课时跟踪检测(六)　离子反应的综合应用(应用课)

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1．(2021·朝阳区模拟)在pH＝1的溶液中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是( )
A．K＋、Br－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、 NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
B．I－、Cl－、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、ClO－
C．Al3＋、Na＋、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
D．Cu2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Fe3＋、Cl－
解析：选B 在pH＝1的溶液中，有大量的氢离子，能与HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 结合生成碳酸而不能大量共存，不是因发生氧化还原反应，A错误；在pH＝1的溶液中，有大量的氢离子，能与ClO－、I－因发生氧化还原反应而不能大量共存，B正确；在pH＝1的溶液中，Al3＋、Na＋、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 均能大量共存，C错误；在pH＝1的溶液中，Cu2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Fe3＋、Cl－均能大量共存，D错误。
2．(2021·连云港模拟)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 ml·L－1的氨水：Cu2＋、Na＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
B．0.1 ml·L－1的CaCl2溶液：Na＋、K＋、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
C．0.1 ml·L－1的Na2SO3溶液：K＋、H＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
D．0.1 ml·L－1的NaHCO3溶液：K＋、Na＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、OH－
解析：选B 氨水显碱性，OH－与Cu2＋之间能发生反应生成氢氧化铜沉淀，在溶液中不能大量共存，故A项错误；Na＋、K＋、Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 之间不反应，且都不与CaCl2溶液反应，在溶液中能够大量共存，故B项正确；硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能够氧化亚硫酸根离子，故C项错误；NaHCO3溶液中的HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与OH－会反应生成CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 与H2O而不能大量共存，故D项错误。
3．(2021·郑州模拟)某溶液含有K＋、Fe3＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、I－中的几种。取样，滴加KSCN溶液后显红色。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )
A．K＋ B．I－
C．SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) D．CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
解析：选A 取样，滴加KSCN溶液后显血红色，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋与CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 会发生双水解反应而不共存、I－与Fe3＋会发生氧化还原反应而不共存，则阴离子只有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，电解质溶液呈电中性，故溶液中一定有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，为确定该溶液的组成，还需检验的离子只有K＋。
4．(2021·桂林模拟)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
解析：选B ①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则不含CaCO3；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色，可确定含有钾元素，即含有KCl；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则应含有MgSO4，综合以上分析，混合物由KCl和MgSO4两种物质组成，故选B。
5．根据下列实验内容得出的结论正确的是( )
解析：选D 显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝色，如Na2CO3溶液，A项错误；若废液呈酸性，即使含Cu2＋，加入少量的葡萄糖溶液也无砖红色沉淀产生，B项错误；若该溶液中含有HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误。
6．有一无色溶液，可能含有Fe3＋、K＋、Al3＋、Mg2＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Cl－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 中的几种。为确定其成分，做如下实验：①取部分溶液，加入适量的Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。下列推断正确的是( )
A.肯定有Al3＋、Mg2＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Cl－
B．肯定有Al3＋、Mg2＋、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))
C．肯定有K＋、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4))
D．肯定有Al3＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
解析：选D 无色溶液中一定不含Fe3＋和MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，①取部分溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，因为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，所以无色无味的气体是O2，一定不是NH3，则一定没有NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解，沉淀的成分应该是氢氧化铝和氢氧化镁，则溶液中一定含有Al3＋、Mg2＋，一定不含HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (和Al3＋不共存)；②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，则一定含有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。综上分析，溶液中一定含有Al3＋、Mg2＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，一定不含Fe3＋、MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，不确定是否含有K＋和Cl－。
7．(2021·泰州模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．加入苯酚显紫色的溶液：Cu2＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Cl－、SCN－
B．无色透明的溶液：Na＋、Fe2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
C． eq \f(KW,c（H＋）) ＝10－2 ml·L－1的溶液：K＋、Na＋、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、CH3COO－
