专题三　氧化还原反应　离子反应 (解析版)

这是一份专题三　氧化还原反应　离子反应 (解析版)，共34页。学案主要包含了对点析图等内容，欢迎下载使用。
专题三　氧化还原反应　离子反应
明课程标准
备关键能力
1．认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂。
2．认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法。
1．理解与辨析：理解氧化还原反应的概念及概念间的关系，理解离子反应的概念及发生的条件，认识离子反应和氧化还原反应在生产生活和科学研究中的作用。
2．分析与推测：能运用元素化合物知识，根据实验现象，进行离子的检验和推断，能分析氧化还原反应的基本概念及电子转移情况，正确书写离子方程式和氧化还原方程式。


高考真题·导航
GAO KAO ZHEN TI DAO HANG　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　
1．(2021·全国乙卷T3)下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是(　A　)
A．用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：
CO＋CaSO4===CaCO3＋SO
B．过量铁粉加入稀硝酸中：
Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
C．硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
D．氯化铜溶液中通入硫化氢：
Cu2＋＋S2－===CuS↓
【解析】　硫酸钙微溶，用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙，离子方程式为CO＋CaSO4===CaCO3＋SO，故A正确；过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，离子方程式应为3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，故B错误；硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾，离子方程式应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故C错误；硫化氢为弱电解质，书写离子方程式时不能拆，离子方程式应为Cu2＋＋H2S===＝CuS↓＋2H＋，故D错误。
2．(2020·全国卷Ⅱ·8)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为(　B　)
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
【解析】　①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则不含CaCO3，排除C选项；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色，可确定含有钾元素，即含有KCl；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则应含有MgSO4，综合以上分析，混合物由KCl和MgSO4两种物质组成，故选B。
3．(2020·全国卷Ⅲ·11)对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是(　A　)
A．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：3SO＋Cl2＋H2O===2HSO＋2Cl－＋SO
B．向CaCl2溶液中通入CO2：Ca2＋＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2H＋
C．向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2H＋＋2Fe2＋
D．同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH＋OH－===NH3·H2O
【解析】　用Na2SO3溶液吸收少量的Cl2，Cl2具有强氧化性，可将部分SO氧化为SO，同时产生的氢离子与剩余部分SO结合生成HSO，Cl2被还原为Cl－，反应的离子反应方程式为3SO＋Cl2＋H2O===2HSO＋2Cl－＋SO，A选项正确；向CaCl2溶液中通入CO2，H2CO3是弱酸，HCl是强酸，弱酸不能制强酸，故不发生反应，B选项错误；向H2O2中滴加少量的FeCl3，Fe3＋的氧化性弱于H2O2，不能氧化H2O2，但Fe3＋能催化H2O2的分解，正确的离子方程式应为2H2O22H2O＋O2↑，C选项错误；NH4HSO4电离出的H＋优先和NaOH溶液反应，同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合，氢离子和氢氧根恰好完全反应，正确的离子反应方程式应为：H＋＋OH－===H2O，D选项错误。
4．(2019·全国卷Ⅲ·10)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是(　A　)

A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变
B．水中的NO、SO、Cl－通过阴离子树脂后被除去
C．通过净化处理后，水的导电性降低
D．阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O
【解析】　本题为信息题，注意从题目信息中提取有用信息。根据示意图，水经过阳离子交换树脂后，Ca2＋、Na＋、Mg2＋均被H＋交换，因为Ca2＋、Mg2＋是＋2价阳离子，H＋是＋1价阳离子，根据电荷守恒与Ca2＋、Mg2＋交换的H＋数目应为Ca2＋、Mg2＋总数的2倍，因此水中阳离子总数增加，A错误；根据示意图，NO、SO、Cl－经过阴离子交换树脂后被OH－替换，B正确；水经过净化后溶液中离子浓度减小，水的导电性降低，纯水几乎不导电，C正确；经过阳离子交换树脂后溶液中的阳离子全部是H＋，经过阴离子交换树脂后溶液中的阴离子被OH－替换，所以在阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O，D正确。
5．(2020·全国卷Ⅰ·26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
Mn2＋
开始沉淀pH
1．9
7．0
3．0
8．1
完全沉淀pH
3．2
9．0
4．7
10．1

回答下列问题：
(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是__加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)__。
(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有__Fe2＋__离子被氧化。写出VO＋转化为VO反应的离子方程式__VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O__。
【解析】　(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是：升高温度，加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)；(2)“酸浸氧化”中，钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，Fe2＋具有还原性，则VO＋和VO2＋被氧化成VO的同时还有Fe2＋被氧化，反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；VO＋转化为VO时，钒元素的化合价由＋3价升至＋5价，1 mol VO＋失去2 mol电子，MnO2被还原为Mn2＋，Mn元素的化合价由＋4价降至＋2价，1 mol MnO2得到2 mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，VO＋转化为VO反应的离子方程式为VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O。
6．(2020·全国卷Ⅱ·26节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为__2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O__。
(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为__1．25__mol；产生“气泡”的化学方程式为__NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O__。
【解析】　(1)Cl2歧化为Cl2O和Cl－，HgO和氯气反应的方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O；(2)5ClO＋4H＋===4ClO2＋Cl－＋2H2O，每生成1 mol ClO2，消耗NaClO2为×5＝1．25 mol；碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，方程式为NaHCO3＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
　　　　　　
离子反应和氧化还原反应是历年高考的重点和热点，预计2022年高考仍会延续以往的考查方式，重点考查氧化还原反应、离子反应的基本规律，新情境下信息型氧化还原反应方程式、离子方程式的书写和判断等，其中离子共存，离子方程式的正误判以及氧化还原反应的规律主要以选择题的形式出现，在填空部分常会结合元素化合物知识以化工流程题，实验探究题形式考查离子方程式的书写，陌生氧化还原方程式的书写及配平和相关计算，多角度，动态地分析离子反应、氧化还原反应，利用特征离子反应和氧化还原反应对物质进行定性研究或判断。

必备知识·整合
BI BEI ZHI SHI ZHENG HE
一、氧化还原反应
1．理清两条概念线索

2．掌握氧化还原反应的规律

3．储备陌生氧化还原方程式、离子方程式的书写知识
(1)在日常的学习、练习中，注意记忆、积累常见元素的化合价；认识并掌握常见的氧化剂、还原剂。
①强氧化性物质或离子：Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H＋)。
②强还原性物质或离子：Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)等。
(2)掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应的产物。有时候物质的氧化还原产物还要根据题中的情境信息考虑，如H2S与浓硝酸反应甚至能被氧化为H2SO4，I－可以被过量的浓氯水氧化生成IO。了解常见物质反应后的存在形式，比如O2得电子后转变为O2－，在酸性环境下结合H＋生成H2O，而在碱性条件下则与H2O转变为OH－。
二、离子反应
1．正确书写离子方程式
(1)书写时判断离子反应顺序的方法
①氧化还原型离子反应——强者优先
同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应，其中还原性(或氧化性)最强的还原剂(或氧化剂)最先反应，反应完全后由强到弱依次进行。
②复分解型离子反应——最稳定生成物优先
采用“假设验证法”：假设某种离子先反应，若生成产物与其他成分能共存，则该离子优先反应，否则该离子不能优先反应。如含有Al3＋、NH、H＋溶液中逐滴加入NaOH溶液，OH－按H＋→Al3＋→NH→Al(OH)3顺序依次反应。
(2)与“量”有关的离子方程式的书写“少定多变”法
…就是把相对量较少的物质定为“1 mol”，若少量物质有两种或两种以上离子参加反应，则参加反应的离子的物质的量之比与组成比相符。
…过量反应物离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定，不受化学式中的比例制约，是可变的。
2．离子共存问题审题“三大”注意
(1)审清题干中的要求：①一定能大量共存；②可能大量共存；③不能大量共存。
(2)应注意题干中提示的水的电离程度：当由水电离出的c(H＋)或c(OH－)小于1×10－7 mol·L－1时，水的电离受到抑制，溶液可能为酸性溶液或碱性溶液；当由水电离出的c(H＋)或c(OH－)大于1×10－7 mol·L－1时，水的电离得到促进，溶液可能为弱酸盐溶液或弱碱盐溶液。
(3)注意正确理解“透明溶液”，如：NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液，CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液，不能认为“有色”就不透明。
3．掌握常见离子的检验
(1)常见阳离子的检验

