2024版高考化学同步精品备课系列(解析版)：离子反应的应用(习题)(解析版)

第二节 离子反应
第3课时 离子反应的应用
1．（2022·湖南邵阳·高一期中）在某无色溶液中，下列离子能大量共存的是A ．OH -、Cl -、Cu 2+B ．Cl -、2-
4SO 、Na +C ．2-
3CO 、Cl -、Ag +D ．-
3NO 、K +、Fe 3+
【答案】B
【解析】A ．铜离子和氢氧根离子在溶液中反应生成氢氧化铜沉淀，不能大量共存，且无色溶液中不可能含有淡蓝色的铜离子，故A 错误；
B ．Cl -、2-
4SO 、Na +在某无色溶液中不发生任何反应，能大量共存，故B 正确；
C ．银离子在溶液中能与碳酸根离子、氯离子反应生成沉淀，不能大量共存，故C 错误；
D ．铁离子在溶液中呈棕黄色，则无色溶液中不可能含有铁离子，故D 错误；故选B 。

2．在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的是A ．K +、MnO 4-
、Na +、Cl -B ．K +、Na +、NO -3、CO 2-
3C ．Na +、H +、NO -3、SO 2-
4D ．Fe 3+、Na +、Cl -、SO 2-
4
【答案】B
【解析】A ．MnO 4-
呈紫红色，不符合题意的无色溶液，A 错误；B ．四种离子之间不反应，能共存，B 正确；C ．H +在碱性溶液中不能大量存在，C 错误；
D ．Fe 3+呈黄色，且Fe 3+在碱性溶液中不能大量存在，D 错误；故选：B 。

3．下列离子方程式书写正确的是
A ．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca 2+＋2OH －＋CO 2=CaCO 3↓＋H 2O
B ．硫酸和氢氧化钡反应：Ba 2+＋OH －＋H ＋＋2-
4SO =BaSO 4↓＋H 2O C ．铁和硝酸银溶液反应：Fe ＋2Ag ＋=Fe 2+＋2Ag D ．氧化铜和盐酸反应：O 2−＋2H ＋=H 2O 【答案】C 【解析】
A ．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳生成碳酸氢钙：OH －＋CO 2= 3HCO -
，故A 错误；
B ．硫酸和氢氧化钡反应：Ba 2+＋2OH －＋2H ＋＋24SO -
=BaSO 4↓＋2H 2O ，故B
错误；
C ．铁和硝酸银溶液反应硝酸亚铁和银单质：Fe ＋2Ag ＋=Fe 2+＋2Ag ，故C 正确；
D ．氧化铜和盐酸反应：CuO ＋2H ＋=H 2O ＋Cu 2+，故D 错误。

综上所述，答案为C 。

4．下列离子方程式中，书写正确的是
A ．稀硫酸和铁的反应：2Fe+6H +=2Fe 3++3H 2↑
B ．盐酸和碳酸氢钠溶液反应：2H ++CO 32—=H 2O+CO 2↑
C ．硫酸铜和氢氧化钡溶液反应：SO 42-+Ba 2+=BaSO 4↓
D ．铁片插入硫酸铜溶液：Fe+Cu 2+=Fe 2++Cu 【答案】D 【解析】
A ．稀硫酸和铁的反应的离子反应为Fe+2H +=Fe 2++H 2↑，A 错误；
B ．碳酸氢根离子不能拆分，盐酸和碳酸氢钠溶液反应的离子反应为H ++HCO 3—=H 2O+CO 2↑，B 错误；
C ．硫酸铜和氢氧化钡溶液反应的离子反应为Cu 2++SO 42-+Ba 2++2OH -=BaSO 4↓+Cu(OH)2↓，C 错误；
D ．铁片插入硫酸铜溶液的离子反应为Fe+Cu 2+=Fe 2++Cu ，D 正确；正确选项D 。

