【精选】高考化学二轮复习(三)专题一基本概念第3讲氧化还原反应离子反应.pdf

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1、精选高考化学复习资料课时冲关练(三)氧化还原反应离子反应(45 分钟,100 分)一、选择题(本题包括 7 小题,每小题 6 分,共 42 分)1.下列离子在指定条件下一定能大量共存的是()A.含有大量 OH-的溶液中:C、Cl-、F-、K+B.与铝反应产生氢气的溶液中:Na+、Al、N、HCC.含有大量 Al3+的溶液中:K+、Na+、N、ClO-D.使甲基橙呈黄色的溶液中:I-、Cl-、N、Na+【解析】选 A。B选项,与铝反应产生氢气的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,酸性溶液中偏铝酸根和碳酸氢根不能大量存在,碱性溶液中碳酸氢根不能大量存在;C 选项,铝离子和次氯酸根离子因发生水解相

2、互促进反应不共存;D 选项,当溶液显酸性时,溶液中碘离子和硝酸根离子因发生氧化还原反应不能共存。【方法规律】“三步”突破离子能否大量共存判断题第一步,“细审题干关键”(1)注意是“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键点。(2)注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色。第二步,“分析限制条件”通过分析题干的限制条件,判断溶液是酸性还是碱性。第三步,“抓住反应发生条件”(1)生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。(2)特别注意氧化还原反应。(3)熟记相互促进的水解反应。2.(2014淮北一模)雌黄与浓硝酸反应如下:As2S3+28HNO3(浓)2H3AsO4

3、+3H2SO4+28NO2+8H2O,下列说法正确的是()A.氧化产物只有 H2SO4B.1 mol As2S3发生反应,有 28 mol 电子转移C.该反应中 As2S3既是氧化剂又是还原剂D.As2S3不可能与氧气反应【解析】选 B。A.还原剂化合价升高生成氧化产物:H3AsO4和 H2SO4,错误。B.1 mol As2S3发生反应,As 由+3 到+5 转移 4 mol 电子,S 由-2 到+6 转移 24 mol 电子,一共 28 mol 电子转移,正确。C.该反应中 As2S3是还原剂,错误。D.As2S3与氧气能反应得到As的氧化物和 S的氧化物,错误。3.下列离子方程式正确的是

4、()A.Al 与 NaOH 溶液反应:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2B.FeBr2溶液中通入少量 Cl2:2Fe2+2Br-+Cl22Fe3+Br2+2Cl-C.稀硝酸除银镜:Ag+2H+NAg+NO2+H2O D.烧碱溶液中通入过量SO2:2OH-+SO2S+H2O【解析】选 A。A项表示的离子方程式正确;FeBr2溶液中通入少量 Cl2,还原性强的 Fe2+先被氧化,且 B中电荷不守恒,所以错误;稀硝酸与金属反应生成 NO 气体,C 错误;烧碱溶液中通入过量的SO2,生成酸式盐,所以D错误。【加固训练】下列离子方程式正确的是()A.将过量 NaOH 溶液滴入 Ca(HCO3)2溶

5、液中:Ca2+HC+OH-CaCO3+H2O B.三氯化铁溶液中通入硫化氢气体:2Fe3+3H2SFe2S3+6H+C.用稀硝酸浸泡做过银镜反应的试管:Ag+2H+NAg+NO2+H2O D.4 mol L-1的 NaAlO2溶液和 7 mol L-1的 HCl 等体积互相均匀混合:4Al+7H+H2O3Al(OH)3+Al3+【解析】选 D。A项,NaOH过量,则 HC全部参与反应,离子方程式应为Ca2+2HC+2OH-CaCO3+C+2H2O;B 项,正确的离子方程式为2Fe3+H2S2Fe2+S+2H+;C 项中,稀硝酸和银反应生成NO;D项,先写出NaAlO2和 HCl 反应生成 Al

