高二化学反应原理课时作业13：3.4.2离子反应的应用

高二《化学反应原理》PAGEPAGE1第2课时离子反应的应用分层训练[基础过关]一、离子的检验与鉴别1.能将分别含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Fe2＋等离子的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是()A.NaOH溶液 B.KSCN溶液C.NaHCO3溶液 D.NH3·H2O溶液[解析]加入NaOH溶液后分别会看到蓝色沉淀、红褐色沉淀、先有白色沉淀后溶解、白色沉淀、刺激性气味气体(加热)、无明显现象、先有白色沉淀后迅速变为灰绿色并最终变成红褐色。NH3·H2O不能区分Al3＋和Mg2＋以及NHeq\o\al(＋,4)和Na＋。[答案]A2.下列各步制取物质的方法，最终无法达到目的的是()①Aleq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))Al2O3eq\o(→,\s\up7(HNO3))eq\o(→,\s\up7(蒸干),\s\do5(△))Al(NO3)3晶体②Cueq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(稀硫酸))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up7(蒸发结晶))CuSO4·5H2O③Feeq\o(→,\s\up7(Cl2))FeCl3eq\o(→,\s\up7(过量氨水))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(灼烧))Fe2O3④FeSO4溶液eq\o(→,\s\up7(H2S))FeSeq\o(→,\s\up7(过滤蒸干))FeSA.①② B.②③C.③④ D.①④[解析]因浓硝酸易挥发，Al(NO3)3蒸干将得到Al(OH)3，得不到Al(NO3)3晶体；FeSO4与H2S不能反应。[答案]D3.某含有Na＋的澄清溶液中可能还存在NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、I－、Br－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)六种离子中的几种。将该溶液进行如下实验：①滴加足量的新制氯水，有气泡生成，溶液变黄色；②向“①”中所得溶液中加入BaCl2溶液，无沉淀生成；③向“①”中所得溶液中加入淀粉溶液，不显蓝色。依据上述实验事实推断该溶液()A.一定呈碱性B.一定不存在I－、SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋C.可能存在NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)D.一定存在Fe2＋、Br－、COeq\o\al(2－,3)[解析]据①知溶液中存在COeq\o\al(2－,3)，则一定不存在Fe2＋；据②知不存在SOeq\o\al(2－,3)；据③知不存在I－，因此[答案]选B。[答案]B4.对某酸性溶液(可能含有Br－，SOeq\o\al(2－,4)，H2SO3，NHeq\o\al(＋,4))分别进行如下实验：①加热时放出的气体可以使品红溶液退色；②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()A.Br－ B.SOeq\o\al(2－,4)C.H2SO3 D.NHeq\o\al(＋,4)[解析]根据实验①推知溶液中含有H2SO3；根据②推知溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)；根据③又可推知其中含有Br－。实验③中虽然再加入BaCl2后生成不溶于稀HNO3的BaSO4，但SOeq\o\al(2－,4)可以由H2SO3被Cl2氧化而来，并不能证明原溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)。[答案]B5.某地盛产矿盐(主要成分是NaCl，还含有SOeq\o\al(2－,4)等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是()A.由矿盐生产食盐，除去SOeq\o\al(2－,4)最合适的试剂是Ba(NO3)2B.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C.室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度D.用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水与饱和纯碱溶液[解析]A项，除去矿盐中SOeq\o\al(2－,4)的最合适试剂是BaCl2；B项，电解NaCl溶液制备的是NaOH、H2和Cl2，电解熔融NaCl才能获得Na和Cl2；C项，AgCl溶解过程存在平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，在NaCl溶液中存在大量Cl－，平衡左移，即AgCl在NaCl溶液中的溶解度小于在水中的溶解度；D项，Na2CO3水解使溶液呈碱性，而NaCl溶液呈中性，故可以用酚酞溶液鉴别两者，该项正确。[答案]D二、酸碱中和滴定6.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，如图甲、乙，从下表中选出正确选项()选项锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管①碱酸石蕊乙②酸碱酚酞甲③碱酸甲基橙甲④酸碱酚酞乙A.①② B.②③C.只有③ D.③④[解析]酸式滴定管不能盛放碱液，同样碱式滴定管不能盛放酸液。指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙。在酸碱中和滴定中，无论是用标准溶液滴定待测液还是用待测液滴定标准溶液，只要操作正确，都能达到测定的目的。[答案]D7.下面是关于酸碱中和实验操作的叙述：①取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次②在锥形瓶中加入25mL待测NaOH溶液③加入几滴石蕊溶液作指示剂④取一支酸式滴定管，洗涤干净⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液，进行滴定⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停摇动锥形瓶⑦两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降，直至滴定终点。文中所述操作有错误的序号为()A.④⑥⑦ B.①⑤⑥⑦C.③⑤⑦ D.①③⑤⑦[解析]锥形瓶不用待测液润洗，①错；石蕊变色不明显，不易观察颜色，在酸碱中和滴定时一般不用石蕊溶液作指示剂，③错；滴定管使用前要润洗，⑤错；滴定过程中眼睛观察锥形瓶中溶液颜色变化，⑦错。[答案]D8.如图是向100mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液的pH变化图像，根据如图所得结论正确的是()加入NaOH物质的量/molA.原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L－1B.X为0.1mol·L－1的NaOH溶液C.原来盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1D.X为0.01mol·L－1的NaOH溶液[解析]原盐酸的pH＝1，则c(HCl)＝0.1mol·L－1，A正确。滴定终点时加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01mol，但浓度与体积都无法计算。