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专题三　离子反应
【知识重构】
　离子反应和离子方程式
　　1.书写离子方程式的注意事项
(1)微溶物处理方式有三种情况:出现在生成物中写化学式;作反应物处于溶液状态写离子符号;作反应物处于浊液或固态时写化学式。
(2)单一离子水解的离子方程式要用可逆号()。
(3)N与OH-在稀溶液中反应生成NH3·H2O,在浓溶液中或加热时生成NH3(g)和H2O。
(4)浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中写离子符号,浓硫酸不写离子符号。
(5)HC、HS-、HS等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。
(6)易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子表示;非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物均用化学式表示。
(7)离子方程式要遵循质量守恒、电荷守恒,是氧化还原反应的还要遵循得失电子守恒。
2.与“量”有关的离子方程式的书写技巧
(1)多元弱酸盐与强酸反应时,应注意反应物的用量。如在Na2CO3溶液中滴加少量盐酸,离子方程式为C+H+HC;若盐酸过量,离子方程式为C+2H+CO2↑+H2O。
(2)CO2(或SO2)与强碱溶液反应时,应注意CO2(或SO2)是否过量。若CO2(或SO2)少量,产物为碳酸盐(或亚硫酸盐);若CO2(或SO2)过量,产物为碳酸氢盐(或亚硫酸氢盐)。如将少量CO2气体通入澄清石灰水中,离子方程式为CO2+Ca2++2OH-CaCO3↓+H2O;若通入过量的CO2,离子方程式为CO2+OH-HC。
(3)酸式盐与碱反应时,应注意物质之间“量”的关系。如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液的反应,Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液的反应等。
对于这类反应的离子方程式要按照“以少定多”的原则进行书写,即先假定少量物质的化学计量数为1,根据少量物质的化学式,写出参加反应的离子数目,然后根据少量物质的离子数目来确定过量物质的离子数目。
如少量的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为HC+OH-+Ba2+BaCO3↓+H2O;若NaHCO3溶液过量,离子方程式为Ba2++2OH-+2HCBaCO3↓+2H2O+C。
(4)强氧化剂遇到两种还原性离子时,应注意氧化剂是否过量。如将少量的Cl2通入FeBr2溶液中,离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;若Cl2过量,则离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-。
　离子共存
　　多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是一句话:一色、二性、三特殊、四反应。
1.一色。即溶液颜色。若限定无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、Mn、Co2+、Cr2、Cr、Cr3+等离子不能存在。
2.二性。即溶液的酸碱性。在强酸性溶液中,OH-及弱酸阴离子(C、S、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(N、Mg2+、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在;酸式弱酸根离子(HC、HS、HS-、H2P等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
3.三特殊。指三种特殊情况:①HC与Al不能大量共存;②H+与N组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-等发生反应;③N与CH3COO-、C等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度不大,它们在溶液中能大量共存。
4.四反应。指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
(1)发生复分解反应。
①生成难溶物或微溶物,如Ba2+与C,Ag+与Br-,Ca2+与S等不能大量共存。
②生成气体或挥发性物质,如H+与C、HC等不能大量共存。
③生成难电离物质,如H+与CH3COO-、F-、N等因生成弱酸而不能大量共存;OH-与N因生成弱碱而不能大量共存;H+与OH-因生成水而不能大量共存。
(2)发生氧化还原反应。
氧化性离子[Fe3+、ClO-、Mn(H+)、N(H+)等]与还原性离子(S2-、I-、S等)不能大量共存。
(3)离子间发生强烈的双水解反应,不能共存,弱酸对应的阴离子和弱碱对应的阳离子相互促进双水解进行到底。如Al3+与C、HC、S2-、HS-、Al等。
(4)络合反应。如Fe3+和SCN-。
　　【规律总结】离子共存问题中隐含条件的分析
限制条件 分析解读
无色溶液 有色离子不能大量存在
pH=1 溶液显酸性,无大量的OH-及弱酸的酸根离子
pH=13 溶液呈碱性,无大量的H+及弱碱的阳离子、酸式弱酸根离子
与Al反应放出H2 溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含N
由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1 溶液可能显酸性,也可能显碱性
通入足量的SO2(或NH3) 溶液呈酸性(或碱性)
因发生氧化还原反应而不能大量共存 能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存
