高三化学一轮复习-25-离子共存课时测试含解析.doc

2-5 离子共存
（测试时间：45分钟 满分 100分）
姓名： 班级： 得分：
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．室温下，下列各组离子能大量共存的是 （ ）
A．稀硫酸中：K＋、Mg2＋、AlO2-、S2O32-
B．Na2S溶液中：SO42-、K＋、Cl－、Cu2＋
C．Kw/c(H＋)=10-13溶液中：Fe3＋、NH4＋ 、Mg2＋、SO42-
D．通人大量CO2的溶液中：Na＋、ClO－、CH3COO－、HCO3-
【答案】C
【解析】A．在稀硫酸中，AlO2-与H＋反应生成白色沉淀，S2O32-在酸性溶液中发生歧化反应，A错误；B．Na2S溶液中，S2－与Cu2＋反应生成黑色沉淀，B错误；C.Kw/c(H＋)=10-13的溶液是酸性溶液，Fe3＋、NH4＋ 、Mg2＋、SO42-各离子能大量共存，C正确；D．通入大量CO2的溶液，电离出的H＋与ClO－、CH3COO－反应生成HClO和CH3COOH，D错误；答案选C。
2．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 （ ）
①0.1 mol·L－1NaAlO2溶液：H＋、Na＋、Cl－、SO
②pH=11的溶液中：CO32－、Na+、AlO2－、NO3－、S2－、SO32－
③水电离的H+浓度为10－12mol·L－1的溶液中：Cl－、CO32－、NO3－、SO32－
④加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2+、NH4+、Cl－、K+、SO42－
⑤使甲基橙变黄的溶液中：Fe2+、MnO4－、NO3－、Na+、SO42－
⑥中性溶液中：Fe3+、Al3+、NO3－、Cl－、S2－
A．①③⑤　　 B．②④　　 C．②⑤⑥　 　D．④⑤
【答案】B
【解析】①AlO2-与H+反应，不能大量共存；②pH为11的溶液呈碱性，各离子互不反应，可以大量共存；③水电离的H+浓度为10－12mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，酸性时H+与CO32‾、SO32‾反应，不能大量共存；④加入Mg能放出H2的溶液呈酸性，各离子互不反应，可以大量共存；⑤使甲基橙变黄的溶液呈酸性，MnO4‾能氧化Fe2+，不能大量共存；⑥Fe3+、Al3+与S2‾发生相互促进的水解反应，不能大量共存，故答案为B。
3．含有下列各组离子的溶液中通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是 （ ）
A．H＋、Ba2＋、Fe3＋、NO3－，通入SO2气体 B．Ca2＋、Cl－、K＋、H＋，通入CO2气体
C．AlO2－、Na＋、Br－、SO42－，通入CO2气体 D．HCO3－、Na＋、I－、HS－，加入AlCl3溶液
【答案】B
【解析】A．H＋、Ba2＋、Fe3＋、NO3－可以大量共存，当通入SO2气体时，由于H＋、Fe3＋、NO3－有氧化性，SO2气体有还原性，会发生氧化还原反应产生SO42-，SO42-与Ba2＋发生沉淀反应形成BaSO4沉淀而不能大量共存，错误；B．Ca2＋、Cl－、K＋、H＋不能发生任何反应，可以大量共存，当通入CO2气体，仍然不能发生反应，还可以大量共存，正确；C．AlO2－、Na＋、Br－、SO42－不能发生任何反应，可以大量共存，当通入CO2气体时，由于酸性H2CO3>Al(OH)3，会发生反应：AlO2－+2H2O+CO2= Al(OH)3+HCO3-，不能大量共存，错误；D．D．HCO3－、Na＋、I－、HS－不能发生任何反应，可以大量共存，当加入AlCl3溶液时，HCO3－与Al3+会发生盐的双水解反应，不能大量共存，错误。
4．向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如右图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是 （　 　）
A．a点对应的溶液中：Na+、AlO2-、SO42-、NO3-
B．b点对应的溶液中：Ba2+、K+、NO3-、Cl-
C．c点对应的溶液中：Na+、Ag+、Mg2+、NO3-
D．d点对应的溶液中：Cl-、NO3-、Fe2+、Na+
【答案】B
【解析】A、碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入盐酸，a点溶液中有碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢根离子和偏铝酸根离子不共存，不选A、B、b点溶液中只有碳酸氢钠，四种离子不反应能共存，正确，选B；C、c点溶液为氯化钠，银离子和氯离子反应生成氯化银沉淀，不选C；D、d点溶液为氯化钠和盐酸，在酸性条件下亚铁离子被硝酸根氧化，错误，不选D。
5．下列各组离子，一定能在指定环境中大量共存的是 （ ）
A、在含有大量I-离子的溶液中：Cl¯、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋
B、滴加石蕊试液显红色的溶液：Fe2+、NH4+、Cl－、NO3－能够大量共存
C、pH=13的溶液：S2-、SO32-、SO42-、Na+
D、在加入Al能放出大量H2的溶液中：NH4＋、SO42¯ 、C1¯、HCO3¯
【答案】C
【解析】A、碘离子与铁离子反应产生碘单质和亚铁离子，不选A；B、溶液为酸性，在酸性条件下亚铁离子被硝酸根氧化，不选B；C、四种离子在碱性条件下不反应，能共存，选C；D、溶液可能酸性也可能碱性，碳酸氢根和氢离子或氢氧根都反应，不选D。