(2)常见阴离子的检验

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关键能力·突破
GUAN JIAN NENG LI TU PO　　　　　　　　　　　
考点一　氧化还原反应
角度　氧化还原反应的概念及其关系
典例1　＋＋＋(2021·昆明模拟)(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。在回收过程中涉及如下化学反应：
①SeO2＋4KI＋4HNO3===Se＋2I2＋4KNO3＋2H2O；
②Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O。
下列有关叙述不正确的是(　C　)
A．反应①中Se是还原产物，I2是氧化产物
B．SeO2、H2SO4(浓)、I2的氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2
C．反应②中浓H2SO4既体现其酸性又体现强氧化性
D．反应①中每有0．6 mol I2生成，转移电子数目为1．2NA
【解析】　反应①中氧化剂是SeO2，还原剂是KI，则Se是还原产物，I2是氧化产物，A正确。同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应①中氧化剂是SeO2，氧化产物是I2，反应②中氧化剂是浓硫酸，氧化产物是SeO2，所以氧化性：H2SO4(浓)>SeO2>I2，B正确。反应②中浓H2SO4只体现其强氧化性，而不体现酸性，C错误。反应①中每生成1 mol I2转移2 mol电子，则每有0．6 mol I2生成，转移电子1．2 mol，即转移电子数目为1．2NA，D正确。

思维建模
三步解答氧化还原反应的题目
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〔类题通关〕
1．(2021·宁波模拟)氯仿在空气中会生成剧毒物质2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl，其中说法不正确###的是(　B　)
A．光气COCl2中碳的化合价为＋4价
B．氯仿CHCl3在反应过程中得电子
C．氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1
D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
【解析】　氯元素为－1价，氧元素为－2价，根据化合价法则可知，光气COCl2中碳的化合价为＋4价，A正确；根据2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl反应可知，氧气做氧化剂，CHCl3做还原剂，在反应中失电子，发生氧化反应，B错误；根据2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl反应可知，CHCl3做还原剂，发生氧化反应，氧化产物为COCl2，氧气做氧化剂，发生还原反应，COCl2为还原产物，且氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，所以氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1，C正确；根据2CHCl3＋O2===2COCl2＋2HCl反应可知，氧气做氧化剂，CHCl3做还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D正确。
2．(2021·张家口模拟)NaClO2是一种高效的漂白剂，实验室中一种制备NaClO2的过程如图所示，下列说法错误的是(　C　)

A．NaClO2的漂白原理与SO2不同
B．每生成1 mol ClO2有0．5 mol H2C2O4被氧化
C．反应2过程中，H2O2作氧化剂
D．粗产品经重结晶可得到纯度更高的NaClO2
【解析】　NaClO2的漂白原理是依靠其氧化性，SO2的漂白原理是与有色物质反应生成无色的物质，NaClO2的漂白原理与SO2不同，故A正确；反应1中NaClO3生成ClO2过程Cl元素由＋5价变为＋4价，H2C2O4反应生成CO2过程C元素由＋3价变为＋4价，每生成1 mol ClO2有0．5 mol H2C2O4被氧化，故B正确；反应2的反应之一为2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋O2↑＋2H2O，反应过程中Cl元素由＋4价变为＋3价，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，故C错误；粗产品经重结晶可得到纯度更高的NaClO2，故D正确。
角度　氧化还原反应的应用及计算
典例2　＋＋＋稀溶液X中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中缓缓加入还原性铁粉，溶液中c(Fe2＋)与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。下列说法正确的是(　B　)

A．n(Fe)＝0～0．5 mol时，生成的气体为混合物
B．氧化性：HNO3>Fe3＋>Cu2＋
C．溶液X中n(HNO3)∶n[Fe(NO3)3]∶n[Cu(NO3)2]＝1∶2∶4
D．转移电子的总物质的量为7 mol
【对点析图】　

【解析】　根据以上分析可知，当n(Fe)＝0～0．5 mol时，生成的气体只有NO，A项错误；氧化性强弱顺序为HNO3>Fe3＋>Cu2＋，B项正确；溶液X中，n(HNO3)∶n[Fe(NO3)3]∶n[Cu(NO3)2]＝2 mol∶1．5 mol∶2 mol＝4∶3∶4，C项错误；反应过程中转移电子的总物质的量为1．5 mol＋2 mol＋4 mol＝7．5 mol，D项错误。

方法技巧
(1)假设法突破氧化还原反应能否进行
先假设选项中的化学反应能够发生，依据此反应判断出还原性(或氧化性)的强弱，然后再与题目提供的还原性(或氧化性)强弱顺序对照，若二者表示的还原性(或氧化性)强弱顺序一致，则此反应能够发生；若不一致，则此反应不能进行。
(2)熟记反应先后两大规律
①同一还原剂与多种氧化剂发生氧化还原反应的先后顺序：KMnO4(H＋)>Cl2>Br2>Fe3＋>Cu2＋>H＋。
②同一氧化剂与多种还原剂发生氧化还原反应的先后顺序：S2－>SO(或HSO)>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。

〔类题通关〕
1．(2021·茂名模拟)利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的S2－，制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如下：

下列说法正确的是(　A　)
A．CaSO4·2H2O属于盐类和纯净物
B．过程Ⅱ中反应的离子方程式为2S2－＋4MnO＋10H＋===4Mn(OH)2＋S2O＋H2O
C．过程Ⅰ后溶液pH增大
D．将10 L上清液中的S2－(S2－浓度为480 mg·L－1)转化为SO，理论上共需要0．15 mol O2
【解析】　CaSO4·2H2O俗名生石膏，属于结晶水合物，具有固定的组成和性质，属于纯净物里的盐类，A正确；根据转化关系图，过程Ⅱ中S2－与MnO生成S2O和Mn(OH)2，根据氧化还原反应得失电子守恒和物料守恒，反应的离子方程式为4MnO＋2S2－＋9H2O===S2O＋4Mn(OH)2↓＋10OH－，B错误；由分析可知过程Ⅰ中发生反应：2Mn(OH)2＋O2＋4OH－===2MnO＋4H2O，溶液的pH减小，C错误；10 L上清液中的S2－的物质的量＝＝0．15 mol，根据物质转化过程可知，S2－转化为S2O过程中需要消耗氧气，S2O转化为SO也需要消耗氧气，在S2－～S2O～SO的过程中，硫元素的化合价由－2价变成＋6价，S2－共失去0．15 mol×8＝1．2 mol电子，1 mol O2在反应中得到4 mol电子，所以将10 L上清液中的S2－转化为SO，理论上共需要O2的物质的量＝ mol＝0．3 mol，D错误。
2．(1)某铁的氧化物(FexO)1．52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为__0．8__。
(2)欲使3 mol的VO2＋变为VO，则需要氧化剂KClO3至少为__0．5__mol。
(3)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为____mol。
(4)已知：还原性HSO>I－，氧化性IO>I2。在NaIO3溶液中滴加过量的NaHSO3溶液反应完全，推测反应后溶液中的还原产物为__NaI__(填化学式)。
【解析】　(1)根据电子得失守恒可知：××x＝×2，解得x＝0．8。(2)欲使3 mol的VO2＋变为VO，钒元素化合价从＋4升高到＋5，而氧化剂KClO3中氯元素化合价从＋5降低到－1，则根据电子得失守恒可知需要氯酸钾的物质的量为3 mol÷6＝0．5 mol。(3)电子转移数目既可用氧化剂得电子数目也可以用还原剂失电子数目进行确定。由反应方程式8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O可知，当生成1 mol N2时有 mol电子转移。(4)由还原性HSO>I－，可知当NaHSO3溶液过量时IO先被还原成I2，再被还原成I－。
角度　陌生氧化还原方程式的书写
典例3　＋＋＋磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题：
(1)下图所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。过程I中，被还原的元素是__Cu、P__(填元素符号)，过程Ⅲ的化学方程式为__2Ca3(PO4)2＋6SiO2＋10C===6CaSiO3＋10CO↑＋P4__。

(2)磷酸钒锂/碳复合材料[ Li3V2(PO4)3/C]是常用的电极材料，其制备流程如下：

①复合材料中V的化合价为__＋3__，C的作用是__增强复合材料的导电性__。
②V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3的化学方程式为__V2O5＋5H2C2O4===V2(C2O4)3＋4CO2↑＋5H2O__；“洗涤”时用乙醇而不用水的目的是__减少产品损耗__。
③锂离子电池是一种二次电池，又称“摇椅”电池。若用LixC6和 Li3V2(PO4)3/C做电极，放电时的电池总反应为 LixC6＋ Li3－xV2(PO4)3===Li3V2(PO4)3＋C6，则电池充电时阳极的电极反应式为__Li3V2(PO4)3－xe－=== Li3－xV2(PO4)3＋x Li＋__。
【解析】　(1)根据图像，过程Ⅰ中白磷与硫酸铜溶液反应生成磷酸和Cu3P，其中P元素和Cu元素的化合价降低，被还原；过程Ⅲ中反应物为Ca3(PO4)2、SiO2和C，生成物为CaSiO3、CO和P4，反应的化学方程式为2Ca3(PO4)2＋6SiO2＋10C===6CaSiO3＋10CO↑＋P4；(2)①磷酸钒锂/碳复合材料[ Li3V2(PO4)3/C]中磷酸根显－3价，锂显＋1价，因此V的化合价为＋3价，该复合材料是常用的电极材料，C为导体，可以增强复合材料的导电性；②V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3过程中V的化合价由＋5价降低为＋3价，则草酸被氧化生成二氧化碳，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为V2O5＋5H2C2O4===V2(C2O4)3＋4CO2↑＋5H2O; Li3V2(PO4)3能够溶于水，“洗涤”时用乙醇而不用水，可以减少产品损耗；③该锂离子放电时的电池总反应为 LixC6＋ Li3－xV2(PO4)3===Li3V2(PO4)3＋C6，则充电时电池的总反应为 Li3V2(PO4)3＋C6===LixC6＋Li3－xV2(PO4)3，充电时阳极发生氧化反应，电极反应为 Li3V2(PO4)3－xe－===Li3－xV2(PO4)3＋xLi＋。

