2025版高考化学一轮总复习第1章化学物质及其变化第3讲离子反应的综合应用提能训练

这是一份2025版高考化学一轮总复习第1章化学物质及其变化第3讲离子反应的综合应用提能训练，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2024·重庆二调)某溶液中含有下表中的五种离子，且阳离子和阴离子浓度均为1 ml/L。下列有关该溶液的离子组合不正确的是( A )
A．Fe3＋、H＋、Cl－、I－、SOeq \\al(2－,4)
B．Na＋、Mg2＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)、I－
C．Na＋、NHeq \\al(＋,4)、K＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)
D．Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、SOeq \\al(2－,4)、I－
[解析] 阳离子和阴离子浓度均为1 ml/L，形成的溶液呈电中性，则阳离子所带正电荷数之和与阴离子所带负电荷数之和相等，四个选项均满足电荷守恒，但A中Fe3＋与I－会发生氧化还原反应，不能共存，故选A。
2．(2024·重庆三调)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( A )
A．澄清透明的溶液中：Cu2＋、Cl－、Al3＋、NOeq \\al(－,3)
B．能使酚酞变红的溶液中：Na＋、Mg2＋、HCOeq \\al(－,3)、Br－
C．麦芽糖溶液中：MnOeq \\al(－,4)、K＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)
D．含NHeq \\al(＋,4)的溶液中：SOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3)、SiOeq \\al(2－,3)、Na＋
[解析] A项，澄清透明的溶液中，Cu2＋、Cl－、Al3＋、NOeq \\al(－,3)互不反应可以共存；B项，能使酚酞变红的溶液呈碱性，Mg2＋与HCOeq \\al(－,3)均可与OH－反应，不能大量共存；C项，麦芽糖具有还原性，酸性条件下MnOeq \\al(－,4)具有强氧化性，能发生氧化还原反应，不能共存；D项，NHeq \\al(＋,4)与SiOeq \\al(2－,3)能发生相互促进的水解反应，不能共存；故选A。
[易错警示] 澄清透明不代表溶液没有颜色。
3．(2023·河南新乡二模)下列离子可以在指定条件下大量共存的是( D )
A．电解饱和食盐水后的溶液：Ba2＋、F－、HCOeq \\al(－,3)、Ca2＋
B．常温下，eq \f(cH＋,cOH－)＝1012的溶液：I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3)
C．1 ml·L－1的盐酸：Pb2＋、SOeq \\al(2－,3)、Ag＋、SiOeq \\al(2－,3)
D．使酚酞变红的溶液：Na＋、K＋、CH3COO－、SOeq \\al(2－,4)
[解析] A项，电解饱和食盐水生成Cl2、H2和NaOH，溶液呈碱性，HCOeq \\al(－,3)与OH－反应生成COeq \\al(2－,3)，Ba2＋和Ca2＋与COeq \\al(2－,3)均不能大量共存；B项，常温下，eq \f(cH＋,cOH－)＝1012的溶液呈酸性，酸性条件下，NOeq \\al(－,3)可氧化Fe2＋和I－，不能大量共存；C项，盐酸中含Cl－和H＋，SOeq \\al(2－,3)、Ag＋、SiOeq \\al(2－,3)不能大量存在；D项，使酚酞变红的溶液呈碱性，Na＋、K＋、CH3COO－、SOeq \\al(2－,4)能大量共存；故选D。
4．(2024·常州模拟)硫铁矿焙烧后的烧渣含有Fe2O3、FeO、Al2O3及SiO2等杂质，用过量硫酸浸取，过滤，将滤液分别与下列指定物质反应，所得溶液中主要存在的一组离子正确的是( C )
A．通入过量NH3：NHeq \\al(＋,4)、AlOeq \\al(－,2)、SOeq \\al(2－,4)、OH－
B．通入过量SO2：Fe3＋、H＋、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)
C．加入过量KOH溶液：K＋、AlOeq \\al(－,2)、SOeq \\al(2－,4)、OH－
D．通入过量的NO2：Fe2＋、H＋、Al3＋、Cl－
[解析] 烧渣含有Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3，用过量硫酸浸取，SiO2不与硫酸反应从而过滤除去，滤液中存在Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)。NHeq \\al(＋,4)和AlOeq \\al(－,2)发生相互促进水解的反应，不能在溶液中大量存在，且NHeq \\al(＋,4)与OH－不能大量共存，故A错误；通入过量SO2后，Fe3＋被SO2，还原成Fe2＋，同时生成硫酸，溶液中主要存在Fe2＋、H＋、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)，故B错误；加入过量KOH溶液后，Fe2＋、Fe3＋全部沉淀，Al3＋转化为AlOeq \\al(－,2)，溶液中存在K＋、AlOeq \\al(－,2)、SOeq \\al(2－,4)、OH－，故C正确；通入过量的NO2，和水反应生成HNO3，HNO3将Fe2＋氧化成Fe3＋，故D错误。