6．下列各组离子在溶液中能够大量共存，当溶液中c(H＋)＝10－1 mol·L－1时有气体产生；而当溶液中c(H＋)＝10－13 mol·L－1时又能生成沉淀。则该组离子可能是 （ ）
A．Na＋、Ba2＋、NO3-、CO32- B．Fe2＋、Na＋、SO42-、NO3-
C．Mg2＋、NH4+、SO42-、Cl－ D．Ba2＋、K＋、Cl－、NO3-
【答案】B
【解析】当溶液中c(H＋)＝10－1 mol·L－1时有气体产生，说明该组离子在酸性条件下生成气体，而当溶液中c(H＋)＝10－13 mol·L－1时又能生成沉淀，说明该组离子在碱性条件下生成沉淀，据此分析判断。A.在碱性条件下没有沉淀生成，A错误；B.在酸性条件下，Fe2＋、H＋和NO3-反应生成NO气体，在碱性条件下，Fe2＋与OH－反应生成白色沉淀，B正确；C.在酸性条件下没有气体生成，C错误；D.在酸性条件下没有气体生成，在碱性条件下也没有沉淀生成，D错误；答案选B。
7．某无色溶液含有下列离子中的若干种：H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO32－、Cl－、OH－、NO3－。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有 （ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】C
【解析】无色溶液中一定不存在有色的Fe3+；溶液中加入金属铝，发生反应并放出H2，溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。若溶液为酸性，则不存在：CO32－、OH－、NO3－，阴离子只能为Cl－，阳离子可以为：H+、NH4+、Ba2+、Al3+，最多存在5种离子；若呈碱性，则不存在H+、NH4+、Fe3+、Al3+，阳离子只能为Ba2+，则一定不存在CO32－，可存在的离子为：Ba2+、Cl－、OH－、NO3－，则最多只有4种，根据分析可知，最多存5种离子，答案选C。
8．已知某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-，则该溶液中还可能大量存在的离子组是 （ ）
A．Al3+、CH3COO-、Cl- B．Mg2+、Ba2+、Br-
C．Na+、NH4+、Cl- D．Mg2+、Cl-、I-
【答案】C
【解析】A．Al3+、CH3COO-、Cl- 中的CH3COO-可与 H+、SO42-、NO3-中的 H+反应生成弱电解质醋酸，故A错误；B．Mg2+、Ba2+、Br-中的Ba2+可与H+、SO42-、NO3-中的SO42-反应，即Ba2++SO42-═BaSO4↓，故B错误；C．H+、SO42-、NO3-中的任何离子与Na+、NH4+、Cl-中的任何离子都不发生反应，因此可以大量共存，故C正确；D．在H+、SO42-、NO3-中含有的硝酸是氧化性酸，而能与具有强还原性的I-发生氧化还原反应，故D错误；答案为C。
9．用惰性电极电解某无色溶液时，有如下实验现象：阳极上有无色气体产生；阴极附近有白色沉淀生成。则原溶液中可能大量共存的离子组是 （ ）
A．Na+、Ba2+、NO3-、Cl- B．H+、Mg2+、Na+、SO42-
C．CO32-、K+、Cl-、Na+ D．Fe2+、NO3-、SO42-、Na+
【答案】B
【解析】A．Na+、Ba2+、NO3-、Cl-用惰性电极电解时，阴极上不会生成白色沉淀，故A错误；B．H+、Mg2+、Na+、SO42-之间不发生反应，且都是无色离子，且用惰性电极电解时阳极生成氧气、阴极生成氢氧化镁沉淀，满足题干要求，故B正确；C．CO32-、K+、Cl-、Na+离子用惰性电极电解时，阴极上不会生成白色沉淀，故C错误；D．Fe2+为有色离子，不满足溶液无色的要求，故D错误；答案为B。
10．下列各组离子在碱性条件下可以大量共存,而在强酸性条件下能发生氧化还原反应的是 （ ）
A．Ca2+、Fe2+、NO3－、Cl－ B． Ba2+、Na+ 、I－、NO3－
C．Na+、K+、SO42－、SO32－ D．K+、Mg2+、HCO3－、PO43－
【答案】B
【解析】A、在碱性溶液中Ca2+、Fe2+不能大量共存，在酸性溶液中Fe2+、NO3－之间发生氧化还原反应，A错误；B、在碱性溶液中四种离子不反应，可以大量共存；在酸性溶液中硝酸根氧化碘离子，不能大量共存，B正确；C、在碱性溶液中四种离子不反应，可以大量共存；在酸性溶液中亚硫酸根离子不能大量共存，C错误；D、在碱性溶液中Mg2+、HCO3－均不能大量共存；在酸性溶液中HCO3－、PO43－均不能大量共存，但不是氧化还原反应，D错误，答案选B。。
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．（8分）常温下，有A、B、C、D四种电解质分别完全溶于水，所得四种溶液中含有H+、Ba2+、Al3+、Na+、HCO3-、Cl-、OH-、SO42-八种离子（不考虑水解）．为检验这四种物质，进行如下实验：
①取少量A的溶液分别与B、C、D反应，依次观察到：白色沉淀和气体、白色沉淀、气体．
②经测定，A和D的溶液显碱性，B和C的溶液pH＜7．B与D的溶液反应产生两种沉淀，当D的量增大时，其中一种沉淀不断溶解，最终还存在一种沉淀．
③C与D的溶液反应，无明显现象。经测定，该反应的产物总能量小于反应物总能量．
根据上述实验事实，请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：C____________ D______________