“一定”“可能”还是“不能”大量共存 确定是“可能性”还是“肯定性”
加水稀释,减小 说明该溶液呈酸性[稀释的是溶质,溶液中c(H+)减小,而c(OH-)增大]
某溶液的lg=12 该溶液呈酸性
　离子检验与推断
　　1.离子检验
类型 鉴别 利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来
鉴定 根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是不是这种物质,如鉴定NH4Cl,既要检验出N,又要检验出Cl-
推断 根据已知实验及现象,分析判断,确定被检验的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么
方法 ①若是固体,一般应先用蒸馏水溶解; ②若同时检验多种物质,应将试管编号; ③要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶中进行检验; ④叙述顺序:实验(操作)→现象→结论→原理
要求 ①反应要有良好的选择性,反应要快,并且能够完全反应。②反应要有明显的外部特征,如溶液颜色的改变,沉淀的生成或溶解,气体的产生等。③要排除干扰物质的影响,如用Ba2+检验S的存在,要排除C、S、P等离子的干扰;用Ag+检验Cl-、Br-、I-的存在,要排除C、P等离子的干扰。④反应要在适宜的酸性、碱性、浓度、温度条件下进行
　　2.离子的推断
　　利用离子反应进行物质的推断是推断题中的一种重要题型,它既考查了常见离子的典型性质,又考查了考生的推断能力。这类试题常将物质拆分为离子,通过实验并根据其现象推断出相关物质。解答此类试题,易出现一错全错的连锁错误,因此,解答的关键是依据题目表述的现象和离子的性质,初步推出可能的物质,然后逐步分析,从而得出正确的结果。
【题型解码】
题型1　离子方程式的书写与正误判断
例1　(2024·新课标卷)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是 (　　)
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++NAg++NO2↑+H2O
B.工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-PbS↓
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:5C2+2Mn+16H+10CO2↑+Mn2++8H2O
变式1　(2024·全国甲卷)下列过程对应的离子方程式正确的是 (　　)
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:Si+6H++4F-SiF4↑+3H2O
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3++3Cu2Fe+3Cu2+
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2+2Cl2+3H2O2S+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+CCaCO3+S
　　1.离子方程式正误判断的思维流程
　　2.“四两破千题”——离子方程式正误判断要注意“4个两”
题型2　离子共存
例2　(2024·浙江1月选考)在溶液中能大量共存的离子组是 (　　)
A.H+、I-、Ba2+、N
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、Si、Br-、Ca2+
D.N、S、CH3COO-、HC
变式2　(2024·湖北高考)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是 (　　)
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 SO2+2FeCl3+2H2O2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2↑
　　离子共存解题模型:
题型3　离子检验与推断
例3(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是 (　　)
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
变式3　(2020·浙江1月选考)某固体混合物X,含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的几种,进行如下实验:
①X与水作用有气泡冒出,得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z;
②沉淀Y与NaOH溶液作用,无变化。
下列说法不正确的是 (　　)
A.混合物X中必定含有Na2CO3,不含Al2(SO4)3
B.溶液Z中溶质主要是钠盐,且必含NaHCO3
C.灼烧沉淀Y,可能得到黑色物质
D.往溶液Z中加入Cu粉,若不溶解,说明X中不含FeCl3
【真题改编】
(选择题1~8题,每题3分,共24分)
1.(2023·浙江1月选考改编)下列反应的离子方程式不正确的是 (　　)
A.Cu和浓硝酸反应:Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O
B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH-2Al+H2O
C.过量CO2通入饱和碳酸钠溶液:2Na++C+CO2+H2O2NaHCO3↓
D.水杨酸溶液中加入少量碳酸钠:+C+CO2↑+H2O
2.(2023·湖南高考改编)下列有关电极反应或离子方程式不正确的是 (　　)
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池放电的负极反应:Pb+S-2e-PbSO4