规律方法
陌生氧化还原方程式的书写方法

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检查配平后反应并确定离子方程式

〔类题通关〕
(2021·沧州模拟)用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
(1)“碱熔”时，为使废渣充分氧化可采取的措施是__粉碎废渣__、__充分搅拌(或通入足量空气等其他合理答案)__。
(2)Cr2O3、KOH、O2反应生成K2CrO4的化学方程式为__2Cr2O3＋8KOH＋3O24K2CrO4＋4H2O__。
(3)“水浸”时，碱熔渣中的KFeO2强烈水解生成的难溶物为__Fe(OH)3__(填化学式，下同)；为检验“水浸”后的滤液中是否含有Fe3＋，可选用的化学试剂是__KSCN__。
(4)“还原”时发生反应的离子方程式为__Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O__。
【解析】　(1)粉碎废渣，废渣颗粒分散在液态KOH、K2CO3中或通入足量空气并充分搅拌，增大接触面积，加快反应速率；(2)Cr2O3―→2K2CrO4失去6e－，O2―→K2CrO4、H2O得到4e－，依据得失电子数相等，配平得2Cr2O3＋8KOH＋3O24K2CrO4＋4H2O；(3)FeO结合H2O电离出的H＋及H2O生成Fe(OH)3和KOH；检验Fe3＋用KSCN溶液；(4)Cr2O―→2Cr3＋得到6e－，SO―→SO失去2e－，依据得失电子数相等，配平得Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。
考点二　离子反应
角度　离子方程式的书写及正误判断
典例1　＋＋＋(2021·湖北适应性测试)不能正确表示下列反应的离子方程式的是(　A　)
A．将少量溴水滴入过量Na2SO3溶液中：
Br2＋H2O＋SO===2Br－＋2H＋＋SO
B．将足量Fe2(SO4)3溶液滴入Mg(OH)2浊液中：
2Fe3＋＋3Mg(OH)2===2Fe(OH)3＋3Mg2＋
C．将过量SO2通入K2S溶液中：
5SO2＋2S2－＋2H2O===3S↓＋4HSO
D．将葡萄糖溶液与足量银氨溶液共热：
CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－CH2OH(CHOH)4COO－＋NH＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
【解析】　溴水刚滴入Na2SO3溶液中时，Br2与Na2SO3发生氧化还原反应生成硫酸钠和NaBr，离子方程式为Br2＋H2O＋SO===2Br－＋2H＋＋SO，由于Na2SO3溶液过量，反应生成的H＋会继续与Na2SO3反应，题给离子方程式不能表示该反应，故A符合题意；向Mg(OH)2浊液中滴入FeCl3溶液，离子方程式：3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋，题给离子方程式能表示该反应，故B不符合题意；将过量SO2气体通入K2S溶液中，发生氧化还原反应生成S沉淀，由于SO2气体过量，生成HSO，题给离子方程式能表示该反应，故C不符合题意；将足量葡萄糖溶液与足量银氨溶液共热，葡萄糖中含有醛基，会与银氨溶液发生银镜反应，离子方程式为CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－CH2OH(CHOH)4COO－＋NH＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，题给离子方程式能表示该反应，故D不符合题意。

方法技巧
离子方程式正误判断及书写时的关注点


〔类题通关〕
1．(2021·茂名模拟)化学与生活关系密切，解释下列应用的离子方程式正确的是(　A　)
选项
应用
解释(离子方程式)
A
淀粉－KI溶液(稀硫酸酸化)检验碘盐中含KIO3
5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O
B
电解饱和食盐水制氢气和氯气
2Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2↑
C
醋酸用于除去水垢
2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
D
氯化铁用于蚀刻铜板
Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋Fe2＋

【解析】　电荷守恒，得失电子守恒，A正确；食盐水是中性，电解反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，B错误；醋酸是弱电解质，应该用分子式表示，正确的应该是2CH3COOH＋CaCO3===Ca2＋＋2CH3COO－＋CO2↑＋H2O，C错误；电荷不守恒，正确的应该是2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，D错误。
2．(2021·人大附中模拟)下列解释实验现象的离子方程式不正确的是(　D　)
A．新制氯水中滴加NaOH溶液后，黄绿色褪去：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
B．向Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红：CO＋H2OHCO＋OH＋
C．向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，生成红褐色沉淀：3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋
D．向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，溶液浑浊：2S2O＋4H＋===SO＋3S↓＋2H2O
【解析】　新制氯水中滴加NaOH溶液后，黄绿色褪去，是氯气和氢氧化钠反应，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，故A正确；向Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红是碳酸根离子水解，溶液显碱性，反应的离子方程式为CO＋H2OHCO＋OH－，故B正确；向Mg(OH)2悬浊液中滴加FeCl3溶液，生成红褐色沉淀，反应的离子方程式为3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋，故C正确；向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，反应生成硫单质和二氧化硫气体，溶液变浑浊，反应的离子方程式为S2O＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O，故D错误。
角度　离子共存与离子推断
典例2　＋＋＋某无色溶液中可能含有Na＋、NH、Mg2＋、Fe3＋、SO、NO、CO、Cl－中的某几种，且溶液中阴离子的物质的量相等。某同学利用该无色溶液设计并完成了如下实验：

根据上述实验操作与现象，该同学得出的结论正确的是(　B　)
A．气体X和气体Y均属于电解质
B．原无色溶液中至少有5种离子存在，其中Na＋一定存在且c(Na＋)≥0．4 mol·L－1
C．滤液M在酸性条件下与铜片的反应中，还原产物是NO2
D．将气体Y全部通入10 mL 1．2 mol·L－1 NaOH溶液中，所得溶液中阴离子主要为CO
【对点析图】　

【解析】　NH3和CO2都属于非电解质，A项错误。根据溶液中阴离子的物质的量相等，可知n(NO)＝0．01 mol，若溶液中不含有Cl－，根据溶液呈电中性可知，溶液中一定含有Na＋，则n(Na＋)＝2n(SO)＋2n(CO)＋n(NO)－n(NH)＝2×0．01 mol＋2×0．01 mol＋0．01 mol－0．01 mol＝0．04 mol，c(Na＋)＝0．4 mol·L－1；若溶液中还含有Cl－，则c(Na＋)>0．4 mol·L－1，则原无色溶液中一定含有NH、SO、CO、NO、Na＋5种离子，且c(Na＋)≥0．4 mol·L－1，B项正确。滤液M中含有的NO浓度很小，酸性条件下与铜片反应，还原产物是NO(无色)，NO遇O2反应产生NO2，C项错误。将0．01 mol CO2全部通入10 mL 1．2 mol·L－1 NaOH溶液中，n(NaOH)＝1．2 mol·L－1×0．01 L＝0．012 mol，n(CO2)∶n(NaOH)＝0．01 mol∶0．012 mol＝5∶6，二者反应的化学方程式为5CO2＋6NaOH===Na2CO3＋4NaHCO3＋H2O，所得溶液中阴离子主要为CO和HCO，D项错误。

规律方法
离子推断“四原则”
(1)肯定性原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子；
(2)互斥性原则：在肯定某些离子的同时，结合离子共存规律，否定一些离子；
(3)电中性原则：溶液中一定既有阳离子，又有阴离子，且正负电荷总数相等；
(4)进出性原则：实验过程中引入或反应生成的离子对后续实验有干扰。

典例3　＋＋＋(2021·无锡模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　B　)
A．澄清透明的溶液中：H＋、Fe2＋、SO、NO
B．0．1 mol·L－1 BaCl2溶液中：K＋、Na＋、OH－、NO
C．使甲基橙变红的溶液中：Ca2＋、Mg2＋、CH3COO－、Cl－
D．＝1×10－12 mol·L－1的溶液中：NH、NO、Na＋、CO
【解析】　溶液中H＋、Fe2＋、NO之间发生氧化还原反应，不能大量共存，A不符合；0．1 mol·L－1BaCl2溶液中K＋、Na＋、OH－、NO可以大量共存，B符合；使甲基橙变红的溶液显酸性，CH3COO－不能大量共存，C不符合；＝1×10－12 mol·L－1的溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液显碱性，NH不能大量共存，D不符合。