（2）A溶液显碱性的原因是（用离子方程式表示）______________________。
（3）A与B在溶液中反应的离子方程式为___________________。
【答案】（8分，每空2分）
（1）HCl　　　 Ba(OH)2
（2）HCO3－+H2OH2CO3+OH－
（3）Al3++3HCO3－===Al(OH)3↓+3CO2↑
【解析】
试题分析：①取少量A的溶液分别与另三种物质反应，依次观察到：白色沉淀和气体、白色沉淀、气体，结合离子之间的反应现象来判断，铝离子和碳酸氢根离子反应既产生白色沉淀又产生气体；钡离子和碳酸氢根离子、氢氧根离子之间的反应产生白色沉淀；氢离子和碳酸氢根离子之间反应产生水以及二氧化碳，A是NaHCO3．②经测定，A和D的溶液显碱性，则含有氢氧根离子或是HCO3-，B和C的溶液pH＜7，则含有氢离子或是铝离子等；B与D的溶液反应产生两种沉淀，当D的量增大时，其中一种沉淀不断溶解，最终还存在一种沉淀，则一定是硫酸铝和氢氧化钡之间的反应，所以D是Ba(OH)2，B是Al2(SO4)3，③C与D的溶液反应，无明显现象，该反应的产物总能量小于反应物总能量，该反应是放热反应，所以C是HCl，综上知道A是NaHCO3，D是Ba(OH)2，B是Al2(SO4)3，C是HCl，据此回答：（1）C的化学式是HCl，D的化学式是Ba(OH)2；（2）A是NaHCO3，碳酸氢根离子水解导致溶液显示碱性，离子反应为HCO3-+H2OH2CO3+OH-；（3）因发生水解反应，碳酸氢钠溶液显碱，硫酸铝溶液显酸性，两溶液混合后水解反应得到促进，生成了氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，离子反应式为Al3++3HCO3-═Al(OH)3↓+3CO2↑。
12．（15分）某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－。该厂利用如图所示的工艺流程图，利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜，产生了很好的社会经济效益。

请填写下列空白：
（1）图中试剂1是________，试剂2是________。试剂4最好是________。
（2）步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是________。
（3）步骤1反应的离子方程式为______________________________________。
（4）步骤5反应的离子方程式为______________________________________。
（5）Al(OH)3可用以下三种途径制备
①AlNaAlO2Al(OH)3 ②AlAl2(SO4)3Al(OH)3
AlNaAlO2
③ Al(OH)3
AlAl2(SO4)3
上述三途径制备Al(OH)3你认为最佳途径是 ，理由是 。
【答案】（1）铁屑、盐酸、CO2（3分）；（2）玻璃棒、漏斗、烧杯（3分）；
（3）Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe+Cu2+=Cu+Fe2+(各2分)；（4）AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(2分)；
（5）③（1分）；途径③便于控制反应物的用量，且节省NaOH和H2SO4的用量（2分）。
【解析】某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－，向其中加入足量的还原铁粉，发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，Fe+2H+=Fe2++H2↑,得到的滤渣中含有Fe及过量的Cu，然后向其中加入盐酸，由于Fe是比较活泼的金属，可以与盐酸发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑,而Cu不能发生反应，过滤，得到的沉淀B是Cu，溶液B是FeCl2，向其中加入双氧水，发生氧化还原反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，就得到了氯化铁；在溶液A中含有Na＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－，向其中加入足量的NaOH溶液，发生反应：Fe2＋+2OH-=Fe(OH)2↓, Al3＋+4OH-=AlO2-+2H2O，产生的沉淀C是Fe(OH)2，在溶液C中含Na＋、AlO2-、Cl－，然后小其中通入足量CO2气体，发生反应：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，产生的沉淀D是Al(OH)3，把Al(OH)3洗涤煅烧发生分解反应产生Al2O3；在溶液D中含有Na+、Cl-、HCO3-，经处理得到NaCl晶体。（1）图中试剂1是Fe粉，试剂2是盐酸。使溶液中的AlO2-转化为Al(OH)3沉淀，由于氢氧化铝是两性氢氧化物，为防止产生的氢氧化铝在溶解变为Al3+，试剂4最好是是弱酸，向溶液中通入CO2气体；（2）步骤1和步骤2都是过滤，所用到的玻璃仪器是玻璃棒、漏斗、烧杯；（3）步骤1反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；（4）步骤5反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；（5） ①2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2NaAlO2+H2SO4+H2O=Na2SO4+2Al(OH)3↓。