D．能使酚酞变红的溶液：Mg2＋、Ba2＋、ClO－、I－
解析：选C 加入苯酚显紫色的溶液说明含有Fe3＋，SCN－能与铁离子反应生成Fe(SCN)3，不能大量存在，A不符合题意；含Fe2＋的溶液呈浅绿色，无色透明的溶液中不能存在，B不符合题意；根据公式可知，c(OH－)＝10－2 ml·L－1，溶液呈碱性，离子相互间不反应，均能大量存在，C符合题意；能使酚酞变红的溶液显碱性，Mg2＋能与氢氧根离子生成Mg(OH)2沉淀，不能大量存在，D不符合题意。
8．(2021·绵阳模拟)某固体混合物中可能含有：K＋、Na＋、Cl－、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验：
下列说法正确的是( )
A．该混合物一定是K2CO3和NaCl
B．该混合物可能是Na2CO3和KCl
C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3
D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl
解析：选B 焰色反应显黄色，说明一定存在钠离子，可能有钾离子。加入过量的硝酸钡溶液产生白色沉淀，白色沉淀完全溶解在盐酸中，说明一定存在碳酸根离子，不存在硫酸根离子。滤液中加入硝酸酸化的硝酸银得到白色沉淀，说明含有氯离子，即一定存在Na＋、Cl－、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，一定不存在SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，可能含有K＋。
9．(2021·黄山模拟)下列各组粒子在溶液中可以大量共存，且加入或通入试剂X后，发生反应的离子方程式正确的是( )
解析：选D 由于酸性：HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) >H2SiO3，所以在溶液中会发生反应：2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===H2SiO3↓＋2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，二者不能大量共存，A错误；因FeS可与强酸反应，所以不能发生Fe2＋与过量H2S的反应，B错误；HClO、Fe3＋都具有强的氧化性，可将SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，不能大量共存，C错误；四种离子互不反应，在溶液中可以大量共存，I－具有还原性，在酸性条件下，H＋、I－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 发生氧化还原反应，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得方程式为6I－＋2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋8H＋===2NO↑＋4H2O＋3I2，D正确。
10．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Cl－、I－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，实验如下：
由此判断：(1)溶液中一定存在的离子是____________；溶液中肯定不存在的离子是______________。
(2)写出实验步骤(2)中所发生反应的离子方程式：___________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称：____________
________________________________________________________________________。
解析：本题要求为无色透明溶液，则Fe2＋不能大量存在。步骤(1)pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 不能大量存在；步骤(2)说明有NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，在酸性条件下NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 有强氧化性，因此还原性的离子I－不能大量存在；步骤(3)说明有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，Ba2＋不能大量存在；步骤(4)不能说明有Cl－，因为步骤(3)中引入了Cl－；步骤(5)说明有Mg2＋和Al3＋。
答案：(1)NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Mg2＋、Al3＋ Fe2＋、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、I－、Ba2＋
(2)3Cu＋8H＋＋2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) 3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)K＋的检验可以用焰色反应；Cl－的检验：向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，产生白色沉淀且不溶解，可证明有Cl－存在
11．某种溶液仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离与离子水解)，且各种离子的物质的量均为1 ml。
若向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成。经分析反应后溶液中阴离子的种类没有变化。
(1)溶液中____________(填“一定”“一定不”或“可能”)含有HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 或CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，理由为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)原溶液中所含的阴离子为______________，阳离子为______________。
(3)向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成，反应的离子方程式为______________。
(4)向原溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重，得到的固体质量为________g。
解析：向原溶液中加入足量的盐酸，反应后溶液的阴离子的种类没有变化，则原溶液中不存在OH－、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，一定存在Cl－，又因为产生无色气体，只能是Fe2＋与NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、H＋反应生成的NO，可确定原溶液中含有Fe2＋、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、Cl－各1 ml，因溶液中有5种离子，溶液中一定还含有1 ml SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，而阳离子只能是Mg2＋，且物质的量为1 ml。(3)生成无色气体的离子方程式为3Fe2＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(4)向原溶液中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥灼烧生成0.5 ml Fe2O3和1 ml MgO，故固体质量为120 g。
答案：(1)一定不 HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 和CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 均可与盐酸反应生成二氧化碳，造成阴离子种类变化
(2)Cl－、NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) Fe2＋、Mg2＋
(3)3Fe2＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(4)120
12．(2021·石家庄模拟)Ⅰ.300 mL某溶液中可能含有Na＋、NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Mg2＋、Ba2＋、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Cl－中的若干种，现将此溶液分成三等份，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向第二份中加足量KOH溶液并加热，收集到气体0.04 ml；
③向第三份中加足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27 g，加入足量盐酸充分反应后，剩余沉淀2.33 g。根据上述实验，回答下列问题：