方法技巧
判断离子共存的步骤
第一步：“细审题看关键点”
(1)注意“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”
(1)常见表示溶液呈酸性的表述
①常温下，pH＝1的溶液；
②使pH试纸变红的溶液；
③使甲基橙呈红色的溶液；
④与镁粉反应放出氢气的溶液；
⑤c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。
(2)常见表示溶液呈碱性的表述
①常温下，pH＝14的溶液；
②使pH试纸变蓝的溶液；
③使酚酞试液变红的溶液；
④c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。
(3)常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①常温下，水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液；
②与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(4)无色溶液：不含有Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO等。
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。

〔类题通关〕
1．(2021·上海模拟)某溶液中可能含有物质的量浓度相等的Cl－、SO、NO、NH、Al3＋、Fe3＋和K＋。取少量溶液，加入过量的Ba(OH)2溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，同时生成白色沉淀。则原溶液中(　A　)
A．可能有Cl－、NO B．可能有4种离子
C．可能无Fe3＋ D．一定有SO、NH、K＋
【解析】　取少量溶液，加入过量的Ba(OH)2溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体NH3，故原溶液中含有NH，同时生成白色沉淀说明含有SO，由于Fe(OH)3是红褐色沉淀，故原溶液中一定没有Fe3＋，Al3＋与过量的Ba(OH)2溶液将转化为AlO，故原溶液中可能含有Al3＋，由题干信息可知，各离子的物质的量浓度相等，故若只含有NH、SO则溶液电荷不守恒，故肯定有K＋或Al3＋，当有Al3＋时，则还应该有Cl－和NO，当含有K＋时，则电荷恰好守恒，则肯定没有Cl－和NO；由分析可知，当有Al3＋时，则还应该有Cl－和NO，当含有K＋时，则电荷恰好守恒，则肯定没有Cl－和NO，故可能有Cl－、NO，A符合题意；当有Al3＋时，则还应该有Cl－和NO，原溶液中含有NH、SO、Al3＋、Cl－和NO五种离子，当含有K＋时，则电荷恰好守恒，则肯定没有Cl－和NO，原溶液中只有3种离子，故不可能有4种离子，B不合题意；由分析可知，原溶液中一定不含Fe3＋，C不合题意；由分析可知，原溶液不一定含有K＋，D不合题意。
2．(2021·茂名模拟)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　D　)
①无色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO
②酸性溶液中：Fe2＋、Al3＋、NO、I－
③加入Al能放出H2的溶液中：Cl－、HCO、SO、NH
④由水电离出的c(OH－)＝10－4 mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－
⑤含有较多Fe3＋的溶液中：Na＋、NH、SCN－、HCO
⑥pH＝11的溶液中：CO、Na＋、AlO、NO
A．①②④ B．②③
C．⑤⑥ D．⑥
【解析】　①中MnO有颜色，①项不选；酸性溶液中NO能氧化Fe2＋、I－而不能大量共存，②项不选；加入Al能放出H2的溶液为酸性或碱性，HCO在酸性或碱性溶液中均不能共存，③项不选；由水电离出的c(OH－)＝10－4 mol·L－1的溶液应该是强碱弱酸盐溶液，题目给定的Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－不一定能共存，④项不选；Fe3＋能与SCN－反应而不能大量共存，⑤项不选；碱性环境中CO、Na＋、AlO、NO相互不反应，能大量共存，⑥项选。

预测精练·提能
YU CE JING LIAN TI NENG　　　　　　　　　　　
1．(2021·哈尔滨模拟)硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2．5的成分之一。科研人员提出了雾霾微粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理，其主要过程示意图如图，下列说法错误的是(　C　)

A．气溶胶是粒子直径在1～100 nm的分散质分散在气体分散剂中形成的
B．第①阶段的离子方程式为SO＋NO2===NO＋SO
C．整个过程没有H2O参与
D．1 mol SO在第②、③两个阶段失去电子的总数目为NA
【解析】　分散质粒子直径在1～100 nm的属于胶体，则气溶胶是粒子直径在1～100 nm的分散质分散在气体分散剂中形成的，A正确；第①阶段中NO2得到SO失去的电子发生氧化还原反应生成NO、SO，反应的离子方程式为SO＋NO2===NO＋SO，B正确；由图示可知，第②步SO转化过程中有水()参与，C错误；在第②、③两个阶段中SO失去电子生成HSO，S由＋5价变成＋6价，因此1 mol SO失去1 mol电子生成HSO，失去电子数目为NA，D正确。
2．(2021·金华模拟)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种白色晶体，具有无毒，无臭，无污染等优点，常做食品、医药、卫生等部门的去污剂、清洗剂、杀毒剂，也是一种性能优异的急救供氧剂。可用碳酸钠和双氧水化合制备：2Na2CO3＋3H2O22Na2CO3·3H2O2，下列说法不正确###的是(　D　)
A．过碳酸钠具有强氧化性
B．1 mol过碳酸钠发生热分解，转移的电子数为3NA
C．生产过程中若遇到酸、铁盐等都可能导致产率下降
D．将过碳酸钠溶液与亚硫酸氢钠溶液混合，发生的反应为2Na2CO3·3H2O2＋3NaHSO3===2Na2CO3＋3NaHSO4＋3H2O
【解析】　过碳酸钠中含有过氧键，具有强氧化性，A正确；根据过碳酸钠的化学式可知1 mol过碳酸钠发生热分解转移的电子数应和3 mol H2O2分解转移的电子数相同，转移3 mol电子，即转移的电子数为3NA，B正确；酸会消耗碳酸钠，铁盐消耗碳酸钠同时还能促进双氧水分解，所以会导致产率下降，C正确；亚硫酸氢钠和碳酸钠不能共存，据电子守恒和元素守恒可得正确的方程式应为Na2CO3·3H2O2＋3NaHSO3===NaHCO3＋3Na2SO4＋CO2↑＋4H2O，D错误。
3．(2021·上海模拟)I－具有还原性，含碘食盐中的碘元素以KIO3的形式存在，I－、I2、IO在一定条件下可以发生如图转化关系，下列说法错误的是(　C　)

A．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>IO>I2
B．用淀粉—碘化钾试纸和白醋可检验食盐是否加碘
C．生产等量的碘，反应①和反应②转移电子数目之比为2∶5
D．反应③的离子方程式：3Cl2＋I－＋3H2O―→6Cl－＋IO＋6H＋
【解析】　由反应①可知氧化性Cl2＞I2，由反应②可知氧化性I2＜NaIO3，由反应③可知氧化性Cl2＞NaIO3，故氧化性的强弱顺序为Cl2＞IO＞I2，故A正确；I－和IO酸性条件下可发生氧化还原反应生成I2，则可用淀粉－KI试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘，故B正确；反应①转化关系2I－～I2～2e－，反应②中IO～3I2～5e－，生产等量的碘，反应①和反应②转移电子数目之比为6∶5，故C错误；反应③是通入足量氯气，碘离子被氧化为碘酸根离子，反应的离子方程式：3Cl2＋I－＋3H2O===6Cl－＋IO＋6H＋，故D正确。
4．(2021·福建适应性测试)下列指定反应的离子方程式正确的是(　A　)
A．0．1 mol·L－1 MgCl2溶液中加入足量石灰乳：
Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋
B．0．1 mol·L－1CuSO4溶液中加入过量浓氨水：
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH
C．滴有酚酞的Na2CO3溶液中滴入盐酸至红色恰好褪去：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
D．饱和氯水中通入SO2至溶液颜色褪去：
Cl2＋SO2＋H2O===2H＋＋2Cl－＋SO
【解析】　MgCl2溶液中加入足量石灰乳生成氢氧化镁沉淀，石灰乳不能写成离子，离子方程式为Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋，A正确；浓氨水过量，应生成铜氨络离子，离子方程式为Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，B错误；酚酞的变色范围为8．2～10．0，所以红色恰好褪去时溶液显弱碱性，溶质应为碳酸氢钠，离子方程式为CO＋H＋===H2O＋HCO，C错误；选项所给离子方程式元素不守恒，正确离子方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO，D错误。
5．(2021·金华模拟)常温下，氢离子浓度为0．1 mol/L的某溶液A中除H＋外，还含有NH、K＋、Na＋、Fe3＋、Al3＋、CO、NO、Cl－、I－、SO中的4种，且溶液中各离子的物质的量浓度均为0．1 mol/L。现取该溶液进行实验，实验结果如图所示，下列有关说法正确的是(　A　)