[答案]A9.如图是用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定10mL一定物质的量浓度的盐酸的滴定图像，依据图像推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的()选项溶液ABCDc(HCl)/mol·L－10.120.040.030.09c(NaOH)/mol·L－10.040.120.090.03[解析]由图像可知，30mLNaOH溶液恰好中和10mL盐酸，则3[NaOH]＝[HCl]，表中A、D组属此种情况，但A组中[HCl]＝0.12mol·L－1，[H＋]＝0.12mol·L－1，pH＜1，不符合图像；D组中[HCl]＝0.09mol·L－1，pH＞1，加入20mLNaOH后溶液的[H＋]＝eq\f(0.09mol·L－1×0.01L－0.03mol·L－1×0.02L,0.01L＋0.02L)＝1×10－2mol·L－1，pH＝－lg(1×10－2)＝2，正好符合题意。[答案]D10.用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，由于碱式滴定管起始读数时仰视，使计算出的盐酸浓度比实际浓度()A.偏高 B.准确C.偏低 D.可能偏高或偏低[解析]仰视滴定管读开始刻度使V(NaOH)(aq)＝V2－V1中的V1偏大，V(NaOH)(aq)偏低，c(HCl)＝eq\f(c（NaOH）·V（NaOH）（aq）,V（HCl）（aq）)，所以c(HCl)偏低。[答案]C[能力提升]11.氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001mol·L－1酸性KMnO4和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2MnOeq\o\al(－,4)＋5HSOeq\o\al(－,3)＋H＋=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋3H2O。请回答下列问题：(1)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因：_____________________________________________________________。(2)选何种指示剂，说明理由_____________________________________。(3)滴定前平视KMnO4液面，刻度为amL，滴定后俯视液面刻度为bmL，则(b－a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。根据(b－a)mL计算得到的待测浓度，比实际浓度________(填“大”或“小”)。[解析](1)由于KMnO4具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，故不能用碱式滴定管盛放KMnO4溶液。(2)MnOeq\o\al(－,4)为紫色，Mn2＋为无色，可用这一明显的颜色变化来判断滴定终点。(3)滴定后俯视液面，所读体积偏小，所测浓度比实际浓度偏小。[答案](1)碱高锰酸钾能腐蚀橡胶管(2)不用指示剂，因为MnOeq\o\al(－,4)全部转化为Mn2＋时紫色退去，现象明显(3)少小12.氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。回答下列问题：(1)起始滤液的pH________7(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是__________________________________________________________。(2)试剂Ⅰ的化学式为________________________________________，①中发生反应的离子方程式为__________________________________________。(3)试剂Ⅱ的化学式为______________________________________，②中加入试剂Ⅱ的目的是______________________________________________。(4)试剂Ⅲ的名称是_____________________________________，③中发生反应的离子方程式为_________________________________。(5)某同学称取提纯的产品0.7759g，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取25.00mL溶液，用0.1000mol·L－1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62mL，该产品的纯度为_________________________________________________________________________________。(列式并计算结果)[解析](1)起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根水解呈碱性，故溶液的pH大于7。(2)要除掉杂质离子硫酸根和碳酸根，应加入过量的钡离子如氯化钡。(3)要除掉多余的钡离子，要加入碳酸钾。(4)要除掉多余的碳酸根，要滴加适量的盐酸。(5)计算样品的纯度：根据Cl－＋Ag＋=AgCl，由滴定时Ag＋的消耗量求算出Cl－的量，进而求出KCl的质量，再求该产品的纯度。计算时应注意0.7759g样品配成100mL溶液，每次只取25mL。[答案](1)大于碳酸根离子水解呈碱性(2)BaCl2Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓、Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓(3)K2CO3除去多余的钡离子(4)盐酸2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑(5)0.02562L×0.1000mol·L－1×74.5g·mol－1×4/0.7759g≈0.98413.A、B、C和D分别是NaNO3、NaOH、HNO3和Ba(NO3)24种溶液中的一种。现利用另一种溶液X，用如图所示的方法，即可将它们一一确定。试确定A、B、C、D、X各代表何种溶液。A________，B________，C________，D________，X________。[解析]X与四种物质中的两种物质反应后生成白色沉淀。这两种物质一定不是NaNO3和HNO3，因为在中学范围内NaNO3不与任何物质反应产生白色沉淀，而HNO3只与Na2SiO3等物质反应，有白色沉淀生成，但这种可能性极小。所以初步确定A、C为NaOH和Ba(NO3)2中的一种，B、D是NaNO3与HNO3中的一种。再从后面的条件中看到加B后沉淀不溶解，则B为NaNO3，D为HNO3。加入HNO3后沉淀不溶解应是BaSO4，所以C是Ba(NO3)2，X是硫酸盐，A是NaOH，与过量A能生成白色沉淀的是Mg2＋，且Mg(OH)2溶于HNO3，所以X是MgSO4[或Mg(HSO4)2]。[答案]NaOHNaNO3Ba(NO3)2HNO3MgSO4[或Mg(HSO4)2][拓展探究]14.某班学生通过分组实验测定酸碱滴定曲线。实验用品：0.1mol·L－1HCl溶液、0.1mol·L－1NaOH溶液、蒸馏水、pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶。甲、乙、丙三组同学锥形瓶中的溶液所取体积均为20.00mL，且所用的试剂完全相同，根据实验所得的数据绘制的曲线分别如图中a、b、c所示，其中乙和丙两组同学的操作上都存在着不足或失误。回答下列问题：(1)实验前pH计应用标准