专题四 离子反应和离子方程式

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  考点1 离子方程式的书写及正误判断
  例1 能正确表示下列反应的离子方程式为( )
  A. 硫化亚铁溶于稀硝酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S↑
  B. NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO3-+OH-=CO32-+H2O
  C. 少量SO2通入苯酚钠溶液中:C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-
  D. 大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
  解析 稀硝酸是一种氧化性酸,FeS中的两种元素在稀硝酸中均可被氧化,正确的应该为:FeS+4H++NO3-=Fe3++S↓+NO↑+2H2O,A项错误;NH4HCO3是氨的酸式盐,其阴阳离子均可与NaOH发生反应,正确的应该为:NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H2O,B项错误;由于酸性H2SO3>HSO3->H2CO3>苯酚>HCO3-,正确的应该为:2C6H5O-+SO2+H2O=2C6H5OH+SO32-,C项错误。
  答案 D
  点拨 离子方程式的书写及正误判断是高考中的一种常见题型。对这类题目的解答,我们要准确判断方程式是否符合事实,在此基础上还必须掌握离子方程式书写的基本步骤——写、拆、删、查,即:先根据题目的条件写出正确的化学方程式;然后将易溶、易电离的物质写成离子,难溶、难电离和易挥发的物质还是写成化学式;再将不参加反应的离子删掉;最后检查方程式两边的原子个数和电荷数是否相等。
  考点2 离子能否大量共存的判断
  例2 将足量的CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是( )
  A. K+、SiO32-、Cl-、NO3-
  B. H+、NH4+、Al3+、SO42-
  C. Na+、S2-、OH-、SO42-
  D. Na+、C6H5O-、CH3COO-、HCO3-
  解析 碳酸的酸性强于硅酸,SiO32-不能大量共存,A项错误;OH-能和CO2反应,C项错误;C6H5O-会和CO2反应形成苯酚,D项错误。
  答案 B
  点拨 离子共存问题主要考查的是离子反应发生的条件,即:离子反应总能向着溶液中某些离子浓度减小的方向进行。要顺利解答此类题目,需要牢记溶解性表,此外还需要记住常见的能发生双水解的离子组、常见的氧化剂和还原剂等。
  考点3 离子反应的应用——离子推断
  例3 有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,它们都是中学化学中常用的无机试剂。E的纯溶液为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且它们的阴离子均不同。现进行如下实验:①A有刺激性气味,用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾;②将A分别加入其它五中溶液中,只有D、F中有沉淀产生;继续加入过量A时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;③将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;④将C分别加入D、E、F中,均有沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀均不溶。
  根据上述实验信息,请回答下列问题:
  (1)能确定溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式): 。
  (2)不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法: 。
  解析 a. 由题干表述可知,A和E不是盐,又由纯E为无色油状液体,推知E为硫酸(③步操作进一步确定);b. 由题干和①步操作可知A为氨水;c. 再由②步操作可知F中阳离子为Ag+,发生的反应为:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+,AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O;而常见的盐中只有AgNO3可溶于水,故F为AgNO3; d. 由③步操作可知,此无色无味的气体只能是CO2,B中阴离子应为CO32-, B、C、D中能生成沉淀说明不能是HCO3-,而阳离子可以是常见的K+、Na+、NH4+等;e. 同样由②步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的阳离子为Mg2+或Al3+,而阴离子待定;f. 由④步操作生成的沉淀为可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等,但限于题干所述中学常用试剂,则沉淀应为AgCl和BaSO4,才不溶于HNO3,一个是与AgNO3结合形成的沉淀,一个是与硫酸结合形成的沉淀,故C应该同时含有Ba2+和Cl-,即C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为SO42-,因为题干所述盐溶液中阴离子均不同,故D为Al2(SO4)3或MgSO4。
  答案 (1)A:NH3·H2O或NH3;C:BaCl2;E:H2SO4;F:AgNO3(若C作为不能确定的溶液,进一步鉴别的方法合理,同样可以)。(2)B:Na2CO3或K2CO3,用洁净的铂丝蘸取少量B,在酒精灯火焰中灼烧,若焰色呈黄色,则B为Na2CO3溶液;若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色,则B为K2CO3溶液。D:Al2(SO4)3或MgSO4,取少量D,向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成,继续滴加过量的NaOH溶液,若沉淀溶解,则D为Al2(SO4)3溶液;若沉淀不溶解,则D为MgSO4溶液。
  点拨 此题思维容量大、综合性强、能力要求高、区分度很好,是一道不可多得的经典好题!主要考查大家的分析与综合能力,涉及到元素及其化合物的性质、离子反应、未知物的推断、物质的检验、常见物质量多与量少的反应不同、现象不同等。此类问题的解决,除要求掌握一般的化学反应的离子方程式的书写以外,要特别注意某一反应物过量的反应的离子方程式的书写以及相应的反应现象。
   [【专题练习】]
  1. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
  A. 1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
  B. 甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、AlO2-、Cl-
  C. pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
  D. 与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
  2. 能正确表示下列反应的离子方程式是( )
  A. 将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