5．(2024·嘉兴模拟)检验下列溶液是否变质，所选试剂或试纸肯定合理的是( B )
[解析] Na2SO3易被空气中的O2氧化为Na2SO4，检验SOeq \\al(2－,4)需先加足量盐酸，再加BaCl2溶液，试剂选择不全，A不符合题意；Fe2＋在溶液中易被氧化为Fe3＋，Fe3＋会与SCN－形成配合物，溶液变为红色，试剂选择正确，B符合题意；I－易被空气中的O2氧化为I2，检验I2需用淀粉试液，试剂选择错误，C不符合题意；NaOH溶液易吸收空气中的CO2形成Na2CO3，所以选择澄清石灰水可检验溶液中是否有COeq \\al(2－,3)，试剂选择错误，D不符合题意。
6．(2023·宜昌模拟)某溶液可能含有等物质的量的Ba2＋、Na＋、NHeq \\al(＋,4)、H＋、Cl－、I－、SOeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)中的几种，向该溶液中滴加少量新制氯水，所得溶液为无色。下列判断不正确的是( A )
A．肯定不含NHeq \\al(＋,4) B.肯定不含H＋
C．肯定含有SOeq \\al(2－,3) D.肯定不含Cl－
[解析] SOeq \\al(2－,3)的还原性强于I－，优先与少量新制氯水反应，由向溶液中滴加少量新制氯水，所得溶液为无色可知，溶液中一定含有SOeq \\al(2－,3)，一定不含H＋和Ba2＋，可能含I－；溶液中各离子物质的量相等，由电荷守恒可知，溶液中一定含有Na＋和NHeq \\al(＋,4)，一定不含有Cl－、SOeq \\al(2－,4)、I－，则溶液中一定含有SOeq \\al(2－,3)、Na＋和NHeq \\al(＋,4)，一定不含有H＋、Ba2＋、Cl－、I－和SOeq \\al(2－,4)，故选A。
7．某固体X可能含有NHeq \\al(＋,4)、Fe3＋、Na＋、Cl－、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)中的几种离子，将固体X均分为两份，进行如下实验：
(1)一份固体溶于水得透明溶液，加入足量BaCl2溶液，得白色沉淀6.63 g，在沉淀中加入过量稀盐酸，仍有4.66 g白色沉淀。
(2)另一份固体与过量NaOH固体混合后充分加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672 L(标准状况)。
下列说法正确的是( A )
A．该固体中一定含有NHeq \\al(＋,4)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Na＋
B．固体X中Na＋物质的量至少为0.03 ml
C．该固体中一定没有Fe3＋和Cl－
D．该固体中只含有NHeq \\al(＋,4)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)
[解析] 根据实验(1)，白色沉淀中加入过量盐酸部分溶解可知，X中一定含有COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)，n(SOeq \\al(2－,4))＝n(BaSO4)＝eq \f(4.66 g,233 g·ml－1)＝0.02 ml，n(COeq \\al(2－,3))＝n(BaCO3)＝eq \f(6.63 g－4.66 g,197 g·ml－1)＝0.01 ml，COeq \\al(2－,3)与Fe3＋发生相互促进水解的反应不能大量共存，故一定没有Fe3＋；根据实验(2)可知，X中一定含有NHeq \\al(＋,4)，n(NHeq \\al(＋,4))＝n(NH3)＝eq \f(0.672 L,22.4 L·ml－1)＝0.03 ml；根据电荷守恒，X中一定还有Na＋，不确定Cl－是否存在，故其中一份固体中n(Na＋)≥0.02 ml×2＋0.01 ml×2－0.03 ml＝0.03 ml，固体X中Na＋的物质的量至少为0.06 ml。
8．对某溶液中部分离子的定性检测流程如图所示。相关分析正确的是( B )
A．原溶液中可能含有Cl－、SOeq \\al(2－,4)、S2－等阴离子
B．步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液
C．可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体
D．步骤②的反应为Al3＋＋3HCOeq \\al(－,3)===Al(OH)3↓＋3CO2↑
