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离子反应、离子方程式
一、单选题
1.(2025·天津·高考真题)下列离子在溶液中能大量共存的是
A. Al3+、Na+、S2-、MnO- B. Fe2+、H+、SO2-、Br-
4 3
C. NH 4 +、Mg2+、OH-、I- D. AgNH 3 2 +、K+、OH-、Cl-
2.(2025·广西·高考真题)不同含硫物质间可相互转化。下列离子方程式书写正确的是
A. 反应①:S2-+H+=HS-
B. 反应②:4HS-+Al3++4H 2 O=Al(OH) 4 -+4H S↑ 2
C. 反应③:S O2-+2H+=S↓+SO ↑+H O
2 3 2 2
D. 反应④:SO +2MnO-+4H+=SO2-+2Mn2++2H O
2 4 4 2
3.(2025·江西·高考真题)X、Y分别是由2种和3种前四周期元素组成的化合物,溶于水后混合,溶液转
变成紫色,得到溶液Z,用pH试纸检测显红色。取3支试管分别装入少量溶液Z,进行实验,记录为:
序号 加入试剂 现象
1 H O 溶液 产生大量气泡、溶液紫色褪去
2 2
2 AgNO 溶液 产生白色沉淀
3
3 溴水 产生白色沉淀
关于溶液Z,下列说法正确的是
A. 含Fe3+ B. 含MnO- C. 可能含H+ D. 不含Cl-
4
4.(2025·四川·高考真题)解释下列实验现象的离子方程式错误的是
A. CuCl 2 浓溶液稀释,绿色溶液变蓝: CuCl 4 2-+4H 2 O⇌ CuH 2 O 4 2++4Cl-
B. ZnCl 溶液中通入H S,析出白色沉淀:Zn2++H S=ZnS↓+2H+
2 2 2
C. H SO 溶液中滴加Na S,出现浅黄色浑浊:2S2-+SO2-+6H+=3S↓+3H O
2 3 2 3 2
D. K CrO 溶液中滴加H SO ,黄色溶液变为橙色:2CrO2-+2H+⇌Cr O2-+H O
2 4 2 4 4 2 7 2
5.(2025·全国卷·高考真题)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是
A. 酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:Fe-2e-=Fe2+
B. 铁发生腐蚀生锈的反应:3Fe+2O +xH O=Fe O ⋅xH O
2 2 3 4 2
C. 铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:Fe+2HNO (浓)=FeO+2NO ↑+H O
3 2 2
·1·D. 安装锌块保护船舶外壳,铁电极上发生的反应:Fe3++3e-=Fe
6.(2026·天津河北·二模)下列离子在溶液中能大量共存的是
A. ClO-、Cl-、H+、Ca2+ B. Fe2+、Br-、Na+、S2-
C. CuNH 3 4 2+、K+、H+、NO- D. Na+、OH-、SO2-、 3 4
7.(2026·天津·二模)下列离子在溶液中可以大量共存的是
A. Na+、H+、Fe2+、ClO- B. K+、Mg2+、SO2-、Cl-
4
C. AgNH 3 2 +、H+、NO-、Al3+ D. Fe3+、H+、HCO-、SCN- 3 3
8.(2026·天津滨海新区·二模)下列离子方程式正确的是
A. 将少量Cl 通入Na CO 溶液中:Cl +2CO2-+H O=2HCO-+Cl-+ClO-
2 2 3 2 3 2 3
B. 向NaAl(OH) 4 溶液中滴入CaHCO 3 2 溶液: Al(OH) 4 -+HCO-=Al(OH) ↓+CO2-+H O 3 3 3 2
C. SO 通入到BaCl 溶液中:SO +H O+Ba2+=BaSO ↓+2H+
2 2 2 2 3
D. 将AgCl溶于足量氨水:Ag++2NH 3 ⋅H 2 O= AgNH 3 2 ++2H O 2
9.(2026·天津北辰·二模)下列离子方程式书写不正确的是
A. 食醋去除水垢中的CaCO :CaCO +2H+=Ca2++CO ↑+H O
3 3 2 2
B. 制备“84”消毒液:Cl +2OH-=Cl-+ClO-+H O