6、(OH)3的离子方程式,然后写出 Al(OH)3和 HCl反应生成Al3+的离子方程式,再按物质的量关系进行相加可得4Al+7H+H2O3Al(OH)3+Al3+。4.(2014 马鞍山一模)从硫化物中提取单质锑,经历以下两个过程:2Sb2S3+3O2+6FeSb4O6+6FeS Sb4O6+6C4Sb+6CO,关于反应、的说法正确的是()A.反应中锑元素被氧化,反应中锑元素被还原B.CO中元素电负性:CO C.每生成 4 mol 锑时,消耗 67.2 L O2D.反应说明高温下C的还原性比 Sb强【解析】选D。反应氧化剂是氧气,还原剂是铁,Sb 的化合价没有变化,反应 Sb被还原,A 错误;

7、根据同周期元素电负性由左向右逐渐增大可知 B 错误;氧气所处的外界条件不知,不能根据体积求其物质的量,C错误;根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知D正确。【方法规律】考查陌生反应的氧化还原反应或得失电子数时要从我们熟悉的物质入手去分析,如本题的 A项可分析氧气得电子数与铁失电子数刚好相等,则 Sb的化合价没有变化。5.(2014 黄山一模)下列应用不涉及氧化还原反应的是()A.实验室用 NH4Cl 和 Ca(OH)2制备 NH3B.工业上电解熔融状态Al2O3制备 Al C.工业上利用合成氨实现人工固氮D.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂【解析】选 A。A.实验室用 NH4Cl 和 Ca(

8、OH)2制备 NH3为复分解反应,不是氧化还原反应;B.工业上电解熔融状态Al2O3制备 Al,化合价发生变化,为氧化还原反应;C.工业上利用 N2和 H2反应生成 NH3,化合价发生变化,为氧化还原反应;D.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂,CO2、H2O与 Na2O2反应,化合价发生变化,为氧化还原反应。6.(2014 西安模拟)某 pH=1的 X溶液中可能含有 Fe2+、Al3+、N、C、S、S、Cl-中的若干种,现取 X溶液进行连续实验,实验过程及产物如下:下列说法正确的是()A.气体 A是 NO2B.X 中肯定存在 Fe2+、Al3+、N、SC.溶液 E和气体 F不能发生化学反应D.X

9、中不能确定的离子是Al3+和 Cl-【解析】选D。pH=1 的 X 溶液显酸性,在此溶液中因为发生反应:C+2H+CO2+H2O及 S+2H+SO2+H2O,不可能存在 C和 S。向该溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液,产生气体 A、溶液 B和沉淀 C,则沉淀为BaSO4,原溶液中含有 S。由于 HNO3有强的氧化性,产生气体则说明含有还原性的离子,与 HNO3反应,硝酸被还原为NO气体,则原溶液中含有Fe2+,气体 A 为 NO,2NO+O22NO2,气体 D 为 NO2。3NO2+H2O2HNO3+NO,溶液 E为 HNO3。由于开始加入的Ba(NO3)2溶液是过量的,所以溶液 B中一定

10、含有 Ba(NO3)2。向溶液 B中加入足量的 NaOH 溶液,产生气体 F,则 F为 NH3,原溶液中含有 N。还生成溶液 H和沉淀 G,由于原溶液中含有Fe2+,它 在 酸 性 条 件 下 被 硝 酸 氧 化 为Fe3+,这 时 发 生 反应:Fe3+3OH-Fe(OH)3,由于开始加入的Ba(NO3)2溶液及后来加入的NaOH 溶液都是过量的,所以在溶液 H中一定含有 Ba(NO3)2、NaOH。当向其中通入过量的CO2气体时,发生反应CO2+2NaOH Na2CO3+H2O;Na2CO3+Ba(NO3)2BaCO3+2NaNO3,沉淀 I 中一定含有 BaCO3。根据上述分析可知:原溶