[解析] 因溶液中存在Fe3＋，故一定不存在S2－，A错误；溶液中加入某物质后产生红褐色沉淀同时产生气体，所以加入的物质是碱，铵根离子和碱反应得到氨气，Fe3＋和碱反应生成Fe(OH)3沉淀，溶液X是偏铝酸盐的溶液，偏铝酸根和碳酸氢根之间反应可以得到氢氧化铝沉淀，步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液或其他强碱溶液，B正确；可以用湿润的红色石蕊试纸检验生成的无色气体，试纸会变蓝，C错误；步骤②反应的离子方程式为H2O＋AlOeq \\al(－,2)＋HCOeq \\al(－,3)===Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)，D错误。
9．现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：
已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。
该同学得出的结论正确的是( C )
A．根据现象1可推出该试液中含有Na＋
B．根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根
C．根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋
D．根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2＋
[解析] 由于试液中另外加了NaOH和Na2CO3，所以不能确定原试液中是否含有Na＋，故A错误；试液中有没有葡萄糖酸根离子，都无银镜产生，因为葡萄糖酸根离子中不含醛基，故B错误；滤液中加氨水无沉淀产生，说明无镁离子，加入碳酸钠溶液，有白色沉淀，说明有Ca2＋，故C正确；试液中可能含Fe2＋，也可能只含Fe3＋而不含Fe2＋，故D错误。
10．(2024·湖北重点中学联考改编)某澄清溶液中可能含有Cl－、I－、NOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Fe3＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、K＋、Mg2＋中的两种或多种，为了检验其中的离子组成，做如下实验，根据实验操作和现象得出的结论不完整且不正确的是( D )
[解析] 白色沉淀中加入稀盐酸，无现象，表明沉淀不溶解也没有气体产生，则说明原澄清溶液中含有SOeq \\al(2－,4)，不含有COeq \\al(2－,3)，A正确；下层液体呈紫红色，则表明有I2生成，但Fe3＋与I－不共存，则原澄清溶液中含有I－和NOeq \\al(－,3)，不含有Fe3＋，B正确；加入浓NaOH溶液，加热，产生的刺激性气味气体为NH3，继续滴加浓NaOH溶液至过量，沉淀逐渐增多，后又有部分溶解，表明溶解部分为Al(OH)3，不溶解部分为Mg(OH)2，则含有NHeq \\al(＋,4)、Al3＋和Mg2＋，C正确；溶液中加入的Na＋，产生的黄色火焰对K＋的紫色火焰有覆盖作用，没有透过蓝色钴玻璃观察，不能确定是否有K＋，D错误。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(2024·山东日照联考)某工厂排放的污水中可能含有以下离子中的若干种：K＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、Mg2＋、Fe3＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)，现取三份各100 mL溶液进行如下实验：
①向第一份中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；
②向第二份中加入足量NaOH溶液后加热，收集到0.896 L(标准状况)气体；
③向第三份中加入足量BaCl2溶液，得到6.27 g沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤后，剩余2.33 g。
试回答下列问题：
(1)肯定存在的离子有 NHeq \\al(＋,4)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、K＋ ，肯定不存在的离子有 Mg2＋、Fe3＋ 。
(2)可能存在的离子是 Cl－ ，为确定该离子是否存在，可取少许原溶液，然后 加入足量的稀硝酸和硝酸钡溶液，过滤，向滤液中滴入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明有Cl－存在，否则不存在 (填实验操作)。
(3)试分别确定肯定存在的离子在原溶液中各自的物质的量浓度： c(SOeq \\al(2－,4))＝0.1 ml·L－1，c(COeq \\al(2－,3))＝0.2 ml·L－1，c(NHeq \\al(＋,4))＝0.4 ml·L－1，c(K＋)≥0.2 ml·L－1 。