A．该溶液中一定有上述离子中的NO、Al3＋、SO、Cl－四种离子
B．实验消耗Cu 14．4 g，则生成气体丁的体积为3．36 L
C．该溶液一定没有Fe3＋，但是无法确定是否含有I－
D．沉淀乙一定有BaCO3，可能有BaSO4
【解析】　pH＝1，说明溶液显强酸性，说明有H＋，CO一定不存在，溶液A中加入过量的(NH4)2CO3溶液，Fe3＋和CO发生双水解，生成氢氧化铁沉淀(红褐色)，说明原溶液中不含Fe3＋，但溶液乙中加入Cu和硫酸，产生气体丙，气体丙遇空气变成红棕色气体丁，因此，丁为NO2，丙为NO，说明原溶液中有NO，但是NO在酸性条件下具有氧化性，因为I－具有还原性，因此不能大量存在，因此白色沉淀甲为Al(OH)3，原溶液中含有Al3＋；假设溶液的体积为1 L，根据溶液显电中性，阳离子所带的正电荷总数为3n(Al3＋)＋n(H＋)＝3×0．1＋0．1＝0．4 mol，而硝酸根离子所带负电荷数为0．1 mol，又因为各离子的量均为0．1 mol，因此原溶液中含有SO、Cl－；该溶液中一定有上述离子中的NO、Al3＋、SO、Cl－四种离子，A正确；题目中没有说标准状况，因此无法计算气体体积，B错误；根据A选项的分析，原溶液中一定没有I－，C错误。因为加的是过量的(NH4)2CO3，所以有Ba2＋＋CO===BaCO3↓，根据A选项的分析，原溶液中有SO，因此也就有Ba2＋＋SO===BaSO4↓，因此沉淀乙一定是BaCO3、BaSO4，D错误。
6．(2021·杭州模拟)下列离子组能大量共存且加入(或通入)试剂发生反应的离子方程式正确的是(　B　)
选项
离子组
试剂
离子方程式
A
Mg2＋、Fe3＋、Cl－
足量Cu粉
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
B
K＋、SO、Cl－
少量Cl2
3SO＋Cl2＋H2O===2Cl－＋SO＋2HSO
C
H＋、Fe2＋、SO
少量Ba(NO3)2
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D
Fe3＋、NH、OH－
足量NaOH溶液
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

【解析】　铁离子和铜反应生成亚铁离子和铜离子，则离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，A错误；适量的氯气和亚硫酸根离子反应：SO＋Cl2＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋，亚硫酸根过量时，与生成的氢离子结合生成亚硫酸氢根离子，故少量的氯气和亚硫酸根离子反应：3SO＋Cl2＋H2O===2Cl－＋SO＋2HSO，B正确；钡离子和硫酸根离子能发生沉淀反应生成硫酸钡沉淀，同时，酸性环境下，硝酸根离子有强氧化性，能氧化亚铁离子，C错误；足量的氢氧化钠溶液中，铁离子被沉淀、铵离子和氢氧根离子结合成一水合氨，D错误。
7．(2021·人大附中模拟)ClO2和NaClO2都是广泛使用的漂白剂、消毒剂。其中高浓度ClO2气体易发生爆炸，在生产、使用时需用其他气体进行稀释。某工厂生产ClO2和NaClO2的工艺流程如下。

(1)Cl元素在周期表中的位置是__第三周期ⅦA族__。
(2)请写出ClO2发生器中反应的离子方程式__2ClO＋2H＋＋SO===2ClO2↑＋SO＋H2O__。
(3)ClO2吸收器中，H2O2的作用是__还原剂__。
(4)若加硫酸过快，发生器中Na2SO3的利用率降低，请结合化学用语分析可能的原因__2H＋＋SO===H2SO3，H2SO3SO2↑＋H2O，SO2逸出溶液，使Na2SO3的利用率降低__。
(5)制备ClO2的工艺还有：
盐酸法　　5NaClO2＋4HCl===4ClO2＋5NaCl＋2H2O
双氧水法 2NaClO3＋H2SO4＋H2O2===2ClO2＋Na2SO4＋O2＋H2O
双氧水法相比盐酸法的优点有：反应需要的酸度条件较低，对设备腐蚀影响较小；__产生的氧气稀释了ClO2，防止其浓度过高发生爆炸，产生危险__(补充一条优点)；
(6)在碱性条件下，用ClO2无害化处理含CN－废水，请写出此过程反应的离子方程式__2ClO2＋2CN－＋4OH－===2CO＋N2＋2Cl－＋2H2O__。
【解析】　(1)Cl元素的原子序数是17，在周期表中的位置是第三周期ⅦA族。(2)亚硫酸钠还原氯酸钠生成ClO2，ClO2发生器中反应的离子方程式为2ClO＋2H＋＋SO===2ClO2↑＋SO＋H2O。(3)ClO2吸收器中ClO2被双氧水还原生成NaClO2，H2O2的作用是还原剂。(4)若加硫酸过快，会发生反应2H＋＋SO===H2SO3，H2SO3SO2↑＋H2O，SO2逸出溶液，因此发生器中Na2SO3的利用率降低。(5)由于高浓度ClO2气体易发生爆炸，在生产、使用时需用其他气体进行稀释，因此根据方程式可知另一个优点是产生的氧气稀释了ClO2，防止其浓度过高发生爆炸，产生危险。(6)在碱性条件下，用ClO2无害化处理含CN－废水，CN－转化为碳酸根和氮气，因此反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－＋4OH－===2CO＋N2＋2Cl－＋2H2O。

热点聚焦
RE DIAN JU JIAO　　　　　　　　　　　
新情景信息型方程式的书写
〔知识储备〕
1．常见氧化剂、还原剂及产物预测
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnO(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3＋
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
X2(卤素单质)
X－
H2O2
OH－(碱性)；H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO－)
Cl－、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2
PbO2
Pb2＋

(2)常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂
氧化产物
Fe2＋
Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO)
SO
S2－(或H2S)
S、SO2(或SO)、SO
H2C2O4
CO2
H2O2
O2
I－(或HI)
I2、IO
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋

2．审题关键点
(1)根据所学知识和题目所给信息(包括图像、工艺流程图等)，找出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)使化合价升降的总数目相等(得失电子总数相等)，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
(3)观察方程式两边离子所带电荷数是否相等，若不等，则要使电荷守恒，根据反应是在何种环境(酸性或碱性)中进行补充H＋或OH－。若在酸性环境中，一边加a个H＋(电荷守恒)，另一边加b个H2O(原子守恒)；若在碱性环境中，一边加m个OH－(电荷守恒)，另一边加n个H2O(原子守恒)。
3．书写方法

⇩

⇩
按“”写出方程式，并按化合价升降原则配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数
⇩

〔典例剖析〕

反应生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是________。
解题流程
规范解答
答题模板
————
第一步：找出反应物、生成物
通过元素价态的变化，找出发生氧化还原反应的物质
[解析]①依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。
②按“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnO＋C2O——Mn2＋＋CO2↑。由MnO→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O→CO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e－，故在C2O前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO＋5C2O——2Mn2＋＋10CO2↑。
③反应在硫酸环境中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O,2MnO ＋5C2O＋H＋——2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O。
④依据电荷守恒及H、O原子守恒配平。
[答案]2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
第二步：配平变价微粒
应用最小公倍数法确定得失电子的数目，配平含变价元素的相关物质
第三步：确定缺项物质
根据溶液呈酸性，确定H＋在左边，H2O在右边
第四步：整体元素配平
通过观察法确定所有物质的化学计量数

〔增分训练〕
1．(1)(2018·全国卷Ⅰ)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50．00 mL葡萄酒样品，用0．010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10．00 mL。滴定反应的离子方程式为__S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋__，该样品中Na2S2O5的残留量为__0．128__g·L－1(以SO2计)。
(2)(2018·全国卷Ⅱ)一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

①焙烧过程中主要反应的化学方程式为__2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2__。
②溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为__Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋__。
(3)(2017·全国卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：

回答下列问题：
写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式__2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑__。
【解析】　(1)由于Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂，所以在氧化还原反应中作还原剂，因此在与碘标准液反应时，会被氧化成硫酸根，碘单质被还原为碘离子，该反应的离子方程式为S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋；根据硫原子守恒及上述反应的离子方程式可得如下关系：2SO2～S2O～2I2，故该样品中Na2S2O5的残留量为0．01 L×0．010 00 mol·L－1×64 g·mol－1÷0．05 L＝0．128 g·L－1。(2)①由于闪锌矿的主要成分是ZnS，焙烧时硫元素转化为SO2，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2。②Zn是一种比较活泼的金属，具有较强的还原性，可以还原一些氧化性较强的不活泼金属阳离子。所以溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd。(3)找出发生氧化还原反应的物质：FePO4中Fe3＋有氧化性、H2C2O4有还原性(碳元素为＋3价，可以被氧化为＋4价)。依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物：Fe3＋表现氧化性的还原产物应为Fe2＋，LiFePO4符合预测；H2C2O4高温下被氧化为CO2。根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数：根据电子守恒FePO4与H2C2O4按2∶1反应。根据原子守恒配平未发生氧化还原反应的物质的计量数。
2．(2021·合肥模拟)研究氮的循环和转化对生产，生活有重要的价值。
Ⅰ．(1)写出实验室制备氨气的化学方程式：__2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O__。
Ⅱ．氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。