2 2
C. 向氯化铝溶液中滴加过量氨水:Al3++3NH 3 ⋅H 2 O=AlOH ↓+3NH+ 3 4
D. Na S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-=HgS↓
2
10.(2026·北京顺义·二模)常温下,用pH试纸测得0.1mol⋅L-1 NaHSO 溶液的pH约为5下列说法不正
3
确的是
A. 该溶液中,cSO2 3 - >cH 2 SO 3
B. 向2 mL该溶液中通入足量氯气,溶液pH<5
C. 向2mL该溶液中加入足量BaOH 溶液,反应的离子方程式为:2HSO-+Ba2++2OH-= 2 3
BaSO ↓+SO2-+2H O
3 3 2
D. 由实验可推断:K aH 2 SO 3 1 ⋅K aH 2 SO 3 2 >K W
二、解答题
11.(2026·江苏·二模)实验室从含碘废液(主要含I 、KI及杂质)回收制取碘或NaI过程如下:
2
·2·(1)含碘废液中先加入过量Na SO ,再加入CuSO 溶液可得到CuI。沉淀反应的离子方程式为
2 3 4
。
(2)加入适量浓硝酸将CuI氧化后,通过操作X分离得到粗碘。
①加入的浓硝酸不能过量的原因是 。
②操作X的名称为 。
(3)粗碘中含氯化铁等杂质,可获得精碘和制取NaI溶液。
①碘升华提纯装置如图所示,其中PO 的作用是 。
2 5
②N H 可以将较活泼金属离子还原为单质,氧化产物为N 。向粗碘中加入NaHCO 溶液再用N H
2 4 2 3 2 4
还原可得到NaI溶液,该反应的离子方程式为 。
③与使用Na SO 还原剂相比,使用N H ⋅H O作还原剂的优点是 。
2 3 2 4 2
(4)已知:5SO2-+2IO-+2H+=I +5SO2-+H O。请补充完整检验含碘废液(pH约为8)中是否
3 3 2 4 2
含IO-的实验方案:取适量含碘废液, (实验中可供选择的试剂:CCl 、稀盐酸、淀粉溶液、
3 4
FeCl 溶液、Na SO 溶液)。
3 2 3
12.(2026·江苏南京·二模)从铅膏(主要成分为PbO 、Pb、PbSO )中可回收铅氧化物。
2 4
(1)预处理。酸性条件下,FeSO 可催化PbO 与Pb的反应,直接获得PbSO ,总反应为:
4 2 4
Pb+PbO +2H SO FeSO 2PbSO +2H O
2 2 4 4 4 2
①为验证催化过程中生成了Fe3+,可使用的检测试剂为 。
②一种可能的催化机理表示为:
反应Ⅰ:2Fe2++PbO +4H++SO2-=2Fe3++PbSO +2H O
2 4 4 2
反应Ⅱ:⋯⋯
反应Ⅱ的离子方程式为 。
③硫酸浓度对铅膏中PbSO 含量的影响如图所示。当硫酸浓度大于2.5 mol⋅L-1时,PbSO 含量随
4 4
硫酸浓度升高而下降的原因是 。
·3·(2)脱硫。将PbSO 与过量NH Ac溶液混合(CH COO-简写为Ac),发生如下可逆反应:
4 4 3
PbSO +2NH Ac⇌PbAc
4 4
+NH
2 4
SO
2 4
已知:①部分物质的溶解性如下表:
PbAc 2 NH 4 Ac NH 4 SO PbCO 2 4 3
溶解性(水) 易溶 易溶 易溶 难溶
溶解性(甘油) 易溶 易溶 难溶 难溶
②PbAc 在甘油(沸点290℃)中的分解温度为150℃。
2
请补充完整制备PbCO 的实验方案:将PbSO 与过量NH Ac溶液混合,反应一段时间后, ,
3 4 4
过滤、洗涤、干燥,得到PbCO 。[要求尽可能提高PbCO 的产量,必须使用的试剂和装置:甘油、
3 3
NH 4 CO 溶液、蒸馏装置(如图所示)]。 2 3
(3)热解。将8.01mgPbCO 在空气中焙烧,剩余固体质量随温度的变化如图所示。
3
530℃时,所得铅氧化物的化学式为 (写出计算过程)。
·4·参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C A C A D B A A C
1【. 答案】D
【详解】A.Al3+与S2-发生互促双水解2Al3++3S2-+6H O=2Al(OH) ↓+3H S↑,且MnO-会氧
2 3 2 4
化S2-,不能共存,A错误;