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2:2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C
3.(2023·浙江6月选考改编)下列反应的离子方程式正确的是 (　　)
A.Al与NaOH溶液反应:2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑
B.向次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳:ClO-+CO2+H2OHClO+HC
C.向FeCl3溶液中加入过量Na2S溶液:2Fe3++S2-2Fe2++S↓
D.向硫化钠溶液中通入过量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2OH2S+2HS
4.(2023·北京高考改编)下列离子方程式与所给事实不相符的是 (　　)
A.Cl2制备“84”消毒液(主要成分是NaClO):Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+
C.吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e-4OH-
D.将等物质的量的NH4HSO4溶液和Ba(OH)2溶液混合:N+H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+NH3·H2O+H2O
5.(2022·全国甲卷改编)能正确表示下列反应的离子方程式为 (　　)
A.将过量SO2通入氨水中:SO2+2NH3·H2O2N+S+H2O
B.向银氨溶液中加入足量稀盐酸:[Ag(NH3)2]++2H++Cl-AgCl ↓+2N
C.向硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳:Si+CO2+H2OHSi+HC
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
6.(2022·湖南高考改编)下列离子方程式不正确的是 (　　)
A.Cl2通入冷的 NaOH溶液:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
B.葡萄糖与新制的氢氧化铜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+OH-CH2OH(CHOH)4COO-+Cu2O↓+3H2O
C.向NaHSO3溶液中滴入酸化的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀:2HS+Ba2+BaSO3↓+SO2↑+H2O
D.将CuCl溶于NH4Cl-NH3·H2O的混合液中,久置后得到深蓝色溶液:4CuCl+4N+O2+12NH34[Cu(NH3)4]2++2H2O+4Cl-
7.(2022·湖北高考改编)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是 (　　)
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、N、N
B.在0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:Fe3+、K+、Cl-、S
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:S、N、Br-、H+
D.0.1 mol·L-1 FeCl2溶液:K+、Mg2+、S、Mn
8.(2022·全国乙卷改编)某白色粉末样品,可能含有K2SO4、K2SO3、K2S2O3和K2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液。
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气味的气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是 (　　)
A.K2SO4、K2S2O3　　
B.K2SO3、K2S2O3
C.K2SO4、K2CO3
D.K2SO3、K2CO3
【新题快递】
(选择题1~8题,每题3分,共24分)
1.不能正确表示下列反应的离子方程式的是 (　　)
A.将NO2通入NaOH溶液中:2NO2+2OH-N+N+H2O
B.硫化钠溶液中加入过量亚硫酸:2S2-+5H2SO34HS+3S↓+3H2O
C.将浓氨水滴入AgCl沉淀中:2NH3·H2O+AgCl[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
D.NaOH溶液与少量Ba(HCO3)2溶液反应:OH-+Ba2++HCBaCO3↓+H2O
2.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列离子方程式能完全表示相应事实的是 (　　)
A.向CuSO4溶液中滴加过量的氨水:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N
B.将还原性铁粉加入过量的稀硝酸中:3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O
C.向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液:Al+HC+H2OAl(OH)3↓+CO2↑
D.模拟侯氏制碱法制备NaHCO3晶体:Na++NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+N
3.“84”消毒液(主要成分为NaClO)既能杀菌消毒又能漂白。下列用来解释事实的离子方程式不正确的是 (　　)
A.工业上石灰乳与Cl2反应制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)22Cl-+2ClO-+2H2O+2Ca2+
