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

第3讲离子反应的综合应用一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。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1mol/L。下列有关该溶液的离子组合不正确的是(A)阳离子Fe3＋、K＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Mg2＋、H＋阴离子Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、I－、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、OH－A．Fe3＋、H＋、Cl－、I－、SOeq\o\al(2－,4)B．Na＋、Mg2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、I－C．Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、I－[解析]阳离子和阴离子浓度均为1mol/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，四个选项均满意电荷守恒，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．澄清透亮的溶液中：Cu2＋、Cl－、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)B．能使酚酞变红的溶液中：Na＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、Br－C．麦芽糖溶液中：MnOeq\o\al(－,4)、K＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)D．含NHeq\o\al(＋,4)的溶液中：SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、SiOeq\o\al(2－,3)、Na＋[解析]A项，澄清透亮的溶液中，Cu2＋、Cl－、Al3＋、NOeq\o\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\o\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\o\al(－,4)具有强氧化性，能发生氧化还原反应，不能共存；D项，NHeq\o\al(＋,4)与SiOeq\o\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]澄清透亮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\o\al(－,3)、Ca2＋B．常温下，eq\f(cH＋,cOH－)＝1012的溶液：I－、Fe2＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)C．1mol·L－1的盐酸：Pb2＋、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋、SiOeq\o\al(2－,3)D．使酚酞变红的溶液：Na＋、K＋、CH3COO－、SOeq\o\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\o\al(－,3)与OH－反应生成COeq\o\al(2－,3)，Ba2＋和Ca2＋与COeq\o\al(2－,3)均不能大量共存；B项，常温下，eq\f(cH＋,cOH－)＝1012的溶液呈酸性，酸性条件下，NOeq\o\al(－,3)可氧化Fe2＋和I－，不能大量共存；C项，盐酸中含Cl－和H＋，SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋、SiOeq\o\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\o\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\o\al(＋,4)、AlOeq\o\al(－,2)、SOeq\o\al(2－,4)、OH－B．通入过量SO2：Fe3＋、H＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)C．加入过量KOH溶液：K＋、AlOeq\o\al(－,2)、SOeq\o\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\o\al(2－,4)。NHeq\o\al(＋,4)和AlOeq\o\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\o\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\o\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\o\al(－,2)，溶液中存在K＋、AlOeq\o\al(－,2)、SOeq\o\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，所选试剂或试纸确定合理的是(B)选项ABCD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[解析]Na2SO3易被空气中的O2氧化为Na2SO4，检验SOeq\o\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－形成协作物，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溶液易汲取空气中的CO2形成Na2CO3，所以选择澄清石灰水可检验溶液中是否有COeq\o\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\o\al(＋,4)、H＋、Cl－、I－、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\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。下列推断不正确的是(A)A．确定不含NHeq\o\al(＋,4) B.确定不含H＋C．确定含有SOeq\o\al(2－,3) D.确定不含Cl－[解析]SOeq\o\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，溶液中确定含有SOeq\o\al(2－,3)，确定不含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，溶液中确定含有Na＋和NHeq\o\al(＋,4)，确定不含有Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、I－，则溶液中确定含有SOeq\o\al(2－,3)、Na＋和NHeq\o\al(＋,4)，确定不含有H＋、Ba2＋、Cl－、I－和SOeq\o\al(2－,4)，故选A。7．某固体X可能含有NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、Na＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的几种离子，将固体X均分为两份，进行如下试验：(1)一份固体溶于水得透亮溶液，加入足量BaCl2溶液，得白色沉淀6.63g，在沉淀中加入过量稀盐酸，仍有4.66g白色沉淀。(2)另一份固体与过量NaOH固体混合后充分加热，产生使潮湿的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672L(标准状况)。下列说法正确的是(A)A．该固体中确定含有NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋B．固体X中Na＋物质的量至少为0.03molC．该固体中确定没有Fe3＋和Cl－D．该固体中只含有NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)[解析]依据试验(1)，白色沉淀中加入过量盐酸部分溶解可知，X中确定含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(BaSO4)＝eq\f(4.66g,233g·mol－1)＝0.02mol，n(COeq\o\al(2－,3))＝n(BaCO3)＝eq\f(6.63g－4.66g,197g·mol－1)＝0.01mol，COeq\o\al(2－,3)与Fe3＋发生相互促进水解的反应不能大量共存，故确定没有Fe3＋；依据试验(2)可知，X中确定含有NHeq\o\al(＋,4)，n(NHeq\o\al(＋,4))＝n(NH3)＝eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)＝0.03mol；依据电荷守恒，X中确定还有Na＋，不确定Cl－是否存在，故其中一份固体中n(Na＋)≥0.02mol×2＋0.01mol×2－0.03mol＝0.03mol，固体X中Na＋的物质的量至少为0.06mol。8．对某溶液中部分别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\o\al(2－,4)、S2－等阴离子B．步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液C．可以用潮湿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\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑[解析]因溶液中存在Fe3＋，故确定不存在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；可以用潮湿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\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋COeq\o\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，设计并完成了如下试验：已知：限制溶液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．