5.某工业废水中仅含下表离子中的5种：
阳离子、、、
、
阴离子
、
、
、
、
某同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ取废水少许加入足量盐酸，无白色沉淀析出，但生成能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
Ⅱ向Ⅰ中所得的溶液中加入
溶液，有白色沉淀生成．
下列推断不正确的是
A. 溶液中一定含有的离子是、、、、
B. Ⅰ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是
C. 原溶液中的
、
、
存在与否无法确定
D. Ⅱ中产生白色沉淀的离子方程式是
【答案】C 【解析】
由上述分析可知，一定含
、
，由电荷守恒可知，阳离子一定含
，溶液中不含
、
、
、
、
，因溶液含5种离子，含
、，
A.因溶液含5种离子，则含有的离子是
、
、
、
、，故A 正确；
B.Ⅰ中加入盐酸生成无色气体为二氧化碳，离子方程式是，故B 正确；
C.由选项A 可知，一定含
、
、
，故C 错误；
D.Ⅱ中产生白色沉淀为硫酸钡，离子方程式是，故D 正确。

故选C 。

6．向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸，测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是
A ．XY 段溶液中的离子方程式为Ba 2++2-
4SO =BaSO 4↓B ．a 处溶液的导电能力约为0，所以BaSO 4是非电解质C ．H 2SO 4是电解质，但不含H +和2-
4SO ，只含有H 2SO 4分子
D ．YZ 段溶液的导电能力不断增大，主要是由于Ba(OH)2电离出的离子导电【答案】C 【解析】
溶液导电性与离子浓度成正比，向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸至过量，发生的离子反应方程式为Ba 2++2OH -+2H ++SO 24-
＝BaSO 4↓+2H 2O 。

A ．XY 段二者发生反应Ba 2++2OH -+2H ++SO 24-
＝BaSO 4↓+2H 2O ，导致溶液中离子浓度减小，导电能力减弱，故A 错误；
B ．a 点酸碱恰好完全反应生成硫酸钡沉淀和水，因此a 处溶液的导电能力约为0，但硫酸是强电解质，故B 错误；
C ．H 2SO 4是电解质，属于共价化合物，因此不含H +和2-4SO ，只含有H 2SO 4分子，故C 正确；
D ．YZ 段稀硫酸过量，硫酸是强电解质，硫酸电离出离子导致溶液中离子浓度增大，溶液的导电性增强，故D 错误；故选C 。

7．某无色澄清溶液中可能含有：①Na +、②2-4SO 、③Cl -、④-3HCO 、⑤2-3CO 、⑥H +、⑦Cu 2+中的若干种，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：步骤操作
现象Ⅰ用紫色石蕊试液检验
溶液变红Ⅱ向溶液中滴加BaCl 2溶液和稀盐酸
有白色沉淀生成Ⅲ
将Ⅱ中所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO 3 溶液和稀HNO 3
有白色沉淀生成
下列结论正确的是
A ．该实验无法确定是否含有③
B ．肯定含有的离子是②③⑥
C ．可能含有的离子是①③⑦
D ．肯定没有的离子是④⑤，可能含有的离子是②
【答案】A
【解析】由无色澄清的溶液可知溶液中一定不含⑦Cu 2+；由步骤（Ⅰ）使紫色石蕊试剂变红则溶液中一定含⑥H +，而不含④-3HCO 和⑤2-
3CO ；由步骤（Ⅱ）可知溶液中含②2-
4SO ；由步骤（Ⅲ）可知（Ⅱ）中一定含Cl -，但不能确定Cl -是原溶液所有，因此原溶液中一定含有②2-4SO 和⑥H +，一定不含有④-3HCO 、⑤2-3CO 和⑦Cu 2+，无法确定的离子为①Na +和③Cl -，综上分析可知A 符合题意，故答案选A 。