[解析] 由①知溶液中可能含Cl－、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)，由②知溶液中一定含NHeq \\al(＋,4)，且n(NHeq \\al(＋,4))＝0.04 ml，由③知溶液中一定含COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)，则一定不含Mg2＋、Fe3＋，且n(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(2.33 g,233 g·ml－1)＝0.01 ml，n(COeq \\al(2－,3))＝eq \f(6.27－2.33g,197 g·ml－1)＝0.02 ml。由于n(SOeq \\al(2－,4))×2＋n(COeq \\al(2－,3))×2＝0.01 ml×2＋0.02 ml×2＝0.06 ml>n(NHeq \\al(＋,4))×1＝0.04 ml，故必存在K＋。又因溶液中可能存在Cl－，则n(K＋)≥0.02 ml。所以c(SOeq \\al(2－,4))＝0.1 ml·L－1，c(COeq \\al(2－,3))＝0.2 ml·L－1，c(NHeq \\al(＋,4))＝0.4 ml·L－1，若原溶液中不存在Cl－，则c(K＋)＝0.2 ml·L－1，若存在Cl－，则c(K＋)>0.2 ml·L－1，故c(K＋)≥0.2 ml·L－1。
12．现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。
(1)写出实验流程中下列物质的化学式。
X： AgNO3 ，沉淀A： BaSO4 。
(2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是 过滤 (填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是 引流 。
(3)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是 使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀 。
(4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有 Na2CO3 ，为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的 HNO3 (填化学式)。
[解析] (1)X溶液是为了除去氯离子，所以X为硝酸银，沉淀A为钡离子结合硫酸根离子产生的硫酸钡。
(2)实验流程中①②③步均要进行沉淀和溶液的分离，固液分离应采用过滤操作，过滤时要用玻璃棒引流。
(3)溶液2中含有银离子和钡离子，加入过量碳酸钠的目的是将银离子和钡离子转变成沉淀除去。
(4)溶液3中含有硝酸钠和过量的碳酸钠，应除去碳酸钠后进行结晶操作，为不引入杂质离子应用适量的硝酸除去碳酸钠。
13．在Na＋浓度为0.5 ml·L－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积均在标准状况下测定)。
请回答下列问题。
(1)实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是 Ag＋、Mg2＋、Ba2＋ 。
(2)实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为 SiOeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2SiO3↓ 。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写下表中阴离子的浓度(能计算出结果的，填写计算结果；一定不存在的离子填“0”；不能确定是否存在的离子填“？”)。
(4)判断K＋是否存在，若存在，求其最小浓度，若不存在说明理由： 存在，最小浓度为0.8 ml·L－1 。
[解析] 由题意知溶液为澄清溶液，因此溶液中的离子必能大量共存。由实验Ⅰ可知，加入稀盐酸产生气体，必有COeq \\al(2－,3)，其浓度为0.56 L÷22.4 L·ml－1÷0.1 L＝0.25 ml·L－1，则溶液中一定无Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；且能生成白色沉淀，因此有SiOeq \\al(2－,3)，发生的离子反应为SiOeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2SiO3↓，灼烧后得到固体SiO2，则SiOeq \\al(2－,3)的浓度为2.4 g÷60 g·ml－1÷0.1 L＝0.4 ml·L－1；由实验Ⅲ可知溶液中不含SOeq \\al(2－,4)；根据电荷守恒知2c(COeq \\al(2－,3))＋2c(SiOeq \\al(2－,3))＝2×0.25 ml·L－1＋2×0.4 ml·L－1＝1.3 ml·L－1>0.5 ml·L－1，因此必有K＋，至少为0.8 ml·L－1，不能确定有无NOeq \\al(－,3)。
14．(2024·江西稳派名校调研)Q溶液中含有如表所示离子中的某5种且浓度均为0.5 ml·L－1(不考虑水的电离与离子水解)。向Q溶液中加入足量稀氢溴酸，有气体R产生。经分析，反应前后阴离子种类不变。
请回答下列问题：
(1)写出一种检验气体R的方法： 气体R遇空气变为红棕色 ，写出产生气体R的离子方程式： 3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 。
