2024-2025学年新教材高中化学第3章物质在水溶液中的行为第4节第2课时离子反应的应用课时分层作业含解析鲁科版选择性必修1

PAGEPAGE7离子反应的应用(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．工业上向锅炉中注入Na2CO3溶液，在浸泡过程中将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去。下列叙述不正确的是()A．温度上升，Na2CO3溶液中水的KW和c平(OH－)均会增大B．沉淀转化的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋CaSO4=CaCO3＋SOeq\o\al(2－,4)C．在盐酸中，CaCO3可以溶解而CaSO4不行以溶解D．Na2CO3溶液中通入CO2后，溶液中阴离子浓度均减小D[A项，温度上升，水的电离平衡正向移动，水的离子积常数增大，同时COeq\o\al(2－,3)的水解程度增大，故c平(OH－)增大，A项正确。B项，微溶的CaSO4转化为CaCO3沉淀，B项正确。C项，CaCO3溶于盐酸，而CaSO4不溶，C项正确。D项，Na2CO3溶液中通入CO2后，溶液中的阴离子有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－，其中COeq\o\al(2－,3)、OH－浓度减小，而HCOeq\o\al(－,3)浓度增大，D项不正确。]2．试验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：甲基橙：3.1～4.4；石蕊：5.0～8.0；酚酞：8.2～10.0。用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是()A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂D[NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好完全反应时生成CH3COONa，由于CH3COO－水解使溶液显碱性，依据题给数据，酚酞的变色范围为pH＝8.2～10.0，只能选用酚酞作为指示剂推断滴定终点，D正确。]3．下列各组物质中，利用括号内的试剂及物质间的相互反应不能鉴别的一组是()A．Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液)B．NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2SO4溶液)C．NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液)D．(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液)C[A项，可先利用FeCl3溶液鉴别出Ba(OH)2[产生红褐色Fe(OH)3沉淀]和KSCN(溶液变为血红色)，然后再利用Ba(OH)2鉴别出Mg(NO3)2(产生白色沉淀)，最终一种即为NaCl，故能鉴别；B项，可将四种物质分别加入H2SO4溶液中，产生无色无味气体的是NaHCO3，产生白色沉淀的是Na2SiO3，产生刺激性气味气体的是(NH4)2SO3，余下的即是NaNO3，故能鉴别；C项，用AgNO3溶液无法鉴别CaCl2和K2CO3；D项，可将KOH溶液分别逐滴加入四种物质的溶液中，产生蓝色沉淀的是CuSO4溶液，先产生白色沉淀后沉淀又溶解的是AlCl3溶液，加热有刺激性气味气体产生的是(NH4)3PO4溶液，没有明显现象的是NaBr溶液，故能鉴别。]4．醋酸铅(CH3COO)2Pb是一种易溶于水的盐类，试验测得其水溶液的导电性很弱。试验室常利用潮湿的醋酸铅试纸检查H2S气体，是利用醋酸铅与氢硫酸(H2S水溶液)反应生成深黑色的PbS沉淀。该反应属于离子互换反应，它的离子方程式书写形式符合规定的是()A．Pb2＋＋S2－=PbS↓B．(CH3COO)2Pb＋S2－=PbS↓＋2CH3COO－C．Pb2＋＋H2S=PbS↓＋2H＋D．(CH3COO)2Pb＋H2S=PbS↓＋2CH3COOHD[在书写离子方程式时，只有易溶的强电解质才能改写成离子，硫化氢水溶液为弱酸，即H2S为弱电解质，当然不能改写成离子；从题目已知条件可知，醋酸铅虽易溶于水，但水溶液导电性很弱，说明溶液中的离子数目较少，即(CH3COO)2Pb是难电离的物质。本题分析肯定要突破“易溶盐是强电解质”的思维定式。]5．下列有关滴定操作的依次正确的是()①用标准溶液润洗滴定管②往滴定管内注入标准溶液③检查滴定管是否漏水④滴定⑤用蒸馏水洗涤A．⑤①②③④ B．③⑤①②④C．⑤②③①④ D．②①③⑤④B[滴定操作的依次一般为查漏、水洗、润洗、注液、滴定。]6．(双选)能够用所列试剂检验出相应离子的一组是()ABCD检验离子COeq\o\al(2－,3)Cl－SOeq\o\al(2－,4)I－所用试剂澄清石灰水AgNO3溶液盐酸和BaCl2溶液Cl2和淀粉溶液CD[HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)都能使澄清石灰水变浑浊，A选项错误；SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)都能和Ag＋反应产生白色沉淀，B选项错误。]7．两人分别用同一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH待测溶液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后，运用水洗过的碱式滴定管取碱液置于锥形瓶中；乙则用甲用过的碱式滴定管另取碱液置于刚用水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中，其他操作及读数全部正确。下列说法正确的是()A．甲操作正确B．甲测定的数值肯定比乙的大C．甲测定的数值肯定比乙的小D．乙实际测得的数值较精确D[中和滴定试验中，锥形瓶不须要用待测液润洗，甲操作不正确，A项错误；甲操作过程中，碱式滴定管没有用碱液润洗，量取的碱液的量比理论值偏小，但甲用碱液将锥形瓶润洗了，使碱液的量又增大，故无法推断最终甲测定的数值比乙的大还是小，B、C项错误；乙用甲运用过的碱式滴定管量取碱液，相当于碱式滴定管已经用碱液润洗了，锥形瓶内有水对试验无影响，故乙实际测得的数值比较精确，D项正确。]