(1)实验③中生成沉淀的离子方程式为________________________________________
____________________，沉淀溶解的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(2)溶液中一定不存在的离子有________。
(3)实验①中加入AgNO3溶液，有沉淀产生，能否说明原溶液中含有Cl－？________(填“能”或“否”)理由是
________________________________________________________________________。
(4)推断钠离子是否存在并说明理由____________________________________________
________________________________________________________________________。
若存在，计算其物质的量的浓度________(若不存在，此问不作答)。
Ⅱ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Fe3＋和Cu2＋。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。实验室模拟该工业流程如图：
(1)检验废水中的Fe2＋，实验室中用酸性KMnO4溶液检验，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)加入过量物质1后，发生反应的离子方程式为_____________________________
________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.①向第一份中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Cl－至少有一种，则可能无Ba2＋；②向第二份中加足量KOH溶液并加热，收集到气体0.04 ml，说明有0.04 ml NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；③向第三份中加足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27 g，加入足量盐酸充分反应后，剩余沉淀2.33 g，则含SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的物质的量为 eq \f(2.33 g,233 g·ml－1) ＝0.01 ml，含CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的物质的量为 eq \f(6.27 g－2.33 g,197 g·ml－1) ＝0.02 ml，可进一步判断无Mg2＋、Ba2＋。再根据电中性原则，可进一步判断Na＋、Cl－存在的可能性。(1)根据分析可知，实验③加入的Ba2＋分别与CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 反应生成沉淀，离子方程式为Ba2＋＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===BaCO3↓、Ba2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ===BaSO4↓，加入足量盐酸，BaCO3溶解，离子方程式为BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O。(2)根据分析可知，溶液中含有CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，所以Mg2＋、Ba2＋一定不存在。(3)CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 、Cl－都能和AgNO3溶液反应生成白色沉淀，所以实验①中加入AgNO3溶液生成白色沉淀，不能说明原溶液中含有Cl－。(4)每一份中：已知的阳离子NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 所带正电荷为0.04 ml，已知的阴离子CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 所带负电荷为0.01 ml×2＋0.02 ml×2＝0.06 ml，大于已知的正电荷的物质的量，根据电中性原则，一定有Na＋，而Cl－不能确定，所以c(Na＋)≥ eq \f(0.06 ml－0.04 ml,300×\f(1,3)×10－3 L) ＝0.2 ml·L－1。Ⅱ.(1)亚铁离子能与高锰酸钾发生氧化还原反应，反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。(2)含有铁离子、铜离子，加入过量铁后，发生反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。
答案：Ⅰ.(1)Ba2＋＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===BaCO3↓、Ba2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ===BaSO4↓ BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O (2)Mg2＋、Ba2＋ (3)否 碳酸银、硫酸银、氯化银均为白色沉淀，无法确定是否含有Cl－(合理即可)
(4)存在，经过计算可知，只有存在钠离子，溶液才能保持电中性 c(Na＋)≥0.2 ml·L－1
Ⅱ.(1)5Fe2＋＋MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋
选项
实验内容
结论
A
某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝色
该物质中一定含有OH－，而且一定是碱
B
向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无砖红色沉淀产生
废液中不含Cu2＋
C
向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体
该溶液中一定含有CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
D
向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解
该溶液中可能含有Al3＋
选项
微粒组
加入试剂
发生反应的离子方程式
A
K＋、Na＋、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 、SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
少量HCl
2H＋＋SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===H2SiO3↓
B
NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Fe2＋、Br－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
过量H2S
Fe2＋＋H2S===FeS↓＋2H＋
C
HClO、Na＋、Fe3＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))
过量CaCl2
Ca2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===CaSO3↓
D
I－、Cl－、H＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
适量NaNO3
6I－＋2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋8H＋===2NO↑＋4H2O＋3I2
实验步骤
实验现象
(1)用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部
试纸变为红色
(2)取少量该溶液，加入Cu片和浓硫酸，加热
有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色
(3)取少量该溶液，加入BaCl2溶液
有白色沉淀生成
(4)取(3)中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
(5)取少量该溶液，加入NaOH溶液
有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解
阳离子
K＋ Ba2＋ Fe2＋ Al3＋ Fe3＋ Mg2＋
阴离子
OH－ HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) Cl－ NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))