B.氨水中通入少量SO2:2NH3·H2O+SO22N+S+H2O
C.将少量二氧化硫通入“84”消毒液中:SO2+ClO-+H2OS+2H++Cl-
D.“84”消毒液露置在空气中:ClO-+CO2+H2OHClO+HC
4.下列离子方程式书写正确的是 (　　)
A.少量CO2通入石灰乳中:Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O
B.向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:Cu2++S2-CuS↓
C.向硫代硫酸钠溶液中加入硫酸:Na2S2O3+2H+2Na++SO2↑+S↓+H2O
D.用FeS除去溶液中Hg2+:FeS(s)+Hg2+(aq)HgS(s)+Fe2+(aq)
5.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.=10-12的溶液中:Na+、C、N、Al
B.c(ClO-)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、C、I-
C.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、N、Br-、C
D.水电离出来的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1 的溶液中:K+、Na+、S2、Cl-
6.氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一,处理氨氮废水的流程如图所示。
下列离子方程式书写错误的是 (　　)
A.过程①:N+OH-NH3·H2O
B.过程②总反应:3Cl2+2NH3·H2O6Cl-+N2↑+2H2O+6H+
C.过程③:Cl2+S+H2O2Cl-+S+2H+
D.Cl2溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
7.X为含Cu2+的配合物。实验室制备X的一种方法如图。
下列说法不正确的是 (　　)
A.①中发生反应:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N
B.在①和②中,与氨水反应的微粒相同
C.X中所含阴离子是S
D.X的析出利用了其在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
8.下列各组离子在溶液中可以大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写也正确的是 (　　)
选项 微粒组 加入试剂 发生反应的 离子方程式
A K+、Al、S、C 少量HCl溶液 Al+H++H2OAl(OH)3↓
B H+、Fe2+、S、Na+ 少量Ba(NO3)2溶液 3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O
C Cl-、Na+、Si、N 过量醋酸溶液 2H++SiH2SiO3↓
D Fe3+、H+、Mn、S 通入少量SO2 2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+
【原创好题】
(选择题1~5题,每题3分,共15分)
1.(离子方程式正误)下列离子方程式正确的是 (　　)
A.磁性氧化铁溶于足量浓硝酸得到浅黄色溶液:Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
B.用浓氨水溶解试管底部的AgCl:Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O
C.向Na2SO3溶液中通入少量Cl2:S+Cl2+H2O2H++S+2Cl-
D.将FeCl3溶液和NaAlO2溶液混合产生红褐色沉淀:Fe3++3Al+6H2OFe(OH)3↓+3Al(OH)3↓
2.(离子大量共存)下列离子组在指定条件下能大量共存的是 (　　)
A.在澄清溶液中:Cu2+、N、S、Cl-
B.在0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中:Mg2+、Na+、HC、N
C.在0.1 mol·L-1 HI溶液中:Fe3+、Al3+、Br-、N
D.在0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中:Na+、N、S2-、Cl-
3.(离子检验与推断)根据下列实验操作、现象,得出的结论正确的是 (　　)
选项 操作 现象 结论
A 对某含钠样品进行焰色试验 焰色呈黄色 该样品是NaCl
B 常温下,用pH计测定某溶液的pH pH<7 该溶液是酸的溶液
C 向某待测液中滴加KSCN溶液 溶液变红色 该待测液中含Fe3+
D 向某待测液中滴加少量的盐酸 产生白色沉淀 该待测液中含Ag+
4.(电极反应和离子反应整合)下列化学方程式或电极反应错误的是 (　　)
A.铅酸蓄电池在放电时的正极反应:PbO2+2e-+4H++SPbSO4↓+2H2O
B.以石墨为电极电解MgCl2溶液时:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C.实验室制取CO2:CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑
D.在紫色K2FeO4溶液中滴加稀硫酸,快速产生气泡,溶液变黄色:4Fe+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O
5.(离子共存和离子方程式整合)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列说法正确的是 (　　)
A.在酸性介质中,K+、N、C2、Mn能大量共存
B.在0.1 mol·L-1 NaClO溶液中,Na+、K+、C、Si不能大量共存