8．在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中，若向某一电解质溶液中逐渐加入另一物质，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮的是
A ．盐酸中逐滴加入食盐溶液
B ．硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C ．硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D ．氢氧化钠溶液中通入过量CO2
【答案】C 【解析】
A ．盐酸中加入食盐，二者不反应，溶液中的离子浓度增加，导电能力增强，灯泡逐渐变亮，故A 不符合题意；
B ．硫酸中加入氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，溶液中的离子浓度几乎不变，灯泡不会由亮变暗，故B 不符合题意；
C ．硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，溶液中的离子浓度减小，当完全反应后，加入氢氧化钡，溶液中的离子浓度又会增加，则灯泡由亮变暗，至熄灭后又逐渐变亮，故C 符合题意；
D ．氢氧化钠溶液中通入过量CO2，生成碳酸氢钠和水，溶液中的离子浓度几乎不变，灯泡不会由亮变暗，故D 不符合题意；本题答案C 。

9．某化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了多次检测，其中两次检测结果如下表所示，请回答下列问题：检测次数溶液中检测出的粒子第①次K + Na + CO 2-3 SO 2-
4 Cl -第②次
K + Na + Ba 2+ Cl - SO 2-4
（1）两次检测结果中第 ___________次检测结果不正确。

（2）在检测时，为了检验溶液中是否存在SO 2-4、CO 2-
3和Cl -。

第一步：向溶液中滴加过量的___________溶液(填化学式)，其目的是检验CO 2-
3并将其除去；发生反应的离子方程式为___________；
第二步：加入过量的___________溶液(填化学式)，其目的是检验并除去___________离子；发生反应的离子方程式___________；
第三步：过滤，再向滤液中加入___________溶液(填化学式)，发生反应的离子方程式___________。

【答案】（1）② （2）HNO 3
2H ++CO 2-
3=CO 2↑+H 2O
Ba(NO 3)2
SO 2-
4
Ba 2++SO 2-
4=BaSO 4↓
AgNO 3
Ag ++Cl -=AgCl↓
【解析】检验溶液中是否存在SO 2-4、CO 2-3和Cl -时，CO 2-3能与Ba 2+和Ag +反应，会干扰SO 2-
4和Cl -的检验，SO 2-4能与 Ag +反应，会干扰Cl -的检验，则为了避免干扰，应先检验CO 2-3，再检验SO 2-
4，最后检验Cl -。

（1）第②次溶液中检测出的粒子中钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，不能大量共存，检测结果不正确，故答案为：②；
（2）由分析可知，第一步应向溶液中滴加过量的稀硝酸溶液检验CO 2-
3并将其除去，检验并除去的反应为稀硝酸溶液中的氢离子与碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，反应的离子方程式为2H ++CO 2-
3=CO 2↑+H 2O ；第二步应加入过量的氯化钡溶液检验SO 2-4并将其除去，反应的离子方程式为Ba 2++SO 2-
4=BaSO 4↓；第三步的操作为过滤后，向滤液中加入硝酸银溶液，检验的反应为硝酸银溶液中的银离子与氯离子反应生成氯化银白色沉淀，反应的离子方程式为Ag ++Cl -=AgCl↓，故答案为：HNO 3；2H ++CO 2-3=CO 2↑+H 2O ；SO 2-
4；Ba 2++SO 2-
4=BaSO 4↓；AgNO 3；Ag ++Cl -=AgCl↓。

10．（2021·洮南市第一中学高一月考）回答下列问题：
（1）①向NH 4HSO 4溶液中加入足量的Ba(OH)2，对应的离子方程式为___________。

②将4NaHSO 溶液和2Ba(OH)溶液混合恰好呈中性，对应的离子方程式为___________。

（2）请对以下过程形成的分散系进行分类：
①花生油加入水中后充分搅拌；②一定温度下，向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和；③饱和氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液；④氢氧化钡溶液中通入过量的2CO ；⑤用滤纸过滤氢氧化铁胶体后得到的滤液；⑥将纳米材料分散在塑料中制备复合材料；⑦碘水和酒精的混合物。