8．下列指示剂的选择不正确的是(已知：I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6)()选项标准溶液待测溶液指示剂AHClNaOH甲基橙BNaOHHCl酚酞CI2Na2S2O3淀粉DKMnO4(H＋)Na2SO3酚酞D[进行强酸与强碱的滴定试验时，指示剂选用甲基橙或酚酞均可以，A、B项正确；依据I2遇淀粉变蓝可推断滴定终点，C项正确；D项中KMnO4本身有颜色，故无需再用其他指示剂，D项不正确。]9．甲、乙、丙、丁是由H＋、Na＋、Al3＋、Ba2＋、OH－、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)离子中的两种组成，可以发生如图转化，下列说法不正确的是()A．在丁中滴加甲，起先反应的离子方程式：HCOeq\o\al(－,3)＋Ba2＋＋OH－=BaCO3↓＋H2OB．溶液丙中还可以大量共存的离子有Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)C．白色沉淀A可能溶解在溶液D中D．甲为NaHCO3，乙为AlCl3B[四种溶液中可能存在的离子有H＋、Na＋、Al3＋、Ba2＋、OH－、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)，故依据离子能大量共存的原则得出甲、乙、丙、丁中应含有HCl和AlCl3两种物质，因为甲溶液能和乙溶液生成沉淀、气体和NaCl，故甲和乙中含有能双水解的离子，Al3＋和HCOeq\o\al(－,3)反应生成CO2气体和Al(OH)3沉淀，然后依据甲与丙生成气体，则甲为NaHCO3，乙为AlCl3，甲与丁生成白色沉淀，则丁含有Ba2＋且与甲生成沉淀，则丁为Ba(OH)2，丙为HCl。在丁中滴加甲，起先反应的离子方程式：HCOeq\o\al(－,3)＋Ba2＋＋OH－=BaCO3↓＋H2O，A正确；据分析可知，丙为HCl，含有H＋，酸性条件下Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)因发生氧化还原反应而不能大量共存，B错误；无色溶液D中可能含有氢氧化钠，白色沉淀A(氢氧化铝)可能溶解在溶液D中，C正确；据分析可知，甲为NaHCO3，乙为AlCl3，D正确。]10．测定血液中钙的含量时，可将2.0mL血液用蒸馏水稀释，然后向其中加入足量草酸铵(NH4)2C2O4晶体，反应生成CaC2O4沉淀。将沉淀用稀硫酸处理得到H2C2O4溶液后，再用酸性KMnO4溶液滴定，得到的氧化产物为CO2，还原产物为Mn2＋，若到达滴定终点时用去20.0mL1.0×10－4mol·L－1的酸性KMnO(1)写出用酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4________________________________________________________________。(2)推断滴定终点的方法是_________________________________________________________________________________________________________。(3)计算：血液中含钙离子的浓度为________g·mL－1。[解析](1)KMnO4具有氧化性，在硫酸存在条件下可将H2C2O4氧化为CO2，自身被还原为MnSO4，发生反应的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(3)设2.0mL血液中含Ca2＋的物质的量为x，则5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnOeq\o\al(－,4)52x20.0×10－3L×1.0×10－4mol·Lx＝5.0×10－6mol,1.0mL血液中Ca2＋的浓度为eq\f(5.0×10－6mol×40g·mol－1,2.0mL)＝1.0×10－4g·mL－1。[答案](1)2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O(2)当滴入最终一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色(3)1.0×10－411．某学生用0.2000mol·L－1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作包含如下几步：①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后，马上注入NaOH溶液至刻度“0”以上②固定好滴定管并使滴定管尖嘴部分充溢液体③调整液面至刻度“0”或“0”稍下，并登记读数④移取20.00mL待测液注入干净的锥形瓶中，并加入2滴酚酞溶液⑤用标准液滴定至终点，登记滴定管液面读数回答下列问题：(1)以上操作中有错误的是________(填序号)，该错误操作会使测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(2)操作⑤中，在登记滴定管液面读数时，若滴定管尖嘴部分有气泡，则会使测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)推断已滴定至终点的现象是____________________________________________________________________________________________________。[解析](1)碱式滴定管必需用标准NaOH溶液润洗。若不润洗，则相当于稀释NaOH溶液，会使所测值偏大。(3)滴定至终点时，混合液由无色变为红色且半分钟内不变色。[答案](1)①偏大(2)偏小(3)滴入最终一滴NaOH溶液，混合液由无色变为红色且半分钟内不变色12．某班学生通过分组试验测定酸碱滴定曲线。试验用品：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、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶。