鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界第2节 电解质的电离 离子反应巩固练习

专题强化练2　离子共存及离子推断

1.(2020江苏扬州中学高一上期中,)下列各组离子在溶液中能大量共存的是(　　)

A.Mg2+、K+、OH- B.Ba2+、Na+、S

C.K+、HC、OH- D.K+、Cu2+、N

2.(2020天津耀华中学高一上期中,)下列各组离子在同一溶液中一定能大量共存的是(　　)

A.含大量Ba2+的溶液中:Cl-、K+、S、C

B.含大量H+的溶液中:Mg2+、Na+、S、C

C.含大量OH-的溶液中:K+、N、S、Cu2+

D.含大量Na+的溶液中:H+、K+、S、N

3.(2019北京首都师范大学附中高一上期中,)重金属离子具有毒性,如Cu2+、Ba2+,实验室中有甲、乙两种含重金属离子的废液,甲废液经化验呈碱性,所含阳离子主要是Ba2+。如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低,则乙废液中可能含有的离子是(　　)

A.Cu2+和S B.Cu2+和Cl-

C.K+和S D.Ag+和N

4.(2019吉林实验中学高一上期中,)在无色透明的酸性溶液中,能大量共存的离子组是(　　)

A.Al3+、Ag+、N、Cl- 

B.Mg2+、N、N、Cl-

C.K+、C、Cl-、Na+ 

D.Na+、Cl-、S、Fe2+

5.(2020广东深圳中学高一上期中,)某溶液中存在Mg2+、Ag+、Ba2+三种金属离子,现用NaOH、Na2CO3、NaCl三种溶液使它们分别沉淀并分离,要求每次只加一种溶液,过滤出一种沉淀,所加溶液顺序正确的是(　　)

A.Na2CO3　NaCl　NaOH 

B.NaOH　NaCl　Na2CO3

C.NaCl　NaOH　Na2CO3 

D.NaCl　Na2CO3　NaOH

6.(2020河南新乡辉县一中高一上月考,)为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:①实验测定溶液显强碱性;②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体;③在②中再滴加Ba(NO3)2溶液,无白色沉淀,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。以下推测正确的是(　　)

A.一定有S

B.一定有C

C.一定有Cl-

D.不能确定HC是否存在

7.(2020安徽黄山屯溪一中高一上期中,)某Na2CO3样品中含有K2CO3、NaNO3和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或两种。现将11 g样品加入足量水中,样品全部溶解。再加入过量的CaCl2溶液,得到10 g沉淀。对样品所含杂质的判断正确的是(　　)

A.肯定有NaNO3

B.肯定有NaNO3,可能还含有K2CO3

C.肯定没有Ba(NO3)2,可能有NaNO3

D.肯定没有K2CO3和Ba(NO3)2

8.(2019湖北沙市中学高一上期中,)某河道两旁有甲、乙两工厂。两工厂排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、N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种离子为　　　　　　　。 

(2)乙厂的废水中含有另外3种离子。加一定量的　　　　(填“活性炭”或“铁粉”),可以回收其中的金属　　　　(填写金属元素符号)。 

(3)若将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的某些离子转化为沉淀,经过滤后的废水可用来浇灌农田。

①某些离子转化为沉淀的离子方程式为                           　。 

②经过滤后的废水中主要含有的溶质为　　　　。 

9.(2020安徽合肥一六八中学高一上期中,)雾霾严重影响人们的生活与健康,某地区的雾霾中可能含有Na+、Ba2+、Mg2+、Fe3+、S、Cl-、C、HC,某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后配成试样溶液,设计并完成了如下的实验:

①取试样溶液100 mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33 g,滴入足量盐酸沉淀质量不变,得224 mL无色气体(标准状况)。

②另取试样溶液100 mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.74 g。再滴入足量稀盐酸沉淀全部溶解。

(1)该雾霾中肯定不含的离子为　                           。 

(2)c(S)=　　　　mol·L-1。 

(3)该雾霾中Cl-是否存在?　　　　(填“存在”或“不存在”);若存在,浓度范围是　                                          　　　　　(若不存在,则不必回答第2问)。 

(4)请设计实验验证该溶液中是否含有Cl-:　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)操作②加盐酸沉淀溶解的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

1.D　Mg2+与OH-发生反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;Ba2+与S生成难溶物硫酸钡,在溶液中不能大量共存,故B错误;HC、OH-在溶液中不能大量共存,故C错误;K+、Cu2+、N之间不反应,在溶液中能够大量共存,故D正确。

2.D　Ba2+与S、C发生反应,S、C在含大量Ba2+的溶液中不能大量存在,故A错误;H+、Mg2+与C发生反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;OH-与Cu2+反应生成氢氧化铜沉淀,Cu2+在含大量OH-的溶液中不能大量存在,故C错误;H+、K+、S、N之间不反应,它们也不与Na+反应,在溶液中能够大量共存,故D正确。