(2)设备1、3中发生反应的化学方程式分别是！！！4NH3＋5O24NO＋6H2O、HNO3＋NH3===NH4NO3###。设备2中通入的物质A是__O2__。
Ⅲ．氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题。氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如图：
含NH的废水低浓度氨氮废水含余氯废水达标
(3)过程①的目的是将NH转化为NH3，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，写出NH转化为NH3的离子方程式：__NH＋OH－NH3↑＋H2O__。
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮物质转化为无毒物质，反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为__N2__、__NaCl__。
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO，X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的__b__(填字母)。
a．KOH　　b．Na2SO3　　c．KMnO4　　d．NaCl
写出其中一个反应的离子方程式：__SO＋ClO－===SO＋Cl－(或者SO＋HClO===SO＋Cl－＋H＋)__。
【解析】　(1)实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙混合物加热反应生成氨气，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；(2)设备1中氨气被催化氧化得到NO，化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O；硝酸和氨气在设备3反应得到硝酸铵，反应方程式为HNO3＋NH3===NH4NO3；设备2中NO不能与水直接反应，需要氧气发生的反应4NO＋O2＋2H2O===4HNO3，故A是O2；(3)铵根和强碱反应后受热逸出氨气，离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O；(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮转化为无毒物质，根据元素价态变化规律可知，反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为N2、NaCl；(5)含余氯废水的主要成分是NaClO，具有强氧化性，要除去需加入还原性物质达到去除余氯的目的；a．KOH与NaClO不反应，无法去除NaClO，故a错误；b．Na2SO3具有强还原性，能达到去除余氯的目的，故b正确；c．KMnO4具有强氧化性，无法去除NaClO，故c错误；d．NaClO与NaCl可能反应生成氯气，不能用来去除NaClO，故d错误；亚硫酸根可以被次氯酸根(或次氯酸)氧化为硫酸根，离子方程式为SO＋ClO－===SO＋Cl－或者SO＋HClO===SO＋Cl－＋H＋。
3．(2021·南阳模拟)镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋
②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③Ksp[Ni(OH)2]：5．0×10－16，Ksp(NiC2O4)：4．0×10－10
回答下列问题：
(1)酸溶后所留残渣的主要成份__碳粉__(填物质名称)。
(2)用NiO调节溶液的pH，析出沉淀的成分为__Fe(OH)3Al(OH)3__(填化学式)。
(3)写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式：__Na2C2O4＋NiCl2＋2H2O===2NaCl＋NiC2O4·2H2O↓__。
(4)写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式：__NiC2O4＋2OH－Ni(OH)2↓＋C2O__，该反应的平衡常数为__8×105_L·mol－1__。
(5)电解过程中阴极反应式为__2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－__，沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化，写出氧化反应的离子方程式：__2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2===2Ni(OH)3＋2Cl－__。
(6)铁镍蓄电池，放电时总反应：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是__B__。
A．电池的电解液为碱性溶液，电池的正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池充电时，阴极附近溶液的pH降低
C．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
【解析】　(1)由题意可知，电极材料中的Ni(OH)2、碳粉、氧化铁中只有碳粉不能与盐酸发生反应，滤渣的主要成分为碳粉；(2)由题意可知，加入NiO调节pH目的为去除滤液中含有的铁离子与铝离子，故析出沉淀的主要成分为Fe(OH)3Al(OH)3；(3)加入Na2C2O4的目的为将Ni2＋沉淀出来，反应的方程式为Na2C2O4＋NiCl2＋2H2O===2NaCl＋NiC2O4·2H2O↓；(4)加入氢氧化钠的目的是沉淀未完全反应的Ni2＋，反应的方程式为NiC2O4＋2OH－===Ni(OH)2↓＋C2O，该反应的平衡常数为，由Ksp(Ni(OH)2)＝5．0×10－16可知，＝5．0×10－16，Ksp(NiC2O4)＝4．0×10－10可知，＝4．0×10－10，＝/＝(4．0×10－10)/(5．0×10－16)＝8×105；(5)电解过程中，阴极为H＋得电子生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，沉淀Ⅲ为Ni(OH)2，电解所得氯气可将其氧化为Ni(OH)3，反应的方程式为2Ni(OH)2＋2OH－＋Cl2===2Ni(OH)3＋2Cl－；(6)根据放电时总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2可知：A．电池的电解液为碱性溶液，电池的正极为Ni2O3、负极为Fe，正确；B．电池充电时，阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，pH变大，错误；C．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，正确；D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O。
专题强化提升训练(三)
1．(2021·朝阳模拟)下列水环境修复过程中未发生氧化还原反应的是(　A　)
A．用Na2S处理含Hg2＋的废水
B．用NaClO处理氨氮废水
C．用漂白粉处理含NaCN的提金废水
D．用纳米零价铁处理含Cr2O、Cu2＋等的酸性废水
【解析】　用Na2S处理含Hg2＋的废水，S2－与Hg2＋发生反应，生成HgS沉淀，即Hg2＋＋S2－===HgS↓，该反应无化合价变化，是非氧化还原反应，故A符合题意；用NaClO处理氨氮废水，ClO－将水中的氨氮氧化为N2，发生了氧化还原反应，故B不符合题意；用漂白粉处理含NaCN的提金废水，漂白粉将CN－氧化，发生了氧化还原反应，故C不符合题意；用纳米零价铁处理含Cr2O、Cu2＋等的酸性废水，在纳米零价铁表面，Fe与Cu2＋发生氧化还原反应，Cr2O与生成的Fe2＋发生氧化还原反应，故D不符合题意。
2．(2021·北京海淀区模拟)氢化亚铜(CuH)是一种红棕色的难溶物，可在40 ℃～50 ℃时用CuSO4溶液和“另一种反应物”制取。CuH在Cl2中能燃烧生成CuCl2和HCl；CuH跟盐酸反应生成CuCl难溶物和H2。下列推断不正确###的是(　D　)
A．“另一种反应物”在反应中表现还原性
B．CuH与Cl2反应的化学方程式为：2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl
C．CuH与Cl2反应时，CuH做还原剂
D．CuH与盐酸反应的离子方程式为：CuH＋H＋===Cu＋＋H2↑
【解析】　氢化亚铜(CuH)是一种红棕色的难溶物，可在40 ℃～50 ℃时用CuSO4溶液和“另一种反应物”制取，硫酸铜中铜元素化合价降低，则“另一种反应物”在反应中有元素化合价升高，因此在反应中表现还原性，故A正确；根据CuH在Cl2中能燃烧生成CuCl2和HCl，因此反应的化学方程式为：2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl，故B正确；CuH与Cl2反应时，铜、氢化合价升高，因此在反应中CuH做还原剂，故C正确；CuH跟盐酸反应生成CuCl难溶物和H2，因此反应的离子方程式为：CuH＋H＋＋Cl－===CuCl↓＋H2↑，故D错误。
3．(2021·长沙模拟)将浓盐酸滴入KMnO4溶液中，产生黄绿色气体，溶液的紫红色褪去，向反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变为紫红色，BiO反应后变为无色的Bi3＋。下列说法错误的是(　D　)
A．滴加盐酸时，KMnO4是氧化剂，Cl2是氧化产物
B．此实验条件下，还原性：Cl－>Mn2＋>Bi3＋
C．若有0．2 mol NaBiO3参加了反应，则整个过程转移电子为0．8NA
D．已知Bi为第ⅤA族元素，上述实验说明Bi具有较强的非金属性
【解析】　滴加盐酸时，生成氯气，Cl元素的化合价升高，则KMnO4是氧化剂，Cl2是氧化产物，A正确；还原剂的还原性大于还原产物的还原性，根据反应2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O、2Mn2＋＋5BiO＋14H＋===2MnO＋5Bi3＋＋7H2O可知还原性强弱顺序是：Cl－>Mn2＋>Bi3＋，B正确；若有0．2 mol NaBiO3参加了反应，则整个过程转移电子为0．2 mol×(5－3)＋0．2 mol××(7－2)＝0．8 mol，即0．8NA，C正确；Bi元素属于金属元素，Bi不具有较强的非金属性，D错误。
4．(2021·重庆模拟)硼氢化钠(NaBH4)可用作还原剂和塑料发泡剂。它在催化剂作用下与水反应获取氢气的微观过程如图所示。

下列说法正确的是(　C　)
A．水在此过程中作还原剂
B．若用D2O代替H2O，反应后生成的气体只有HD
C．NaBH4与水反应的离子方程式为：BH＋4H2O===B(OH)＋4H2↑
D．若不使用催化剂，NaBH4与水不能反应产生H2
【解析】　据图可知H2O脱去的氢原子最终生成氢气，水中H元素化合价降低，所以水为氧化剂，A错误；据图可知，第一步中两个BH各脱去一个H原子结合形成H2，即反应后生成的气体中有H2，B错误；据图可知NaBH4与水反应过程中反应物为BH和H2O，产物为B(OH)和氢气，离子方程式为BH＋4H2O===B(OH)＋4H2↑，C正确；催化剂只是加快反应速率，即使不使用催化剂，NaBH4与水反应依然能产生氢气，D错误。
5．(2021·广州模拟)黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性和催化剂的作用下FeS2有如图所示的转化。下列分析正确的是(　D　)