属于浊液的是___________(填序号，下同)；属于溶液的是___________；属于胶体的是___________。

（3）有以下物质：①石墨；②氯化氢气体；③酒精；④铝；⑤二氧化碳；⑥碳酸氢钠固体；⑦氢氧化钡溶液；⑧液态醋酸；⑨氯化银固体；⑩氨气。

其中能导电的是：___________属于非电解质的是：___________。

【答案】
（1） 2-4++2+-44322NH +H +SO +Ba +2OH =BaSO +NH H O+H O ↓
+2-2+-4422H +SO +Ba +2OH =BaSO +2H O ↓
（2）①③ ②④⑦ ⑤⑥
（3）①④⑦ ③⑤⑩ 【解析】
（1）向NH 4HSO 4溶液中加入足量的Ba(OH)2会生成硫酸钡沉淀、一水合氨和水，故离子方程式为：
2-4++2+-44322NH +H +SO +Ba +2OH =BaSO +NH H O+H O ↓ 。

将NaHSO 4溶液和Ba(OH)2溶液混合，恰好呈中性时生成硫酸钠、硫酸钡和水，故离子方程式为+2-2+-4422H +SO +Ba +2OH =BaSO +2H O ↓。

（2）①花生油加入水中后充分搅拌形成乳浊液；②向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和形成硝酸钾溶液；
③饱和氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液得到氢氧化铁沉淀和氯化钠，得到悬浊液；④氢氧化钙溶液中通入过量的CO 2得到碳酸氢钙溶液；
⑤胶体粒子能透过滤纸，用滤纸过滤氢氧化铁胶体后得到的滤液仍然为氢氧化铁胶体；⑥纳米材料粒子直径为纳米级，将纳米材料分散在塑料中制备复合材料形成胶体；⑦碘和酒精的混合物为碘的酒精溶液；
综上所述，属于浊液的是①③；属于溶液的是②④⑦；属于胶体的是⑤⑥。

（3）①石墨、④铝存在能自由移动的带负电的电子，⑦氢氧化钡溶液有能自由移动的阴、阳离子，故能导电是①④⑦；非电解质是在水溶液或熔融状态下都不能能够导电的化合物，③酒精和、⑨二氧化碳、⑩氨气在水溶液中或熔融状态下都不能因自身电离而导电，属于非电解质的是③⑤⑩。

11.某小河边有四座工厂：甲、乙、丙、丁如图所示。

已知，它们所排出的废液里分别含有
、
、
、HCl 中的一种。

某环保小组对河水监测时发现：
甲处河水呈乳白色乙处河水呈红褐色浑浊状
丙处河水由浑浊变澄清
丁处河
水产生气泡，河水仍澄清。

下列说法 错 误的是
A. 甲厂排放的废液中含有为
B. 丙处河水变澄清的原因为
C. 丁厂排放的废液中含有
D. M 处河水显碱性
【答案】D 【解析】
水流方向是由甲经过乙、依次流经丙和丁，根据四种物质的性质特点，甲处河水呈乳白色，甲为
；乙处河水呈红褐色是因为生成了
，故乙处为
；丙处河水由浑变清，是由于
沉淀在丙处物质溶解，故丙处为盐酸，丁处为
与盐酸作用产生气泡，河水仍澄清，
可知盐酸过量。

A.甲厂排放的废液中含有为 ，故A 正确；
B.丙处河水变澄清的原因为与盐酸反应，反应的离子方程式为，
故B 正确；
C.丁厂排放的废液中含有
，故C 正确；
D.丁处为与盐酸作用产生气泡，河水仍澄清，可知盐酸过量，M处河水显酸性，故D错误。

故选D。

12.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如下可溶性无机离子：、、
、、、、。

某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如图的实验：
已知：
根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是
A. 试样中肯定存在、、和
B. 试样中一定不含
C. 试样中可能存在、
D. 该雾霾中可能存在、和
【答案】B
【解析】
试样溶液中加入过量并加热，生成的气体1能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明气体1是，则试样中含有；
向滤液中通入，得到溶液2、沉淀2，溶液2中加入Al，生成气体2，该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色，说明含有气体2是，根据已知条件知，溶液2中含有，根据元素守恒知，原溶液中含
有；滤液1中通入，得到沉淀2，向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出气体，说明沉淀2是碳
酸钡等难溶性碳酸盐，也有可能是试样中存在，在过量的中反应生成，通入后生成沉淀；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸钡不溶于酸，说明原来溶液中含有，以及能和过量反应生成能溶于酸的沉淀，根据离子知，该沉淀为，所以溶液中含有
结合题给选项分析解答。