甲、乙、丙3组同学用锥形瓶取体积均为20.00mL的溶液，且所用的试剂完全相同，依据试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。请回答下列问题：(1)甲组同学滴定时选用的滴定管为________(填“酸式”或“碱式”)滴定管，最终一次润洗滴定管应选用试验用品中的________进行润洗。(2)乙组同学操作上的不足之处是________。(3)造成丙组同学的曲线与甲组同学不同的缘由可能是________(填序号)。A．用待装液润洗锥形瓶B．滴定运用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有气泡未排出，滴定后气泡消逝C．滴定前后对滴定管进行读数的视线分别如图所示[解析](1)甲组同学所进行的试验为用0.1mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL的0.1mol·L－1HCl溶液，所用的滴定管应为碱式滴定管，最终一次润洗时要选用0.1mol·L－1NaOH溶液。(2)由曲线b知，滴定过程中，在滴定终点旁边测试和记录pH的间隔过大，未视察到“突变”现象。(3)由图示可知甲组同学所用NaOH溶液体积偏小，丙组同学在滴定完成时所用NaOH溶液体积偏大，A、B项符合题意；滴定前仰视，滴定后俯视，会使所读取的NaOH溶液体积偏小，C项不符合题意。[答案](1)碱式0.1mol·L－1NaOH溶液(2)在滴定终点旁边测试和记录pH的间隔太大(3)AB[素养培优练]13．如图是用0.1000mol·L－1标准NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度盐酸时(酚酞作指示剂)的滴定曲线。下列说法正确的是()A．水电离出的氢离子浓度：a＞bB．盐酸的物质的量浓度为0.0100mol·L－1C．指示剂变色时，盐酸与NaOH溶液恰好完全反应D．当滴加的NaOH溶液为10.00mL时，该混合液的pH＝1＋lg3D[A项，水电离出的氢离子浓度：b＞a，因为b点时混合液中H＋浓度小，对水电离的抑制程度小；B项，视察滴定曲线可知，盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度相等，所以盐酸的物质的量浓度为0.1000mol·L－1；C项，指示剂变色时，盐酸与NaOH溶液并不是恰好完全反应，因为酚酞的变色范围(pH)为8.2～10.0；D项，当滴加的NaOH溶液为10.00mL时，混合液的总体积为30.00mL，混合液中c(H＋)为eq\f(1,30)mol·L－1，所以该混合液的pH＝1＋lg3。]14．加碘食盐中的碘以碘酸钾(KIO3)的形式存在。已知溶液中的IOeq\o\al(－,3)和I－发生反应：IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O。依据此反应，可用试纸和一些生活中常用的物质进行试验，证明食盐中存在IOeq\o\al(－,3)，除食盐外可供选用的物质有：①自来水②蓝色石蕊试纸③碘化钾淀粉试纸④淀粉⑤食糖⑥食醋⑦白酒进行上述试验时必需运用的物质是()A．①③ B．③⑥C．②④⑥ D．①②④⑤⑦B[此为信息题，依据信息可知，在酸性条件下，IOeq\o\al(－,3)可氧化I－生成单质碘。由题意知，要证明食盐中有IOeq\o\al(－,3)，应用到I－、淀粉和酸。现给出了KI­淀粉试纸，包括了前两种试剂，所以再选用食醋便可完成上述检验。向待测液中加入醋酸，然后将溶液滴在KI­淀粉试纸上，若试纸变蓝，即证明有IOeq\o\al(－,3)。]15．溶液X中含有下表中的某5种离子，且其浓度均为0.1mol·L－1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸，有无色气体生成，经分析，反应前后阴离子种类没有改变。下列叙述不正确的是()阳离子Na＋、Ca2＋、Fe2＋、Al3＋、Fe3＋、Mg2＋阴离子OH－、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)A．X溶液中不行能含有HCOeq\o\al(－,3)或COeq\o\al(2－,3)B．生成无色气体的离子方程式为3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2OC．依据电荷守恒，原溶液中肯定含Mg2＋D．X溶液中肯定含3种阳离子、2种阴离子D[各种离子的物质的量浓度均为0.1mol·L－1，向溶液X中加入足量的稀盐酸，有无色气体生成，且反应溶液中阴离子的种类没有改变，所以气体不行能是COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)产生的，依据表中的离子，可推知该气体是Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)在酸性环境下生成的NO，加入盐酸，溶液中阴离子种类不变，所以原来溶液中含有Cl－，因Fe2＋与OH－反应，所以原溶液中无OH－，依据电荷守恒，还含有阴离子SOeq\o\al(2－,4)，由于总共含有5种离子，再依据电荷守恒可知还含有一种带有两个正电荷的Mg2＋，所以原溶液中含有的5种离子为Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Fe2＋、Mg2＋。依据分析可知，溶液中肯定不存在HCOeq\o\al(－,3)与COeq\o\al(2－,3)，A正确；生成的无色气体为NO，反应的离子方程式为3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，B正确；原溶液中肯定含有Mg2＋，C正确；原溶液中含有的5种离子为Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Fe2＋、Mg2＋，有2种阳离子、3种阴离子，D错误。]16．氧化还原滴定与中和滴定类似，指的是用已知浓度的氧化剂(还原剂)溶液滴定未知浓度的还原剂(氧化剂)溶液。现有0.001mol·L－1KMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液，已知二者发生氧化还原反