钠溶液 。
(4)将氢氧化钾溶液缓慢加入到硫酸铬(Ⅲ)溶液中,直至过量。写出生成沉淀和反应最终的离子方程式 。
15.(2010高二上·全国·竞赛)在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q为一种易溶于水的白色固体。Q的水溶液用硫酸酸化,得到弱酸X。X为无色小片状透明晶体。X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E.E在空气中点燃呈现绿色火焰。E和NaH反应得到易溶于水的白色固态化合物Z (分子量37.83)。
(1)写出由Q得到X的离子方程式 。
(2)写出X在水中的电离方程式 。
(3)写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式 。
(4)写出E燃烧反应的化学方程式 。
(5)写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式 。
(6)Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关,pH越大越稳定。为什么 。
(7)近年来,用Z和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时,每摩尔Z释放8摩尔电子,标准电动势大于2V。写出这种电池放电反应的离子方程式 。