C.在NaHSO3溶液中滴加过量的Ba(OH)2溶液,离子方程式为Ba2++OH-+HSBaSO3↓+H2O
D.向纯碱溶液中加入过量的苯酚溶液,离子方程式为C+22+CO2↑+H2O
参考答案
例1　C　解析　试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮气体,该反应的离子方程式为3Ag+4H++N3Ag++NO↑+2H2O,A项不正确;由于PbS的溶解度远远小于FeS,因此,工业废水中的Pb2+用FeS去除,该反应的离子方程式为Pb2++FeSPbS↓+Fe2+,B项不正确;海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔,SO2在水溶液中将Br2还原为Br-,该反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+S,C项正确;用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,H2C2O4被氧化为CO2,H2C2O4属于弱酸,该反应的离子方程式为5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O,D项不正确。
变式1　D　解析　玻璃的主要成分为Na2SiO3,Na2SiO3以固体形式与HF反应,正确的离子方程式为Na2SiO3+6HF2Na++SiF4↑+2F-+3H2O,A项错误;Fe3+可以将Cu氧化成Cu2+,三氯化铁刻蚀铜电路板时反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,B项错误;氯气具有强氧化性,可以将S2氧化为S,反应的离子方程式为S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+,C项错误;碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,用碳酸钠溶液浸泡水垢的过程中,硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙,反应的离子方程式为CaSO4+CCaCO3+S,D项正确。
例2　D　解析　H+、I-、N三种离子会发生氧化还原反应,A项不符合题意;Fe3+、CN-会生成[Fe(CN)6]3-,B项不符合题意;Si、Ca2+会生成CaSiO3沉淀,C项不符合题意;N、CH3COO-、HC虽然能不同程度地水解,但水解是微弱的,能大量共存,D项符合题意。
变式2　A　解析　过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O3S↓+4NaHSO3,A项错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl3、H2SO4、HCl,反应的化学方程式为SO2+2FeCl3+2H2O2FeCl2+H2SO4+2HCl,B项正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl,C 项正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此,溶液由红色变为无色,反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2↑,D项正确。
例3　B　解析　由题意及关系图可知,a与b反应需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为NH4NO3溶液和Ba(OH)2溶液中的一种,产生的气体e为NH3;由于b和c反应生成白色沉淀f,NH4NO3溶液不会与其他三种溶液反应产生沉淀,故b为Ba(OH)2溶液,a为NH4NO3溶液;由于c既能与b产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀f,故c为AlCl3溶液,d为Na2CO3溶液,生成的白色沉淀f为Al(OH)3,无色气体g为CO2。a为NH4NO3溶液,为强酸弱碱盐的溶液,N水解显酸性,故a显弱酸性,A项错误;f为Al(OH)3,b为Ba(OH)2溶液,Al(OH)3为两性氢氧化物,可溶于强碱,故f可溶于过量的b中,B项正确;c为AlCl3溶液,e为NH3,AlCl3溶液中通入NH3会生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于弱碱,继续通入NH3不能得到无色溶液,C项错误;二者反应生成的BaCO3沉淀可溶于稀硝酸,D项错误。
变式3　D　解析　由题意可知,X与水作用有气泡冒出,四种物质中能生成气体的只有Na2CO3,所以X中一定有Na2CO3,而几种物质中没有酸,推测因为发生双水解生成了二氧化碳,而能与Na2CO3在溶液中发生双水解的有Al2(SO4)3、CuSO4和FeCl3;得到有色沉淀Y,则Y中至少有Fe(OH)3、Cu(OH)2中的一种,不确定是否含Al(OH)3;得到弱碱性溶液Z,说明溶液中不存在铝离子、铁离子和铜离子;沉淀Y与NaOH溶液作用,无变化,说明沉淀中没有Al(OH)3,则X中一定没有Al2(SO4)3。由分析可知,混合物X中必定含有Na2CO3,不含Al2(SO4)3,A项正确;溶液Z显弱碱性,所以大量存在的阳离子只能是钠离子,碳酸钠的水解反应为C+H2OHC+OH-、HC+H2OH2CO3+OH-,由于发生双水解反应产生了二氧化碳且溶液显碱性,说明反应后溶液中的溶质主要是钠盐,且必含NaHCO3,B项正确;沉淀Y中可能含氢氧化铜,故灼烧后可能得到黑色物质,C项正确;溶液Z显弱碱性,Fe3+已完全沉淀,则Z中一定不存在FeCl3,加入Cu粉,不能说明X中不含FeCl3,D项错误。
1.D　解析　因苯环上羧基的酸性强于酚羟基的酸性,当水杨酸过量时,酚羟基不参与反应,离子方程式为2+C2+H2O+CO2↑,D项错误。
2.D　解析　通入过量CO2时应生成HC,D项不正确。