B.H+与SO2-不共存能,会生成二氧化硫和水,B错误;
3
C.NH 4 +与OH-反应生成NH 3 ·H 2 O,Mg2+与OH-生成MgOH 沉淀,不能共存,C错误; 2
D.4种离子均互不发生反应,D正确;
故答案选D。
2【. 答案】C
【详解】A.反应①中CH COOH为弱酸,离子方程式中应保留化学式,正确离子方程式为S2-+
3
CH COOH=HS-+CH COO-,A错误;
3 3
B.反应②中Al3+与HS-发生双水解反应,生成Al(OH) 沉淀和H S气体,正确离子方程式为Al3+
3 2
+3HS-+3H O=Al(OH) ↓+3H S↑,B错误;
2 3 2
C.反应③中S O2-在酸性条件下发生歧化反应生成S、SO 和H O,离子方程式S O2-+2H+=S↓
2 3 2 2 2 3
+SO ↑+H O符合守恒原则,C正确;
2 2
D.反应④中SO 与酸性KMnO 发生氧化还原反应,S元素从+4价升至+6价,Mn元素从+7价
2 4
降至+2价,得失电子守恒时SO 与MnO-系数比应为5:2,正确离子方程式为5SO +2MnO-+
2 4 2 4
2H O=5SO2-+2Mn2++4H+,D错误;
2 4
故选C。
3【. 答案】A
【分析】X、Y分别是由2种和3种前四周期元素组成的化合物,溶于水后混合,溶液转变成紫色,结
合第3个实验的现象可知,物质Y(含有三种元素)是苯酚,FeCl 和苯酚混合后,会形成紫色的苯酚
3
铁配合物([Fe(C H O) ]3-)和HCl;通过实验1的现象可知,双氧水分解产生氧气,Fe3+可以使苯酚
6 5 6
显紫色,通过实验2的现象可知含有氯离子,所以X是FeCl 。所以溶液Z含有的物质是
3
[Fe(C H O) ]3-、H+和Cl-。
6 5 6
【详解】A.通过实验1的现象可知,双氧水分解产生氧气,溶液Z含有Fe3+(作双氧水分解的催化
剂),由于铁离子作催化剂,所以苯酚的紫色褪去,A正确;
B.通过分析可知,溶液Z中,不含有高锰酸根离子,B错误;
C.通过分析可知,溶液Z中一定含有H+,C错误;
D.加入硝酸银溶液产生白色沉淀,一定含有氯离子,D错误;
故选A。
4【. 答案】C
【详解】A.浓CuCl 溶液稀释时,[CuCl ]2-转化为[Cu(H O) ]2+的配位平衡发生移动,A正确;
2 4 2 4
B.ZnCl 溶液中通入H S生成硫化锌沉淀,所给离子方程式正确,B正确;
2 2
·5·C.H SO 与S2-发生归中反应生成S单质,但亚硫酸是弱酸,不能拆成离子形式,C错误;
2 3
D.CrO2-在酸性条件下转化为Cr O2-,符合铬酸根与重铬酸根的平衡,D正确;
4 2 7
故选C。
5【. 答案】A
【详解】A.酸性环境中铁发生析氢腐蚀,负极是Fe,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故A正确;
B.铁腐蚀生锈的产物应为Fe O ·xH O,故B错误;
2 3 2
C.发蓝处理形成的是Fe O 氧化膜,且反应条件与产物不符,故C错误;
3 4
D.安装锌块保护船舶外壳,属于牺牲阳极保护法,铁作为阴极,铁电极上可能是O 得电子发生还原
2
反应,非Fe3+被还原,故D错误;
选A。
6【. 答案】D
【详解】A.ClO-与Cl-在酸性条件下发生氧化还原反应生成Cl ,不能大量共存,A错误;
2
B.Fe2+与S2-会反应生成FeS沉淀,不能大量共存,B错误;
C.[Cu(NH ) ]2+是铜氨络离子,H+会与络离子中的NH 结合生成NH+,破坏络离子结构,不能大
3 4 3 4
量共存,C错误;
D.邻羟基苯甲酸在碱性环境下脱质子得到 ,与Na+、OH-、SO2-之间均不发生
4
反应,能大量共存,D正确;
答案选D。
7【. 答案】B
【详解】A.酸性条件下ClO-具有强氧化性,会将具有还原性的Fe2+氧化,且H+与ClO-结合生成
弱电解质HClO,不能大量共存,A错误;
B.K+、Mg2+、SO2-、Cl-之间互不发生反应,能在溶液中大量共存,B正确;
4
C.[Ag(NH ) ]+会与H+发生反应生成Ag+和NH+,不能大量共存,C错误;
3 2 4