  B. 将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+=3Fe3++4H2O
  C. 将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑
  D. 将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
  3. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
  A. 饱和氯水中:Cl-、NO3-、Na+、SO32-
  B. c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1溶液中:C6H5O-、K+、SO42-、Br-
  C. Na2S溶液中:SO42-、K+、Cl-、Cu2+
  D. pH=12的溶液中:NO3-、I-、Na+、Al3+
  4. 下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
  A. FeCl3溶液与Cu的反应:Cu+Fe3+=Cu2++Fe2+
  B. NO2与水的反应:3NO2+H2O=NO3-+NO+2H+
  C. 醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
  D. 向NaAlO2溶液中通入过量CO2:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
  5. 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
  [选项&实验操作&现象&解释或结论&A&过量的Fe粉中加入HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液&溶液呈红色&稀HNO3将Fe氧化为Fe3+&B&AgI沉淀中滴入稀KCl溶液&有白色沉淀出现&AgCl比AgI更难溶&C&Al箔插入稀HNO3中&无现象&Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜&D&用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上&试纸变蓝色&浓氨水呈碱性&]
  6. 甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 mol·L-1乙溶液中c(H+)>0.1 mol·L-1;③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,下列结论不正确的是( )
  A. 甲溶液含有Ba2+ B. 乙溶液含有SO42-
  C. 丙溶液含有Cl- D. 丁溶液含有Mg2+
  7. 海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
  [过滤
  ①][过滤
  ②][滤液M][沉淀X][沉淀Y][滤液N][MgO][加NaOH固体
  调至pH=11.0][1.0 mL 1.0 mol·L-1
  NaOH溶液][1.0 L 模拟海水
  (25℃,pH=8.3)] [△]
  [模拟海水中的
  离子浓度(mol·L-1)&Na+&Mg2+&Ca2+&Cl-&HCO3-&0.439&0.050&0.011&0.560&0.001&]
  注:溶液中某离子的浓度小于1.0×10-5mol·L-1,可认为该离子不存在;假设实验过程中溶液体积不变。
  Kkp,CaCO3=4.96×10-9
  Kkp,MgCO3=6.82×10-6
  Kkp,Ca(OH)2=4.68×10-6
  Kkp,Mg(OH)2=5.61×10-12
  下列说法正确的是( )
  A. 沉淀物X为CaCO3
  B. 滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
  C. 滤液N中存在Mg2+、Ca2+
  D. 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
  8. 某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-六种离子。
  (1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的3种离子是 、 、 ;
  (2)乙厂的废水中含有另外3种离子,如果加一定量 (填“活性炭”“硫酸亚铁”或“铁粉”)可以回收其中的金属 (填写金属元素符号);
  (3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的 (填写离子符号)转化为沉淀,经过滤后的废水主要含 ,可用来浇灌农田。
  9. 甲同学探究二氧化硫分别与Ba(OH)2溶液、BaCl2溶液反应的实验。
  (1)少量SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为: ;
  (2)甲同学将SO2通入到BaCl2溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:
  [操作①][加试剂A][观察现象,并判断][所得悬浊液][白色
  沉淀]
  则操作①的名称为 ,试剂A的化学式为 ;
  (3)实验表明,加入试剂A后,白色沉淀未见溶解,则该白色沉淀的成分是 (填化学式),则产生该白色沉淀的原因可能是 。
  a. BaSO3既不溶于水也不溶于酸
  b. BaCl2溶液中可能溶解有氧气
  c. BaCl2溶液中可能混有NaOH
  d. 通入的SO2气体中可能混有氧气
  10. 已知有四种强电解质溶液,分别含有下列阴、阳离子中的一种,并且互不重复:NH4+、Ba2+、Na+、H+、SO42-、NO3-、OH-、CO32-,将这四种溶液分别标记为A、B、C、D,进行如下实验:①在A或D中滴入C,均有沉淀生成;②D和B反应生成的气体能被A吸收;③A和D反应生成的气体能被B吸收生成正盐。
  试回答下列问题:
  (1)D的化学式是 ,判断理由是 ;
  (2)写出其余几种物质的化学式:A. ,B. ,C. ;
  (3)写出实验③中有关的离子方程式 。
  11. 现有A、B、C、D、E五种强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)。
  [阳离子&H+、Na+、Al3+、Ag+、Ba2+&阴离子&OH-、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-&]
  请根据以下实验事实逐步推出它们的名称并回答问题:
  (1)根据条件填写下列表格
  [物质鉴定实验&推导结论&①用pH试纸测出A、B溶液呈碱性,C、D、E溶液呈酸性&A、B中含有的阴离子为 ,C、D、E中含有的阳离子为 &②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生;A溶液与C溶液反应只有气体产生&A为 ,C含 离子&③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀;C溶液只能与D溶液反应产生沉淀&D为 &]
  (2)写出E溶液与过量的B溶液反应的离子方程式 ;
  (3)在100 mL 0.1 mol·L-1的E溶液中,逐滴加入35 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液,最终得到沉淀的物质的量为 。
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