3.B　解析　铝和氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑,A项错误;向次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳,反应生成碳酸氢钙和次氯酸,离子方程式为ClO-+CO2+H2OHClO+HC,B项正确;向FeCl3溶液中加入过量Na2S溶液,由于硫离子过量,亚铁离子会与其生成FeS沉淀,正确的离子方程式为2Fe3++3S2-2FeS↓+S↓,C项错误;向硫化钠溶液中通入过量二氧化硫,溶液变浑浊,离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O3S↓+4HS,D项错误。
4.B　解析　Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O不能拆写,其余均可拆写为离子,A项正确;铅酸蓄电池在充电时,阳极PbSO4失电子,其电极反应为PbSO4-2e-+2H2OPbO2+4H++S,B项错误;吸氧腐蚀中正极上O2得电子生成OH-,C项正确。
5.D　解析　过量的二氧化硫和氨水反应生成HS,A项错误;银氨溶液中还应该有OH-和H+的反应,B项错误;硅酸的酸性弱于碳酸,向硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳,生成硅酸沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为Si+2H2O+2CO2H2SiO3↓+2HC,C项错误;将等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液与NH4HSO4溶液以体积之比1∶2混合,Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水,Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的S反应生成BaSO4沉淀,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O,D项正确。
6.C　解析　向NaHSO3溶液中滴入酸化的Ba(NO3)2溶液,HS被氧化为S,产生白色沉淀BaSO4,离子方程式为3HS+3Ba2++2N3BaSO4↓+2NO↑+H++H2O,C项错误;将CuCl溶于NH4Cl-NH3·H2O的混合液中,久置,Cu元素由+1价被氧气氧化为+2价,溶液呈深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+,故离子方程式为4CuCl+4N+O2+12NH34[Cu(NH3)4]2++2H2O+4Cl-,D项正确。
7.C　解析　氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,A项不符合题意;0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中的HC与Fe3+发生相互促进的水解反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体,反应的离子方程式为Fe3++3HCFe(OH)3↓+3CO2↑,B项不符合题意;醋酸溶液显酸性,在醋酸溶液中S、N、Br-、H+均不会发生反应,C项符合题意;Mn具有强氧化性,Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反应而不能大量共存,D项不符合题意。
8.A　解析　由题意可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能共存;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气味的气体放出,说明固体中存在K2S2O3,发生反应S2+2H+S↓+H2O+SO2↑,离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在K2SO4,不能确定是否有K2SO3和K2CO3,K2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫,K2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被K2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖。综合分析,该样品中确定存在的是K2SO4、K2S2O3。
1.D　解析　将NO2通入NaOH溶液中,生成可溶的亚硝酸钠和硝酸钠,A项正确;硫化钠中的硫元素为-2价,亚硫酸中的硫元素为+4价,两者反应生成硫单质,由于亚硫酸过量,还会生成HS,B项正确;银离子和氨可以形成[Ag(NH3)2]+,C项正确;Ba(HCO3)2完全反应,正确的离子方程式为2OH-+Ba2++2HCBaCO3↓+C+2H2O。
2.D　解析　向硫酸铜溶液中滴加过量氨水会生成四氨合铜离子,离子方程式为Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O,A项错误;铁粉加入过量稀硝酸中,离子方程式为Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O,B项错误;向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液,离子方程式为Al+HC+H2OAl(OH)3↓+C,C项错误;模拟侯氏制碱法制备NaHCO3晶体,是将CO2、NH3通入饱和食盐水中生成NaHCO3晶体,离子方程式为Na++NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+N,D项正确。
3.C　解析　石灰乳中Ca(OH)2大部分以固体形式存在,应写成Ca(OH)2,A项正确;少量SO2与NH3·H2O反应生成正盐(NH4)2SO3,B项正确;将少量二氧化硫通入“84”消毒液中,反应为SO2+3ClO-+H2OS+2HClO+Cl-,C项错误;“84”消毒液露置在空气中,反应为ClO-+CO2+H2OHClO+HC,D项正确。
