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2023 高考化学二轮专题复习 专题3 氧化还原反应 离子反应 专题复习
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专题3 氧化还原反应 离子反应
考点1 氧化还原反应
角度1氧化还原反应的概念
1.(2022·浙江6月选考) 关于反应Na2S2O3+H2SO4 ===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
===
2.(2020·山东等级考)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.谷物发酵酿造食醋
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
【自主总结】常见的氧化剂、还原剂的生成物
(1)常见的氧化剂被还原后的生成物
(2)常见的还原剂被氧化后的生成物
氧化还原反应的规律
3.(2021·湖南选择考)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是 ( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3-的存在
===
结合上述信息,判断下列说法错误的是 ( )
A.该反应中KCl和Cl2都是还原产物
B.反应后的溶液酸性明显增强
C.第二步用KH(IO3)2和KOH反应生成KIO3和H2O的反应无电子转移
D.用足量NaOH溶液吸收1 mol Cl2转移2 mol e-
===
角度3化工流程中氧化还原反应的应用
4.(2021·重庆选择考)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下:
下列说法错误的是 ( )
A.反应1说明酸性:H2SO3>H2CO3
B.反应1结束后,可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C.反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
D.反应2最好在无氧条件下进行
===
5.(2021·山东等级考改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是 ( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4既作氧化剂又作还原剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
(1)n(氧化剂)×变价原子数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值。
(2)用于氧化还原反应方程式的配平和直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。
角度1氧化还原反应的概念
1.(2022·北京顺义区一模)下列物质的用途,利用了氧化还原反应的是 ( )
选项
A
B
C
D
物质
Na2O2
NaHCO3
Al2(SO4)3
Fe2O3
用途
呼吸面具供氧剂
膨松剂
净水剂
红色颜料
2.(2022·山东师范大学附中模拟)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.实验室制取氨气
B.对电力不足的新能源汽车充电
C.从海水中提取溴和镁
D.漂白粉放置在空气中变质
角度2氧化还原反应的规律
3.(2022·北京通州区一模)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者都难溶于水,在自然界中共生,且可以相互转化。雌黄(As2S3)能溶于HNO3,反应如下:As2S3+10H++10NO3-===2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O。下列说法不正确的是 ( )
A.生成1 mol H3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为5 mol
B.若将该反应设计成原电池,可选用硝酸作电解质溶液、石墨作负极、As2S3作正极
C.反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收
D.雄黄转化为雌黄过程需要氧化剂
角度3化工流程中氧化还原反应的应用
4.高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,在水处理过程中,高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体,制备高铁酸钾流程如图所示。
下列叙述不正确的是 ( )
A.反应Ⅰ的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物可再利用
D.用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水
加固训练
1.(2022·北京昌平区二模)化学与生活密切相关,下列过程与氧化还原反应有关的是( )
A.碳酸氢钠片可治疗胃酸过多
B.豆浆中加入浓盐溶液,产生沉淀
C.天然气燃烧
D.海水经风吹日晒获得粗盐
2.(2022·漳州二模)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂,可以用如图流程进行制备。下列说法正确的是 ( )
A.“酸溶”前,可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污
B.“氧化”过程的离子方程式为2Fe2++O2+4H+===2Fe3++2H2O
C.“制备Na2FeO4”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D.“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na2FeO4
考点2 离子反应
角度1离子方程式的正误判断
1.(2022·全国甲卷)能正确表示下列反应的离子方程式为 ( )
A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+ ===H2S↑
B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2O ===AlO2-+4NH4+
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO32-+CO2+H2O ===HSiO3-+HCO3-
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SO42- ===BaSO4↓+2H2O
===
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===
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===
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2.(2022·广东选择考)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是 ( )
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++CO32- ===HCO3-+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ===ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2O22-+2H2O ===4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ ===H2SiO3↓+2Na+
===
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===
===
角度2离子共存、离子的检验与推断
3.(2021·湖南选择考)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是 ( )
选
项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、
NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O ===AlO2-+4NH4++2H2O
B
H+、K+、S2O32-、SO42-
不能大量共存,因发生反应:2H++S2O32- ===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO42-、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO4-
能大量共存,粒子间不反应
4.(2020·江苏高考)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.0.1 mol·L-1氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO3-
B.0.1 mol·L-1盐酸溶液:Na+、K+、SO42-、SiO32-
C.0.1 mol·L-1KMnO4溶液:NH4+、Na+、NO3-、I-