11、液一定含有的离子为Fe2+、N、S;一定不含有的离子是C、S;不能确定是否存在的离子是Cl-、Al3+。因此正确选项为D。【易错警示】(1)解答本题首先要根据pH=1(溶液中含有大量H+),排除C、S的存在,为后续分析减轻负担。(2)本题易忽视过量的NaOH 溶液与 CO2反应生成 C,再与过量的 Ba2+生成白色沉淀 BaCO3,而错选 B。7.下列离子方程式的书写及评价均合理的是()离子方程式评价A 将 1 mol Cl2通入含 1 mol FeI2的溶液中:2Fe2+2I-+2Cl22Fe3+4Cl-+I2正确;Cl2过量,可将 Fe2+、I-氧化B Mg(HCO3)2溶液与足量的 Na

12、OH 溶液正确;酸式盐与碱反应生成反应:Mg2+HC+OH-MgCO3+H2O 正盐和水C 过 量 的SO2通 入NaClO 溶 液中:SO2+H2O+ClO-HClO+HS正确;说明酸性:H2SO3强于HClO D 1 mol L-1的 NaAlO2溶液和2.5 mol L-1的 HCl溶液等体积均匀混合:2Al+5H+Al(OH)3+Al3+H2O 正 确;H+不 足,Al与Al(OH)3消耗的 H+的物质的量之比为 23【解析】选 D。1 mol FeI2完全被氧化,需 1.5 mol Cl2,Cl2并不过量,A不合理;NaOH溶液足量,应生成溶解度更小的Mg(OH)2,B 不合理;Na

13、ClO溶液具有强氧化性,能够氧化 SO2生成 S,C 不正确。【易错提醒】本题易出现以下两方面的错误:(1)不清楚氢氧化镁的溶解度比碳酸镁的溶解度更小而错选B。(2)思维定式,对“强酸制弱酸”的规律认识不到位而错选C。一般情况下,“强酸制弱酸”的规律在复分解反应中使用。二、非选择题(本题包括 4 小题,共 58 分)8.(14 分)(2014 济南模拟)化合物 A、B是中学常见的物质,其阴、阳离子可从下表中选择:阳离子K+、Na+、Fe2+、Ba2+、N阴离子OH-、N、I-、HC、Al、HS(1)若 A、B的水溶液均为无色,B 的水溶液呈碱性,且混合后只产生不溶于稀硝酸的白色沉淀及能使红色石

14、蕊试纸变蓝的气体。B的化学式为。A、B 溶 液 混 合 后 加 热 呈 中 性,反 应 的 离 子 方 程 式 为_。(2)若 A的水溶液呈浅绿色,B 的水溶液无色且其焰色反应为黄色。向 A的水溶液中加入稀盐酸无明显现象,再加入 B后溶液变黄,但 A、B的水溶液混合亦无明显变化。则A为。经分析,上述过程中溶液变黄的原因可能有两种:.。.。请用一简易方法证明上述溶液变黄的原因。【解析】(1)根据 A、B的性质和反应现象可知,A 为 NH4HSO4,B 为 Ba(OH)2,二者 1 1 混 合反应,加热后溶液显中 性,反应的 离子方 程式为H+S+N+Ba2+2OH-BaSO4+NH3+2H2O。

15、(2)若 A的水溶液呈浅绿色,说明 A为亚铁盐;B的水溶液无色且其焰色反应为黄色,B 为钠盐。向 A的水溶液中加入稀盐酸无明显现象,再加入 B 后溶液变黄,说明 B 为硝酸钠;由 A、B的水溶液混合亦无明显变化知A只能是 FeI2。答案:(1)Ba(OH)2H+S+N+Ba2+2OH-BaSO4+NH3+2H2O(2)FeI2.仅有 I-被氧化成 I2,使溶液呈黄色.I-、Fe2+均被氧化,使溶液呈黄色取少量变黄溶液于试管中,滴加几滴 KSCN 溶液,若变红则合理(其他合理答案亦可)9.(14分)(1)锡为第 A 族元素,锡的单质和化合物与某些物质的化学性质有许多相似之处。已知锡元素具有如下性