(2)由“加入氢溴酸……”“反应前后阴离子种类不变”推知：Q一定不含 五 (填中文数字)种阴离子。
(3)综合推断，Q一定含有的离子为 Fe2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)、NOeq \\al(－,3)、Br－ (填离子符号)。
(4)一定量Q与氯气缓慢反应，实验结果如下：
①“血红色溶液”变为蓝色溶液，发生反应的离子方程式为 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 。
②V的范围为 560[解析] (1)向Q溶液中加入足量氢溴酸后，产生气体且反应前后阴离子种类不变，说明Q溶液中一定含有Br－，一定不含OH－、HSOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、S2－、S2Oeq \\al(2－,3)，则产生的气体R为Fe2＋还原NOeq \\al(－,3)产生的NO，该反应中NOeq \\al(－,3)表现酸性和氧化性，由离子浓度均为0.5 ml·L－1可知NOeq \\al(－,3)有剩余，检验NO的方法为气体R遇空气变为红棕色，反应生成气体R的离子方程式为3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(2)Q中一定不含OH－、HSOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、S2－、S2Oeq \\al(2－,3)五种阴离子。
(3)Q溶液一定含有Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、Br－，依据溶液中共含5种浓度相等的离子及溶液呈电中性和离子共存综合判断，溶液中一定还含SOeq \\al(2－,4)、Mg2＋。
(4)①Q溶液中通入Cl2后，加入KSCN产生血红色，证明氧化生成了Fe3＋，则加入铜粉时反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；②还原性：Fe2＋>Br－，根据加入CCl4溶液后下层呈棕红色，上层加入AgNO3溶液后产生AgBr浅黄色沉淀判断：溶液中的Br－部分被氧化，已知溶液中n(Fe2＋)＝n(Br－)＝0.05 ml，完全氧化0.05 ml Fe2＋时消耗0.025 ml Cl2(标准状况下体积为0.56 L)，完全氧化0.05 ml Fe2＋和0.05 ml Br－时消耗0.05 ml Cl2(标准状况下体积为1.12 L)，则Cl2的体积范围为560 mLFe3＋、K＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、Na＋、Mg2＋、H＋
阴离子
Cl－、SOeq \\al(2－,4)、I－、COeq \\al(2－,3)、NOeq \\al(－,3)、OH－
选项
A
B
C
D
溶液
Na2SO3
溶液
FeSO4
溶液
KI溶液
NaOH
溶液
所选试
剂或试纸
BaCl2
溶液
KSCN
溶液
AgNO3
溶液
pH
试纸
选项
实验操作和现象
结论
A
取少量该溶液，向其中加入少量BaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤，在滤渣中加入稀盐酸无现象
含有SOeq \\al(2－,4)，不含COeq \\al(2－,3)
B
向A项实验的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4，振荡后发现下层液体呈紫红色
含有I－和NOeq \\al(－,3)，不含Fe3＋
C
另取少量溶液，向其中加入少量浓NaOH溶液，混合加热，有刺激性气味气体和沉淀产生，继续滴加浓NaOH溶液至过量，沉淀逐渐增多，后又有部分溶解
含有NHeq \\al(＋,4)、Al3＋和Mg2＋
D
用洁净的铂丝蘸取C项实验后的上层清液，在酒精灯火焰上灼烧，未观察到紫色火焰
不含K＋
阳离子
K＋ Ag＋ Mg2＋ Ba2＋
阴离子
NOeq \\al(－,3) COeq \\al(2－,3) SiOeq \\al(2－,3) SOeq \\al(2－,4)
序号
实验内容
实验结果
Ⅰ
向该溶液中加入足量稀盐酸
产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ
将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量
固体质量为2.4 g
Ⅲ
向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液
无明显现象
阴离子
NOeq \\al(－,3)
COeq \\al(2－,3)
SiOeq \\al(2－,3)
SOeq \\al(2－,4)
c/(ml·L－1)
？
0.25
0.4
0
阳离子
阴离子
K＋、Fe3＋、NHeq \\al(＋,4)、Ba2＋、Fe2＋、Mg2＋、Al3＋、Ag＋
HSOeq \\al(－,3)、OH－、NOeq \\al(－,3)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Br－、S2－、S2Oeq \\al(2－,3)