A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中只有Fe3＋作催化剂
C．反应Ⅰ的离子方程式：4Fe(NO)2＋＋O2＋2H2O===4Fe3＋＋4NO＋4OH－
D．反应Ⅱ中，每消耗1 mol FeS2，转移电子的物质的量为14 mol
【解析】　由图可知，反应物为Fe3＋、FeS2，生成物为Fe2＋和SO，离子方程式为14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋，S元素的化合价升高，则FeS2作还原剂，NO为该反应的催化剂，总反应为2FeS2＋7O2＋2H2O4SO＋2Fe2＋＋4H＋。反应Ⅲ是Fe2＋结合NO生成配合物Fe(NO)2＋，化合价不变，不属于氧化还原反应，A错误；反应前后NO不变，也起催化剂作用，B错误；因反应在酸性条件下进行，反应Ⅰ的离子方程式为：4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋4NO＋2H2O，C错误；反应Ⅱ的FeS2中S硫元素化合价从－1价升高到＋6价，每消耗1 mol FeS2，转移电子的物质的量为1 mol×2×7＝14 mol，D正确。
6．(2021·衡阳模拟)下列离子方程式能用于解释相应实验且书写正确的是(　B　)
选项
实验
离子方程式
A
FeS溶于足量稀硝酸
FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
B
向沸水中滴加饱和FeCl3溶液并加热，得到红褐色液体
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋
C
向NH4HCO3溶液中加入过量Ba(OH)2稀溶液，有白色沉淀产生
OH－＋HCO＋Ba2＋＝BaCO3↓＋H2O
D
向K2MnO4溶液(墨绿色)中加入适量醋酸，溶液变为紫色且有黑色沉淀生成
3MnO＋4H＋===2MnO＋MnO2↓＋2H2O

【解析】　FeS固体与稀硝酸混合，硫离子和亚铁离子都被硝酸氧化，正确的离子方程式为：FeS＋NO＋4H＋===Fe3＋＋S↓＋NO↑＋2H2O，A错误；向沸水中滴加饱和FeCl3溶液并加热，得到氯化铁胶体，离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，B正确；氢氧化钡过量，NH也会与OH－发生反应，离子方程式为NH＋HCO＋Ba2＋＋2OH－===NH3·H2O＋BaCO3↓＋H2O，C错误；醋酸为弱酸，不能写成离子，正确离子方程式为3MnO＋4CH3COOH===2MnO＋MnO2↓＋2H2O＋4CH3COO－，D错误。
7．(2021·雅安模拟)常温时，下列各离子组在指定溶液中能大量共存的是(　C　)
A．中性溶液中：Fe3＋、NH、SO、S2－
B．含S2O的溶液：H＋、NH、ClO－、SO
C．＝Kw的溶液：Na＋、K＋、CO、S2－
D．与Al反应放出H2的溶液：Na＋、Cu2＋、NO、Cl－
【解析】　Fe3＋、S2－会反应产生FeS沉淀和S，不能大量共存；且中性溶液中Fe3＋会变为Fe(OH)3沉淀，也不能大量共存，A不符合题意；S2O、H＋、ClO－会发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意；＝Kw的溶液显碱性，含有大量的OH－，OH－与选项离子之间不能发生任何反应，可以大量共存，C符合题意；与Al反应放出H2的溶液可能显酸性，也可能显碱性。在酸性溶液中，H＋、NO与Al不能反应放出H2；在碱性溶液中OH－、Cu2＋会反应产生Cu(OH)2沉淀，也不能大量共存，D不符合题意。
8．(2021·大连模拟)下列关于离子共存或离子方程式书写正确的是(　C　)
A．某无色溶液中可能大量存在：H＋、NH、Cl－、Cr2O
B．常温下，c(NH)＝c(Cl－)的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液中能大量存在：Fe3＋、Cl－、NO、Al3＋
C．向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2：2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
D．用惰性电极电解MgCl2水溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
【解析】　Cr2O有颜色，与溶液无色不符，故A错误；常温下c(NH)＝c(Cl－)的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液呈中性，中性溶液中Fe3＋完全水解生成氢氧化铁沉淀，在中性溶液中不能大量存在，故B错误；向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2，发生氧化还原反应，根据得失电子守恒，电荷守恒和原子守恒，反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，故C正确；用惰性电极电解MgCl2水溶液，反应的离子方程式为Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，故D错误。
9．(2021·南昌模拟)下列各组离子在溶液中能大量共存，且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是(　A　)
选项
离子
加入试剂
离子方程式
A
K＋、Fe2＋、NO
稀硫酸
3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B
Fe3＋、I－、Cl－
氢氧化钠溶液
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
C
NH、HCO、AlO
少量稀硫酸
AlO＋H＋＋H2O=== Al(OH)3↓
D
Na＋、NH、HCO
过量氢氧化钠溶液
NH＋OH－===NH3·H2O

【解析】　K＋、Fe2＋、NO之间能够大量共存，加入稀硫酸后发生反应3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，满足要求，故A正确；Fe3＋、I－之间发生氧化还原反应，不能大量共存，不满足题干要求，故B错误；NH、AlO之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀，不能大量共存，不满足题干要求，故C错误；Na＋、NH、HCO之间能够大量共存，但加入过量氢氧化钠溶液后，NH、HCO都参与反应，正确的离子方程式为HCO＋OH－===CO＋H2O、NH＋OH－===NH3·H2O，不满足题干要求，故D错误。
10．(2021·石家庄模拟)某水溶液中只可能含有下列离子中的若干种：K＋、Mg2＋、Ba2＋、Ca2＋、NH、NO、Cl－、CO和SO。现每次取5 mL进行实验：
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
②第二份加入足量NaOH后加热，收集到气体1．12 L(标准状况下)
③第三份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6．27 g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2．33 g
下列说法不正确的是(　D　)
A．上述实验无法确定是否含有Cl－和NO
B．溶液中肯定含有CO和SO，且浓度分别为4．00 mol/L、2．00 mol/L
C．上述实验确定溶液中肯定不含有Mg2＋、Ba2＋、Ca2＋
D．要确定是否含有K＋，应进一步做焰色反应实验
【解析】　根据实验①现象判断，该溶液中可能含有Cl－、CO和SO；根据实验②现象判断，该溶液中含有铵根离子，且物质的量为0．05 mol；根据实验③中现象判断，6．27 g沉淀为硫酸钡和碳酸钡沉淀，2．33 g为硫酸钡沉淀，物质的量为＝0．01 mol，碳酸钡沉淀物质的量为＝0．02 mol；所以溶液中含有CO和SO；离子浓度分别为：c(CO)＝＝4．00 mol/L，c(SO)＝＝2 mol/L；结合以上分析可知，溶液中一定含有离子：CO和SO、NH，则溶液中一定不存在Mg2＋、Ba2＋、Ca2＋；根据电解质溶液呈电中性规律，溶液中一定含有K＋；而Cl－、NO不能确定是否存在。结合以上分析可知，溶液中无法确定是否含有Cl－和NO，A正确；结合以上分析可知，溶液中肯定含有CO和SO，且浓度分别为4．00 mol/L、2．00 mol/L，B正确；结合以上分析可知，由于碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、硫酸钙、硫酸钡均为沉淀，因此含有CO和SO的溶液中，肯定不含有Mg2＋、Ba2＋、Ca2＋，C正确；根据电解质溶液呈电中性规律可知，溶液中不存在Mg2＋、Ba2＋、Ca2＋，所以阳离子只能含有K＋，不需要做焰色反应实验进行验证钾离子的存在，D错误。
11．(2021·南平模拟)习近平总书记在科学家座谈会上指出“好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起”。某化学兴趣小组为培养同学们对科学探究的兴趣，设计图1所示实验来探究HSO与Cu2＋的反应：

已知：氯化亚铜(CuCl)为白色立方结晶或白色粉末，难溶于水
回答下列问题：
(1)若用CuSO4·5H2O配制100 mL 1 mol/L CuSO4溶液，需用托盘天平称取CuSO4·5H2O的质量为__25．0_g__。甲同学在定容时采用上图2方式观察，则所配制的CuSO4溶液浓度__偏低__(填“偏高”或“偏低”)。
(2)将操作2后生成的无色气体通入氯化铁溶液，__溶液由黄色变浅绿色(或黄色变浅)__(填实验现象)，说明该气体为SO2，反应的离子方程式为__SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋__。
(3)操作2后生成的白色沉淀为__CuCl__(填化学式)，生成该沉淀和无色气体的反应离子方程式为__2HSO＋2Cu2＋＋2Cl－===SO＋2CuCl↓＋SO2↑＋2H＋__。
(4)根据氧化还原反应的规律，乙同学推测操作2中涉及HSO与Cu2＋的可逆反应正向进行的原因：外加Cl－导致Cu＋的还原性弱于HSO，用图3装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。