16、质:Sn4+Sn2Sn2+;2Sn2+O2+4H+2Sn4+2H2O;2H+SnSn(OH)2Sn2+2OH-。试回答:锡溶于盐酸,再向反应后的溶液中通入氯气,有关反应类似于铁的相应变化,试写出有关反应的化学方程式:,。将中溶液蒸干后继续灼烧得到固体,变化过程类似于FeCl3溶液的相应变化,则最后得到的固体物质是(填化学式)。若可用SnCl2溶液与过量的碱溶液反应的方法制Sn(OH)2,该碱可选用。(2)某无色稀溶液 X中,可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子C、Si、Al、Cl-阳离子Al3+、Cu2+、Mg2+、N、Na+现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入

17、试剂 Y体积(V)的关系如图所示。若Y是 盐 酸,则 溶 液 中 含 有 的 金 属 阳 离 子是 ,ab 段发生反应的离子方程式为 ,图 中Oa段 参 加 反 应 的 阴 离 子 的 物 质 的 量 之 比为。若Y 是NaOH 溶 液,则bc段 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式为。【解析】(1)锡为第 A族元素,化合价有+4 价和+2价,有关反应类似于铁的相应变化,所以锡和盐酸反应:Sn+2HClSnCl2+H2,再向反应后的溶液中通入氯气:SnCl2+Cl2SnCl4;把 SnCl4溶液蒸干再灼烧,类似于 FeCl3溶液相应的变化,水解平衡向右移动,HCl 挥发,剩余 Fe(OH)3

18、,不稳定受热分解生成Fe2O3,类比可知SnCl4溶液蒸干再灼烧,可得SnO2;Sn(OH)2既能按酸式电离,又能按碱式电离,是两性氢氧化物,所以可以溶于强酸、强碱,因此选择弱碱制备,如氨水。(2)无色稀溶液,说明没有Cu2+,加入盐酸,能和 Al、Si生成沉淀,ab 段沉淀不再增加,是 C参与反应,bc 段沉淀减少,是 Al(OH)3溶解,有上述三种阴离子存在,则能存在的金属阳离子只有Na+,ab 段发生反应的离子方程式为C+2H+CO2+H2O,bc 段消耗盐酸一格,假设一格盐酸为 3 mol,则可推断出 Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O,根据铝守恒,可知 Al是 1 mol,

19、Oa 段消耗盐酸四格,相当于盐酸 12 mol,Al消耗盐酸 1 mol,剩余的 11 mol 是 Si消耗的,则可推知 Si为 11/2 mol,所以 Si和 Al的物质的量之比为112;若 Y是 NaOH 溶液,能和 Mg2+、Al3+反应生成沉淀,ab 段沉淀不再增加,是 N参与反应,bc段 沉 淀 减 少,是Al(OH)3溶 解,bc段 反 应 的 离 子 方 程 式 为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。答案:(1)Sn+2HClSnCl2+H2SnCl2+Cl2SnCl4SnO2NH3H2O(2)Na+C+2H+CO2+H2O n(Si)n(Al)=112 Al(OH)3+OH-

20、Al+2H2O 10.(16 分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺流程如下:请回答下列问题:(1)写 出 向KOH 溶 液 中 通 入 足 量Cl2发 生 反 应 的 离 子 方 程式。(2)在溶液中加入KOH固体的目的是 (填编号)。A.为下一步反应提供碱性的环境B.使 KClO3转化为 KClO C.与溶液中过量的Cl2继续反应,生成更多的 KClO D.KOH 固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率(3)从溶液中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应中发生反应的离子方程式为。每制得 59.4 克 K2FeO