A.通过以上分析知，试样中肯定存在、、和，故A正确；
B.通过以上分析知，试样中不能确定是否含有，故B错误；
C.通过以上分析知，试样中可能存在、，故C正确；
D.根据以上分析知，试样中肯定存在、、和，可能存在、，所以该雾霾
中可能存在、和，故D正确。

故选B。

13．Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液之后，溶液导电能力随滴入NaHSO4溶液体积变化曲线如图所示。

（1）AB段反应的离子方程式为_______。

（2）C点对应的溶液呈_______ (填“酸”、“ 碱” “中”)性。

（3）D点对应的溶液中存在的离子主要是_______。

（4）V1、V2的关系为_______。

【答案】（1）Ba2++OH-+H++SO2-4=BaSO4↓+H2O （2）碱（3）Na+、SO2-4（4）V1：V2=1：2 【解析】（1）AB段为Ba(OH)2与NaHSO4反应生成硫酸钡沉淀、水和氢氧化钠，反应的离子方程式为
Ba2++OH-+H++SO2-
=BaSO4↓+H2O；
4
（2）BD段为NaOH与NaHSO4反应生成硫酸钠，C点为BD段上的一点，则溶液中存在大量OH-，溶液呈碱性；
（3）D点时，溶液中的OH-与NaHSO4恰好完全反应，溶质为Na2SO4，主要离子为Na+、SO2-4；
（4）Ba(OH)2中含有2个OH-，NaHSO4中含有1个H+，D点恰好消耗完溶液中的OH-，则V1：V2=1：2。

14．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。

请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X_______
（2）上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是_______(填操作名称)。

（3）上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液后发生反应的离子方程式：_______、_______ 。

（4）(本小题两空均填化学式)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_______杂质。

为了解决这个问题，
可以向溶液3中加入适量的_______。

（5）在①步操作中如何证明加的BaCl2溶液已过量？_______。

【答案】（1）AgNO3（2）过滤（3）Ba2++CO23-=BaCO3↓2Ag++CO23-=Ag2CO3↓（4）
Na2CO3HNO3（5）取混合溶液的上层清液少量于试管中，用胶头滴管继续滴加少量BaCl2溶液，如无明显现象，则证明所加的BaCl2已过量
【解析】由流程图可知，①中加过量BaCl2，硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀，过滤得沉淀A为BaSO4，溶
液1中含氯化钠、硝酸钠和过量的氯化钡，③加入Na2CO3应该是沉淀Ba2+，则②为沉淀Cl-，因此②中应加过量AgNO3，将Cl-转化AgCl，过滤得沉淀B为AgCl，溶液2中含硝酸钠、硝酸银、硝酸钡，③中加入过量的碳酸钠，钡离子，银离子转化为沉淀，沉淀C为碳酸钡、碳酸银，溶液3为硝酸钠和碳酸钠，据此分析解答。

（1）由上述分析可知，试剂X为AgNO3；
（2）流程中①②③步均生成沉淀，都需要进行过滤操作；
（3）加入过量的Na2CO3的目的是使溶液中过量的Ag+、Ba2+完全沉淀，相应的离子方程式为Ba2++CO23-
=BaCO3↓、2Ag++CO2
3-=Ag
2
CO3↓；
（4）步骤③中加入过量的碳酸钠，所以溶液3中肯定含有Na2CO3杂质，可加适量的稀硝酸后蒸发结晶或加热冷却结晶得到纯净的硝酸钠；
（5）在①步操作中证明加的BaCl2溶液已过量，只需要检验溶液中不存在硫酸根离子即可，方法为：取混合溶液的上层清液少量于试管中，用胶头滴管继续滴加少量BaCl2溶液，如无明显现象，则证明所加的BaCl2已过量。