D.Fe3+与SCN-发生络合反应,Fe3+与HCO-发生双水解反应,H+与HCO-反应生成CO 和
3 3 2
H O,H+与SCN-反应生成弱酸HSCN,不能大量共存,D错误;
2
故选B。
8【. 答案】A
【详解】A.少量Cl 与水反应生成HCl和HClO,酸性顺序为HCl>H CO >HClO>HCO-,HCl
2 2 3 3
和HClO均可与过量的CO2-反应生成HCO-,符合离子方程式书写规则,A正确;
3 3
B.反应生成的CO2
3
-会与溶液中的Ca2+结合生成CaCO
3
沉淀,正确的方程式为:2Al(OH)
4
-+
Ca2++2HCO-=2Al(OH) ↓+CaCO ↓+CO2-+2H O,B错误;
3 3 3 3 2
C.SO 与BaCl 溶液不发生反应,C错误;
2 2
D.AgCl是难溶电解质,不能拆分为Ag+,反应物应写化学式AgCl,正确离子方程式应为:AgCl+
2NH ⋅H O=[Ag(NH ) ]++Cl-+2H O,D错误;
3 2 3 2 2
9【. 答案】A
·6·【详解】A.食醋的主要成分醋酸是弱电解质,离子方程式中不能拆写为H+,需保留化学式
CH COOH,正确的离子方程式为CaCO +2CH COOH=Ca2++H O+CO ↑+2CH COO-,A符
3 3 3 2 2 3
合题意;
B.制备“84”消毒液是Cl 与NaOH溶液的反应,离子方程式符合反应事实、拆写规则和原子、电荷
2
守恒,书写正确,B不符合题意;
C.氨水为弱碱,无法溶解Al(OH) ,氯化铝与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,离子方程
3
式书写正确,C不符合题意;
D.Hg2+与S2-反应生成难溶的HgS沉淀,离子方程式书写正确,D不符合题意;
故选A。
10【. 答案】C
【详解】A.NaHSO 溶液pH约为5,说明HSO-的电离程度大于水解程度,电离产生SO2-,水解产
3 3 3
生H SO ,因此c(SO2-)>c(H SO ),A正确;
2 3 3 2 3
B.氯气具有强氧化性,可将HSO-氧化为SO2-,同时生成大量H+,反应为Cl +HSO-+H O=
3 4 2 3 2
2Cl-+SO2-+3H+,溶液酸性增强,pH<5,B正确;
4
C.加入足量Ba(OH) 时,Ba2+和OH-均过量,所有HSO-反应生成的SO2-都会与Ba2+结合为沉
2 3 3
淀,正确离子方程式为HSO-+Ba2++OH-=BaSO ↓+H O,选项给出的是Ba(OH) 不足时的反
3 3 2 2
应,C错误;
K
D.HSO-的电离常数为K ,水解常数K = W ,溶液显酸性说明电离程度大于水解程度,即K
3 a2 h K a2
a1
K
> W ,推得K (H SO )·K (H SO )>K ,D正确;
K a1 2 3 a2 2 3 W
a1
故答案选C。
11【. 答案】(1)2Cu2++2I-+SO2-+H O=2CuI↓+SO2-+2H+或2Cu2++2I-+3SO2-+H O=2CuI↓
3 2 4 3 2
+SO2-+2HSO-
4 3
(2) 过量浓硝酸会进一步氧化生成的I ,降低碘的产率 过滤
2
(3) 作干燥剂,吸收装置内的水蒸气,防止水蒸气冷凝后使碘溶解,影响碘的凝华提纯
N H +2I +4HCO-=4I-+N ↑+4CO ↑+4H O N H 的氧化产物为N ,不会引入难除去的杂
2 4 2 3 2 2 2 2 4 2
质,产物无污染,产品纯度更高
(4)用CCl 多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质的存在;然后从水层取少量溶液,
4
加入适量淀粉溶液,加稀盐酸酸化,滴加适量Na SO 溶液,若溶液变蓝,说明废水中含IO-,不变蓝
2 3 3
则不含IO-
3
【详解】(1)含碘废液中加入过量Na SO ,会将I 还原为I-:I +SO2-+H O=2I-+SO2-+2H+。
2 3 2 2 3 2 4
再加入CuSO 溶液,Cu2+与I-发生氧化还原反应生成CuI沉淀:2 Cu2++4 I-=2 CuI↓+I ,故总
4 2