①K闭合时，一段时间后指针几乎归零。
②向U型管右管添加__KCl固体__，a电极为__负极__极，产生的现象证实了其推测，其中不同于图1操作2后的现象是__指针偏转__。
(5)基于(4)实验，乙同学得出进一步猜想：物质的氧化性和还原性与__浓度__有关。该同学用图3装置再次进行实验，以丰富验证该猜想的证据。与(4)实验对比，不同的操作是向U型管左管添加__BaCl2固体(或其他合理答案)__。
【解析】　(1)在100 mL 1 mol/L CuSO4溶液中含有溶质CuSO4的物质的量n(CuSO4)＝1 mol/L×0．1 L＝0．1 mol，根据Cu元素守恒，可知需CuSO4·5H2O的质量m(CuSO4·5H2O)＝0．1 mol×250 g/ mol＝25．0 g；若在配制溶液定容时仰视刻度线，则容量瓶中凹液面最低处高于刻度线，溶液体积偏大，由于溶质的物质的量不变，根据物质的量浓度定义式可知配制的溶液的浓度偏低；(2)向KHSO3溶液中加入CuSO4溶液，溶液显蓝色，无其他明显变化，然后加入KCl固体，反应产生白色沉淀和无色气体，Cu2＋得到电子被还原为Cu＋，Cu＋与溶液中的Cl－结合，白色沉淀是CuCl，则HSO失去电子被氧化为SO，同时产生H＋，H＋与溶液中的HSO反应产生SO2气体。SO2具有还原性，与FeCl3溶液发生氧化还原反应，产生H2SO4、HCl、FeCl2，使溶液由红色变为浅绿色，该反应的离子方程式为：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋；(3)根据(2)分析可知生成的白色沉淀是CuCl，则生成该沉淀和无色气体的离子方程式为：2HSO＋2Cu2＋＋2Cl－===SO＋2CuCl↓＋SO2↑＋2H＋；(4)若是由于外加Cl－导致Cu＋的还原性弱于HSO，可根据如图装置验证：当一段时间后指针归零后，向U型管右管添加KCl固体，此时溶液中Cl－浓度增大，若a为负极，电流表指针发生偏转，同时看到左侧电极有气体产生，右侧电极附近有白色沉淀产生，就可证实其推测；(5)基于(4)实验，乙同学得出进一步猜想：物质的氧化性和还原性与物质的浓度有关。若HSO反应产生SO，则反应后向左侧溶液中加入含有Ba2＋的物质，应该产生BaSO4白色沉淀，而HSO与Ba2＋不能发生反应。故该同学用图3装置再次进行实验，以丰富验证该猜想的证据。与(4)实验对比，不同的操作是可以向U型管左管添加BaCl2固体。
12．(2021·宜宾模拟)某强酸性溶液X，含Ag＋、Al3＋、SiO、NH、Fe2＋、Fe3＋、CO、Cl－、NO中的一种或几种离子，取X溶液进行连续实验，能实现如下转化：

依据以上信息，回答下列问题：
(1)上述离子中，溶液X中肯定含有的是：__Cl－、Al3＋、Fe2＋、NH__；不能肯定的是：__Fe3＋__；对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液于一支试管中，选择下列试剂中的某一种加入X溶液，根据现象就可判断，则试剂可以选(若多种选法中间加“或”字间隔)：__④或⑥__。
①酚酞试剂，②石蕊试剂，③pH试纸，④KSCN溶液，⑤KMnO4溶液，⑥苯酚溶液
(2)气体G的化学式为：__NH3__；沉淀E的化学式为：__Fe(OH)3__；沉淀J的化学式为：__Al(OH)3__。
(3)实验中，产生的气体A为无色，但如果暴露在空气中可以观察到的现象是：__气体由无色变化为红棕色__；写出步骤①中生成气体A的离子方程式__3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O__。
(4)要使步骤②中，A、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应，则A、H2O、O2物质的量之比是：__4∶3∶2__。
【解析】　在强酸性溶液中一定不会存在CO和SiO离子，加入过量硝酸银生成沉淀，则该沉淀为氯化银沉淀，说明溶液中含有氯离子，生成气体A，A可以和氧气水反应生成溶液D，依据离子分析只有Fe2＋在酸性溶液中加入硝酸银后会形成稀硝酸氧化亚铁离子为三价铁离子，本身被还原为一氧化氮气体，则A为NO，D为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，一定为Fe2＋，溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体G，则G为NH3，说明溶液中含有NH，过量氢氧化钠溶液中生成沉淀E是Fe(OH)3，溶液F中通入过量二氧化碳会生成沉淀J，则J为Al(OH)3，I为NaAlO2，说明溶液中含有Al3＋，溶液中含有Fe2＋，就一定不含NO，含有Cl－就一定不含Ag＋，不能确定是否含有的离子为Fe3＋，以此解答；(1)依据分析判断溶液X中肯定含有的是：Cl－、Al3＋、Fe2＋、NH；不能确定的是Fe3＋，依据三价铁离子的特征性质进行鉴别；①酚酞试剂，是酸碱指示剂，不能检验三价铁的存在；②石蕊试剂，是酸碱指示剂，不能检验三价铁的存在；③pH试纸，是测定溶液酸碱性，不能检验三价铁的存在；④KSCN溶液，与三价铁离子反应生成血红色溶液，可以检验；⑤KMnO4溶液，无变化，不能检验三价铁离子；⑥苯酚溶液和三价铁离子形成紫色溶液，可以检验；答案选④或⑥；(2)依据上述分析判断，气体G的化学式为：NH3；沉淀E的化学式为：Fe(OH)3；沉淀J的化学式为：Al(OH)3；(3)实验中，产生的气体A为无色的一氧化氮气体，但如果暴露在空气中可以观察到的现象是从无色变化为红棕色，步骤①中生成气体A为NO，反应是亚铁离子被酸性溶液中的硝酸根离子氧化为三价铁离子，反应的离子方程式为：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；(4)使步骤②中，NO、H2O、O2三种物质恰好发生化合反应生成硝酸，发生的反应是4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；则A(NO)、H2O、O2物质的量之比是：4∶3∶2。
13．(2021·张家口模拟)工业上用软锰矿(MnO2)(含Cu、Ni、Co等难溶于酸的杂质)和硫化锰精矿(MnS)为原料制取硫酸锰。其流程示意图如下：

已知：①FeSO4可加快酸性浸出的反应速率；
②Ksp(ZnS)＝1．2×10－24、Ksp(MnS)＝1．4×10－15。
回答下列问题：
(1)“酸性浸出”时ZnS被软锰矿氧化为SO，该反应的离子方程式为__4MnO2＋ZnS＋8H＋===4Mn2＋＋Zn2＋＋SO＋4H2O__。
(2)试剂a可选用__AC__(填选项字母)。“调pH”除沉淀“滤渣1”外，还有的目的是__将溶液调至中性，避免“中性浸取”时产生H2S有毒气体(答出H2S方可给分)__。
A．Mn(OH)2　B．稀硫酸　C．碳酸锰(MnCO3)
(3)滤渣1除含有Cu、Ni、Co等难溶于酸的杂质固体外还可能含有__Fe(OH)3__。(填化学式)
(4)“中性浸取”发生反应的离子方程式为__MnS＋Zn2＋===ZnS＋Mn2＋__；写出一条能提高中性浸取效率的措施：__将硫化锰精矿粉碎(或适当提高浸取温度)__。
(5)工业上用电解硫酸锰酸性溶液的方法制备KMnO4，写出该电解过程的阳极反应方程式__Mn2＋－5e－＋4H2O===MnO＋8H＋__。
【解析】　(1)“酸性浸出”时MnO2被ZnS还原为Mn2＋，ZnS被软锰矿氧化为SO，根据得失电子守恒配平发生反应的离子方程式为4MnO2＋ZnS＋8H＋===4Mn2＋＋Zn2＋＋SO＋4H2O；(2)加入a的目的是调节pH生成氢氧化铁除去铁离子，为了不引入新杂质，选用的试剂a可为MnCO3或Mn(OH)2，选AC；酸性条件下S2－会生成有毒气体H2S，所以“调pH”除沉淀“滤渣1”外，还有的目的是将溶液调至中性，避免“中性浸取”时产生H2S有毒气体；(3)加入碳酸锰或氢氧化锰调节pH生成氢氧化铁除去铁离子，滤渣1除含有Cu、Ni、Co等难溶于酸的杂质固体外，还有Fe(OH)3；(4)“中性浸取”是滤液中加入硫化锰精矿，把硫酸锌转化为硫化锌沉淀，除去锌离子，发生反应的离子方程式为MnS＋Zn2＋===ZnS＋Mn2＋；根据影响反应速率的因素可知，提高浸取率的措施有将硫化锰精矿粉碎或适当提高浸取温度等。(5)工业上用电解硫酸锰酸性溶液的方法制备KMnO4，电解过程中锰离子在阳极失电子生成高锰酸根离子，阳极反应式为Mn2＋－5e－＋4H2O===MnO＋8H＋。