4.D　解析　石灰乳中Ca(OH)2大部分以固体形式存在,A项错误;氢硫酸是二元弱酸,HS-不能完全电离,离子方程式为Cu2++HS-CuS↓+H+,B项错误;Na2S2O3易溶于水,应写成离子形式,离子方程式为S2+2H+SO2↑+S↓+H2O,C项错误;FeS的溶解度远大于HgS,D项正确。
5.A　解析　=10-12的溶液显碱性,Na+、C、N、Al在碱性溶液中能大量共存,A项符合题意;ClO-有强氧化性,I-有还原性,二者不能大量共存,B项不符合题意;Fe3+水解,溶液显酸性,而C水解,溶液显碱性,二者发生相互促进的水解反应,最终生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体,Fe3+和C不能大量共存,C项不符合题意;水电离出来的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,S2在酸性条件下会转化为单质S和SO2,所以在酸性条件下,S2不能大量共存,D项不符合题意。
6.D　解析　含N废水与NaOH溶液反应生成NH3·H2O,其反应的离子方程式为N+OH-NH3·H2O,A项不符合题意;过程②加入Cl2可将废水中的NH3·H2O转化为无毒气体,反应为3Cl2+2NH3·H2O6Cl-+N2↑+2H2O+6H+,B项不符合题意;过程③中Na2SO3溶液的作用是将废水中的Cl2转化为氯离子,反应为Cl2+S+H2O2Cl-+S+2H+,C项不符合题意;Cl2与水的反应为可逆反应,生成的HClO为弱酸,反应为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,D项符合题意。
7.B　解析　向硫酸铜溶液中加入氨水,首先①中发生反应Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N,继续添加氨水,沉淀溶解,②中发生反应Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4](OH)2,X为含Cu2+的配合物,故X为深蓝色晶体[Cu(NH3)4] SO4·H2O。①中发生反应Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N,A项正确;在①中,与氨水反应的微粒是Cu2+,在②中,与氨水反应的微粒是Cu(OH)2,B项错误;X为深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O,所含阴离子为S,C项正确;加入95%的乙醇析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,利用了其在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,D项正确。
8.A　解析　该组离子间不发生反应,能大量共存,加入少量HCl溶液,H+优先与Al反应,其离子方程式为Al+H++H2OAl(OH)3↓,A项正确;原溶液中各离子间不反应,可大量共存,加入少量Ba(NO3)2溶液后,酸性条件下N具有氧化性,与Fe2+发生氧化还原反应,Ba2+与S也发生反应,B项错误;醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,C项错误;在酸性条件下,Mn的氧化性更强,通入少量SO2后,Mn优先与SO2发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Mn+5SO2+2H2O2Mn2++5S+4H+,D项错误。
1.D　解析　 磁性氧化铁是Fe3O4,正确的离子方程式为Fe3O4+10H++N3Fe3++NO2↑+5H2O,A项错误;氯化银难溶于水,不能拆成离子形式,B项错误;生成的H+会与S反应,正确的离子方程式为3S+Cl2+H2OS+2HS+2Cl-,C项错误。
2.A　解析　 澄清溶液可能是有色溶液,各离子能大量共存,A项符合题意;Mg2+、HC均能与Ba(OH)2溶液反应,不能大量共存,B项不符合题意;Fe3+、N能氧化HI,C项不符合题意;Fe2+与S2-能发生反应Fe2++S2-FeS↓,D项不符合题意。
3.C　解析　钠、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠等含钠元素的物质,其焰色都是黄色,A项错误;强酸弱碱盐、强酸的酸式盐等水溶液都显酸性,B项错误;滴加KSCN溶液,溶液变为红色,说明原溶液中含Fe3+,C项正确;滴加少量的盐酸能产生白色沉淀的离子有Ag+、Si、Al等,D项错误。
4.B　解析　Mg2+和OH-不能大量共存,正确的离子方程式为Mg2++2H2O+2Cl-Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,B项错误;实验室通常用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳,C项正确;紫色溶液变为黄色溶液,说明生成了Fe3+,氧化还原反应中有元素化合价降低,必有元素化合价升高,即必有O2生成,离子方程式为4Fe+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O,D项正确。
5.C　解析　在酸性介质中,C2、Mn不能大量共存,A项错误;在NaClO溶液中,Na+、K+、C、Si能大量共存,B项错误;取1 mol NaHSO3,则需要1 mol Ba(OH)2与之反应,二者反应的离子方程式为Ba2++OH++HSBaSO3↓+H2O,C项正确;苯酚的酸性比碳酸的弱,苯酚与碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,D项错误。

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