3.A　甲废液经化验呈碱性,则溶液中含有OH-,主要有毒离子为Ba2+,将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低,则甲、乙两废液发生反应使重金属离子生成沉淀,则乙废液中应含有S,乙废液中的重金属离子与甲废液中的OH-反应生成沉淀,根据选项中离子的性质可知,只有A符合,故选A。

4.B　Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,不能大量共存,A错误;Mg2+、N、N、Cl-、H+之间不反应,能大量共存,B正确;H+与C反应生成CO2和H2O,不能大量共存,C错误;含Fe2+的溶液呈浅绿色,D错误。

5.C　由于碳酸钠溶液中的碳酸根离子与溶液中的Mg2+、Ag+、Ba2+均能形成沉淀,不符合每次得到一种沉淀的要求,故A错误;由于氢氧化钠溶液中的氢氧根离子与溶液中的Mg2+、Ag+均能形成沉淀,不符合每次得到一种沉淀的要求,故B错误;氯化钠溶液中的氯离子只能与溶液中的Ag+形成氯化银沉淀,然后加入氢氧化钠溶液,OH-只与溶液中Mg2+形成氢氧化镁沉淀,最后加入碳酸钠溶液沉淀溶液中的Ba2+,满足每次只得一种沉淀的要求,故C正确,D错误。

6.B　取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明溶液中含有C或HC,实验测定溶液显强碱性,HC在强碱性条件下不能大量存在,所以原溶液中含有C;在题述②中再滴加Ba(NO3)2溶液,无白色沉淀,说明溶液中不含S;再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,由于滴加了稀盐酸,所以不能确定原溶液中是否含有Cl-,故选B。

7.C　样品加入足量水中全部溶解,说明不可能含有Ba(NO3)2,假设11 g样品全部为K2CO3,完全反应生成碳酸钙的质量为x,则:

K2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2KCl

138 100

11 g x

138∶100=11 g∶x

解得x≈7.97 g,小于实际沉淀10 g。

假设11 g纯碳酸钠产生碳酸钙的质量为y,则:

Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl

106 100

11 g y

106∶100=11 g∶y

解得:y≈10.38 g,大于实际沉淀10 g。

所以杂质可能是K2CO3或NaNO3或K2CO3、NaNO3的混合物;故选C。

8.答案　(1)K+、Cl-、OH-　(2)铁粉　Ag　(3)①Ag++Cl- AgCl↓、Fe3++3OH- Fe(OH)3↓　②KNO3(或硝酸钾)

解析　(1)甲厂的废水呈碱性,则溶液中含有大量的OH-,OH-与Ag+、Fe3+不能大量共存,根据溶液呈电中性可知甲厂废水中应含有K+,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+,则与Ag+反应的Cl-应存在于甲厂废水中,根据溶液呈电中性可知乙厂废水中还有N,由此可知:甲厂废水中含有K+、Cl-、OH-,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、N。(2)乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、N,活性炭只能吸附,不能置换出金属,所以要置换出金属单质,应该加入铁粉,将银离子转换成金属银。(3)①根据两厂废水中含有的离子可知,混合后反应的离子方程式为Ag++Cl- AgCl↓、Fe3++3OH- Fe(OH)3↓;②经过滤后的废水中主要含有的溶质为硝酸钾。

9.答案　(1)Ba2+、Fe3+、C　(2)0.1　(3)存在　≥0.3 mol·L-1　(4)取少量试样溶液于试管中,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液　(5)Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O

解析　①取试样溶液100 mL,向其中加入足量BaCl2溶液,得到白色沉淀2.33 g,滴入足量盐酸沉淀质量不变,说明沉淀为硫酸钡,所以n(S)==0.01 mol,且溶液中不含Ba2+、C,得224 mL无色气体(标准状况),说明有二氧化碳生成,溶液中含有HC,且n(HC)==0.01 mol。②另取试样溶液100 mL,向其中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀1.74 g,说明溶液中不含Fe3+;再滴入足量稀盐酸沉淀全部溶解,说明白色沉淀为氢氧化镁,故原溶液中含有Mg2+,且n(Mg2+)==0.03 mol;由于2n(Mg2+)>2n(S)+n(HC),所以溶液中一定存在Cl-,可能存在Na+。(1)该雾霾中肯定不含的离子为Ba2+、Fe3+、C。

(2)c(S)==0.1 mol·L-1。

(3)由电荷守恒可知2n(Mg2+)>2n(S)+n(HC),则溶液中一定存在Cl-,如不含Na+,n(Cl-)=2×0.03 mol-2×0.01 mol-0.01 mol=0.03 mol,如含有钠离子,则n(Cl-)>0.03 mol,所以c(Cl-)≥0.3 mol·L-1。

(4)检验氯离子,应加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若生成白色沉淀,可说明含有Cl-。

(5)白色沉淀为氢氧化镁,加入盐酸沉淀溶解的离子方程式为Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O。