离子方程式为2Cu2++2I-+SO2-+H O=2CuI↓+SO2-+2H+或2Cu2++2I-+3SO2-+H O=
3 2 4 3 2
2CuI↓+SO2-+2HSO-。
4 3
(2)①浓硝酸为强氧化剂,过量时会将生成的I 进一步氧化为高价碘化合物,降低产率,因此不能过
2
量。
② 操作X是分离粗碘和废液,因为碘是固体,废液是液体,所以操作X的名称为过滤。
·7·(3)①PO 是常用酸性干燥剂,可吸收升华过程中的水汽,避免水蒸气在烧瓶底部冷凝,防止碘溶解
2 5
损耗,保证凝华得到纯净碘。
②N H 还原I 为I-,自身被氧化为N ,体系中NaHCO 中和反应生成的H+,离子方程式为N H +
2 4 2 2 3 2 4
2I +4HCO-=4I-+N ↑+4CO ↑+4H O。
2 3 2 2 2
③Na SO 作还原剂时氧化产物为SO2-,会引入硫酸盐杂质,而N H 的氧化产物为N ,不会引入难
2 3 4 2 4 2
除去的杂质,产物无污染,产品纯度更高。
(4)原废液原本就含有I ,会干扰IO-的检验,因此先加CCl 萃取除去原有I;再利用题给反应,酸化
2 3 4 2
后加入Na SO ,若有IO-会反应生成I ,淀粉遇I 变蓝,即可检验。故实验方案为用CCl 多次萃取、
2 3 3 2 2 4
分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质的存在;然后从水层取少量溶液,加入适量淀粉溶液,加
稀盐酸酸化,滴加适量Na SO 溶液,若溶液变蓝,说明废水中含IO-,不变蓝则不含IO-。
2 3 3 3
12【. 答案】(1) KSCN溶液 Pb+SO2-+2Fe3+=PbSO +2Fe2+ 生成PbSO 速率加快,
4 4 4
覆盖在铅膏表面阻碍反应进行
(2)加入足量甘油,将所得混合物转移至蒸馏烧瓶中,100~150℃蒸馏至尾接管不再有液滴滴出,冷
却,过滤蒸馏烧瓶内混合物,边搅拌边向所得滤液中滴加NH 4 CO 溶液至不再产生沉淀 2 3
m 8.01×10-3g
(3) n(PbCO )= = =3×10-5mol,则n(Pb)=3×10-5mol,m(Pb)=3×10-5mol
3 M 267g/mol
×207g/mol=6.21×10-3g=6.21mg,m(O)=6.85mg-6.21mg=0.64mg=0.64×10-3g,n(O)=
0.64×10-3g
=4×10-5mol,n(Pb):n(O)=3×10-5:4×10-5=3:4,因此铅氧化物化学式为Pb O 。
16g/mol 3 4
【详解】(1)①高中化学中检验Fe3+的特征试剂是KSCN溶液,Fe3+遇KSCN溶液变为血红色;
②FeSO 是催化剂,总反应 = 反应Ⅰ + 反应Ⅱ,用总离子反应减去反应Ⅰ,整理得到反应Ⅱ的离子
4
方程式为Pb+SO2-+2Fe3+=PbSO +2Fe2+,同时实现Fe2+再生;
4 4
③硫酸浓度过高,生成PbSO 速率加快,覆盖在铅膏表面阻碍反应进行。
4
(2)加入足量甘油(溶解PbAc ),将所得混合物转移至蒸馏烧瓶中,100~150℃蒸馏至尾接管不再
2
有液滴滴出(除去低沸点杂质),冷却,过滤蒸馏烧瓶内混合物(除去(NH ) SO ),边搅拌边向所得滤
4 2 4
液中滴加NH 4 CO 溶液至不再产生沉淀(发生沉淀转化:Pb(Ac) +(NH ) CO =PbCO ↓ 2 3 2 4 2 3 3
+2NH Ac)。
4
m
(3)M(PbCO )=207+12+3×16=267g/mol,则8.01 mgPbCO 固体的n(PbCO )= =
3 3 3 M
8.01×10-3g
=3×10-5mol,n(Pb)=3×10-5mol。 530℃时固体质量为6.85mg,煅烧过程中,Pb
267g/mol
的质量保持不变,则氧化物中:m(Pb)=3×10-5mol×207g/mol=6.21×10-3g=6.21mg,m(O)=
6.4×10-4g
6.85mg-6.21mg=0.64mg=6.4×10-4g,n(O)= =4×10-5mol,n(Pb):n(O)=3×
16g/mol
10-5:4×10-5=3:4,化学式中原子个数比等于元素的物质的量之比,因此化学式为Pb O 。
3 4
·8·