依据现象1可推出该试液中含有Na＋B．依据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根C．依据现象3和4可推出该试液中含有Ca2＋，但没有Mg2＋D．依据现象5可推出该试液中确定含有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\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Fe3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、K＋、Mg2＋中的两种或多种，为了检验其中的离子组成，做如下试验，依据试验操作和现象得出的结论不完整且不正确的是(D)选项试验操作和现象结论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\o\al(2－,4)，不含COeq\o\al(2－,3)B向A项试验的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4，振荡后发觉下层液体呈紫红色含有I－和NOeq\o\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，接着滴加浓NaOH溶液至过量，沉淀渐渐增多，后又有部分溶解含有NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋和Mg2＋D用干净的铂丝蘸取C项试验后的上层清液，在酒精灯火焰上灼烧，未视察到紫色火焰不含K＋[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\o\al(2－,4)，不含有COeq\o\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\o\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，接着滴加浓NaOH溶液至过量，沉淀渐渐增多，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\o\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视察，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\o\al(＋,4)、Cl－、Mg2＋、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，现取三份各100mL溶液进行如下试验：①向第一份中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；②向其次份中加入足量NaOH溶液后加热，收集到0.896L(标准状况)气体；③向第三份中加入足量BaCl2溶液，得到6.27g沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤后，剩余2.33g。试回答下列问题：(1)确定存在的离子有NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、K＋，确定不存在的离子有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(填试验操作)。(3)试分别确定确定存在的离子在原溶液中各自的物质的量浓度：c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.1mol·L－1，c(COeq\o\al(2－,3))＝0.2mol·L－1，c(NHeq\o\al(＋,4))＝0.4mol·L－1，c(K＋)≥0.2mol·L－1。[解析]由①知溶液中可能含Cl－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，由②知溶液中确定含NHeq\o\al(＋,4)，且n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.04mol，由③知溶液中确定含COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，则确定不含Mg2＋、Fe3＋，且n(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(2.33g,233g·mol－1)＝0.01mol，n(COeq\o\al(2－,3))＝eq\f(6.27－2.33g,197g·mol－1)＝0.02mol。由于n(SOeq\o\al(2－,4))×2＋n(COeq\o\al(2－,3))×2＝0.01mol×2＋0.02mol×2＝0.06mol>n(NHeq\o\al(＋,4))×1＝0.04mol，故必存在K＋。又因溶液中可能存在Cl－，则n(K＋)≥0.02mol。所以c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.1mol·L－1，c(COeq\o\al(2－,3))＝0.2mol·L－1，c(NHeq\o\al(＋,4))＝0.4mol·L－1，若原溶液中不存在Cl－，则c(K＋)＝0.2mol·L－1，若存在Cl－，则c(K＋)>0.2mol·L－1，故c(K＋)≥0.2mol·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，相应的试验流程如图所示。(1)写出试验流程中下列物质的化学式。X：AgNO3，沉淀A：BaSO4。(2)上述试验流程中①②③步均要进行的试验操作是过滤(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是引流。(3)上述试验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀。(4)按此试验方案得到的溶液3中确定含有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)试验流程中①②③步均要进行沉淀和溶液的分别，固液分别应采纳过滤操作，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0.5mol·L－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。阳离子K＋Ag＋Mg2＋Ba2＋阴离子NOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)SiOeq\o\al(2－,3)SOeq\o\al(2－,4)现取该溶液100mL进行如下试验(气体体积均在标准状况下测定)。序号试验内容试验结果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0.56L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2.4gⅢ向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象请回答下列问题。(1)试验Ⅰ能确定确定不存在的离子是Ag＋、Mg2＋、Ba2＋。(2)试验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓。(3)通过试验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；确定不存在的离子填“0”；不能确定是否存在的离子填“？”)。阴离子NOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)SiOeq\o\al(2－,3)SOeq\o\al(2－,4)c/(mol·L－1)？0.250.40(4)推断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0.8mol·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。由试验Ⅰ可知，加入稀盐酸产生气体，必有COeq\o\al(2－,3)，其浓度为0.56L÷22.4L·mol－1÷0.1L＝0.25mol·L－1，则溶液中确定无Ag＋、Mg2＋、Ba2＋；且能生成白色沉淀，因此有SiOeq\o\al(2－,3)，发生的离子反应为SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓，灼烧后得到固体SiO2，则SiOeq\o\al(2－,3)的浓度为2.4g÷60g·mol－1÷0.1L＝0.4mol·L－1；由试验Ⅲ可知溶液中不含SOeq\o\al(2－,4)；依据电荷守恒知2c(COeq\o\al(2－,3))＋2c(SiOeq\o\al(2－,3))＝2×0.25mol·L－1＋2×0.4mol·L－1＝1.3mol·L－1>0.5mol·L－1，因此必有K＋，至少为0.8mol·L－1，不能确定有无NOeq\o\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0.5mol·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。阳离子阴离子K＋、Fe3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Ba2＋、Fe2＋、Mg2＋、Al3＋、Ag＋HSOeq\o\al(－,3)、OH－、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Br－、S2－、S2Oeq\o\al(2－,3)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\o\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确定不含五(填中文数字