21、4,理论上消耗氧化剂的物质的量为mol。(4)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸 附 杂 质,配 平 该 反 应 的 离 子 方 程 式:Fe+H2OFe(OH)3(胶体)+O2+OH-。【解 析】(1)KOH 溶 液 与 足 量Cl2发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O。(2)在溶液中加入KOH 固体的目的是为下一步反应提供碱性的环境,与溶液中过量的Cl2继续反应,生成更多的 KClO,故选 A、C。(3)反应中发生反应的离子方程式为2Fe3+3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O,在方程式中每产生2

22、mol的 Fe,转移电子 6 mol,消耗氧化剂 3 mol。现在 n(K2FeO4)=59.4 g198 g mol-1=0.3 mol,所以消耗氧化剂的物质的量为320.3 mol=0.45 mol。(4)高 铁 酸 钾(K2FeO4)水 解 的 离 子 方 程 式 为4Fe+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2+8OH-。答案:(1)2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O(2)A、C(3)2Fe3+3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O 0.45(4)4 10 4 3 8 11.(14分)铁是人体不可缺少的微量元素,摄入含铁的化合物可补充铁。“速力菲”是市场上一种常见的

23、补铁药品,下表是说明书的部分内容。每片含琥珀酸亚铁0.1 g 用于缺铁性贫血症,预防及治疗用。成人预防量 0.1 g/日,成人治疗量 0.2 0.4 g/日。小儿用量预防量3060 mg/日,治疗量 0.1 0.3 g/日避光、密封、在干燥处保存。(1)该药品中 Fe2+会缓慢氧化。国家规定该药物中Fe2+的氧化率(已经被氧化 Fe2+的质量与 Fe2+总质量的比值)超过 10.00%就不能再服用。实验室可采用H2SO4酸化的 KMnO4溶液,对“速力菲”中的Fe2+进行滴定(假设药品中其他成分不与KMnO4反应)。请写出该反应的离子方程式:。实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4

24、溶液 250 mL,配制 时 需 要 的 玻 璃 仪 器 除 玻 璃 棒、烧 杯、胶 头 滴 管 外,还需。某同学设计了下列滴定方式(夹持部分略去),最合理的是。(填字母序号)(2)称量上述含铁元素质量分数为20.00%的“速力菲”10.00 g,将其全部溶于稀硫酸中,配制成 1 000 mL 溶液,取出 20.00 mL,用 0.010 00 molL-1的 KMnO4溶液滴定,用去 KMnO4溶液 12.00 mL,该药品中 Fe2+的氧化率为。(3)已知琥珀酸为二元有机羧酸,含 23.6 g琥珀酸的溶液与4.0 molL-1100.0 mL的氢氧化钠溶液恰好完全中和。核磁共振氢谱分析显示

25、,琥珀酸分子谱图上只有两组吸收峰。写出琥珀酸溶液与氢氧化钠溶液完全中和的化学方程式(有机物写结构简式)。【解 析】(1)按 照 氧 化 还 原 反 应 的 规 律 配 平 方 程 式 如 下5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O;精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液 250 mL,还需要 250 mL 容量瓶;KMnO4溶液具有氧化性,只能选择酸式滴定管;(2)由于 n(Fe2+)=0.010 00 mol L-112.00 10-3L5(1 000 mL/20.00 mL)=0.030 00 mol,则 m(Fe2+)=0.030 00 mol56 g mol-1=1.680

26、g,则(10.00 g20.00%-1.680 g)/(10.00 g20.00%)=16.00%10.00%;(3)琥 珀 酸 为 二 元 有 机 羧 酸,含23.6 g 琥 珀 酸 的 溶 液 与4.0 molL-1100.0 mL的氢氧化钠溶液恰好完全中和可知琥珀酸相对分子质量为 118,由于核磁共振氢谱分析显示,琥珀酸分子谱图上只有两组吸收峰可以得出琥珀酸结构简式为HOOCCH2CH2COOH,写出方程式即可。答案:(1)5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O 250 mL容量瓶b(2)16.00%(3)HOOC CH2CH2COOH+2NaOHNaOOCCH2CH2COONa+2H2O