制取2mol Al(OH)3需要消耗2molNaOH、1mol H2SO4；②2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑；Al2(SO4)3+ 6NaOH=2Al(OH)3↓+3 Na2SO4。制取2mol Al(OH)3需要消耗6molNaOH、3mol H2SO4；③2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑；Al2(SO4)3+6NaAlO2=8Al(OH)3↓+ 3Na2SO4。制取8mol Al(OH)3需要消耗6molNaOH、3mol H2SO4；则制取2mol Al(OH)3需要消耗1．5molNaOH、0．75mol H2SO4；可见在上述三种方法中途径③不仅消耗的原料少，反应条件也便于控制，途径③最好。
13．（12分）)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。

回答下列问题：
（1）起始滤液的pH__________7(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是_______________________________________；(用离子方程式表示)
（2）试剂Ⅰ 的化学式为___________，① 中发生反应的离子方程式为_______________；
（3）试剂Ⅱ 的化学式为____________，② 中加入试剂Ⅱ 的目的是__________________；
（4）试剂Ⅲ 的名称是_____________，③ 中发生反应的离子方程式为________________；
【答案】（1） ﹥ （1分） CO32-+H2OHCO3- +OH- (HCO3-+H2OH2CO3+ OH-未写不扣分) （2分）
（2）BaCl2 （1分） Ba2++SO42-=BaSO4 （Ba2++CO32—=BaCO3不写不扣分）（2分）
（3）K2CO3 （1分） 除去过量的Ba2+ （2分）
（4）盐酸 （1分） CO32— +2H+=H2O+CO2（2分）
【解析】（1）起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根水解呈碱性，故溶液的PH大于7；（2）要除掉杂质离子硫酸根和碳酸根，应加入过量的钡离子；（3）要除掉多余的钡离子，要加入碳酸钾，（4）要除掉多余的碳酸根，要滴加适量的盐酸；
14．（15分）化学用语是化学学科的特色语言，化学用语可以准确表述化学现象、变化以及本质。完成下列有关方程式。
（1）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为_______________________；
（2）酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液反应的离子方程式： ________________。
（3）化学反应多姿多彩，把SO2通入硝酸铁溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，此时向溶液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生。请写出上述变化中溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色所涉及的两个离子方程式： ________________、_________________。
（4）向含有n mol 溴化亚铁的溶液中通入等物质的量的的氯气，请写出离子方程式： 。
【答案】（15分，每空3分）
（1）S2O32‾＋4Cl2＋5H2O===2SO42‾＋8Cl－＋10H＋
（2）5H2O2+2MnO4－+6H＋=2Mn2++5O2↑+8H2O
（3）SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+； 3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO+2H2O
（4）2Fe2++2Br-+2Cl2==2Fe3++4Cl-+Br2
【解析】
试题分析：（1）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42﹣，则氯气被还原为氯离子，离子反应为S2O32﹣+4Cl2+5H2O═2SO42﹣+8Cl﹣+10H+；（2）发生氧化还原反应，生成锰离子、氧气、水，离子反应为5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O；（3）SO2通入硝酸铁溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，铁离子与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子、亚铁离子，离子反应为SO2+2Fe3++2H2O=SO42﹣+2Fe2++4H+；立即又变为棕黄色，是因亚铁离子与硝酸根离子、氢离子发生氧化还原反应生成铁离子，离子反应为NO3﹣+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；（4）Fe2+和Br-均具有还原性，但亚铁离子还原性强，与等物质的量的氯气反应，亚铁离子全部被氧化，而溴离子一半被氧化，离子反应为2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++4Cl-+Br2。