D.0.1 mol·L-1AgNO3溶液:NH4+、Mg2+、Cl-、SO42-
角度3物质的检验与推断
5.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液。
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出,离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是 ( )
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
===
6.(2022·浙江6月选考) 亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是 ( )
选项
方案设计
现象和结论
A
先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B
加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振荡
若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C
先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡
若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D
先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
先根据题给条件判断“少量物质”,以少量物质的离子计量数(充分反应)确定所需“过量物质”的离子数目。如向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为
(1)氧化还原型离子反应。同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,解此类题应抓住三点:
①确定氧化剂或还原剂强弱顺序。如还原性:I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+等。
②根据强弱规律,判断反应顺序。同一氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的还原剂优先发生反应;同一还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的氧化剂优先发生反应。
③分步计算。先判断过量,后计算。
(2)复分解型离子反应。判断反应产物与其他成分是否能大量共存。例如,某溶液中含有Al3+、NH4+、H+,向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应:NH4++OH- ===NH3·H2O,则生成的NH3·H2O与H+、Al3+都不能大量共存,会发生反应:NH3·H2O+H+ ===NH4++H2O,Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3NH4+。因此,OH-应先与H+反应,再与Al3+反应,最后与NH4+反应。判断离子反应先后顺序的总规则是先发生反应的反应产物与其他物质能大量共存。
(1)据现象推溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住常见有色离子);
(2)在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在,特别是题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂变化、水的电离情况等。
(3)溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等,从而确定一些隐含的离子。
(4)在实验过程中注意反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰作用。
角度1离子方程式的正误判断
1.(2022·广州二模)下列反应方程式书写正确的是 ( )
A.浓盐酸与铁屑反应:2Fe+6H+ ===2Fe3++3H2↑
B.呼吸面具中Na2O2和CO2反应:Na2O2+CO2 ===Na2CO3+O2
C.向次氯酸钙溶液中通入过量CO2:Ca(ClO)2+CO2+H2O ===CaCO3↓+2HClO
D.溶液中HS-的电离:HS-+H2OH3O++S2-
===
===
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2.(2022·宁德模拟)从废感光胶片中回收银的流程如下,相关离子方程式错误的是 ( )
AgAgCl[Ag(S2O3)2]3-Ag。
注:BH4-碱性条件下转化为[B(OH)4]-,S2O32-可循环使用。
A.FeCl3溶液呈酸性:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
B.反应①:Fe3++Cl-+Ag ===Fe2++AgCl
C.反应②:AgCl+2S2O32- === [Ag(S2O3)2]3-+Cl-
D.反应③:8[Ag(S2O3)2]3-+BH4- ===8Ag↓+16S2O32-+8H++[B(OH)4]-
===
角度2离子共存
3.(2022·江淮模拟)下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是 ( )
A.使pH试纸显深红色的溶液中:Fe3+、SO42-、S2-、Cl-
B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO3-、Al3+、Na+、SO42-
C.pH=1的溶液中:Al3+、NH4+、Ca2+、HCO3-
D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:SO32-、Na+、CO32-、K+
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 ( )
A.水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中:K+、Na+、AlO2-、CO32-
B.c(H+)c(OH-)=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO32-、NO3-
C.0.1 mol·L-1KI溶液中:Na+、K+、ClO-、OH-
D.能使酚酞变红的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、HCO3-
角度3物质的检验与推断
5.(2022·北京海淀区模拟)某溶液中可能含有Ba2+、SO42-、Na+、NH4+、S2-、I-。分别取样:①加足量氯水,无明显现象;②用pH计测试,溶液显弱酸性。为确定该溶液的组成,还需要的试剂或实验是 ( )
A.Na2SO4溶液 B.焰色试验
C.BaCl2溶液 D.浓氢氧化钠溶液
6.(2022·济南模拟)对某溶液中部分离子的定性检测流程如图。相关分析正确的是 ( )
A.步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液
B.步骤①发生反应:Al3++4NH3·H2O===AlO2-+4NH4++2H2O
C.可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体
D.步骤②发生反应Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑
===
7.某溶液只含有K+、Fe3+、Cl-、Mg2+、I-、CO32-、SO42-中的几种,限用以下试剂检验:盐酸、硫酸、硝酸钡溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象,下列叙述不正确的是 ( )
A.该溶液中一定有I-、CO32-、SO42-、K+
B.试剂①为硝酸钡溶液
C.通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在Cl-
D.试剂②一定为盐酸
加固训练
1.下列指定反应的离子方程式正确的是 ( )
A.氯气溶于水:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
B.过量HI溶液加入Fe(NO3)3溶液中:2Fe3++2I-===2Fe2++I2
C.酸性溶液中KBrO3与KBr反应生成Br2:BrO3-+Br-+6H+===Br2+3H2O
D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HCO3-+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
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===
===
2.下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.用铜电极电解饱和KCl溶液:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-
B.氨水与过量H2C2O4溶液反应:H2C2O4+2NH3·H2O===C2O42-+2NH4++2H2O
C.向饱和氯水中通入SO2至溶液颜色褪去:Cl2+SO2+H2O===2H++2Cl-+SO42-
D.向Cu(OH)2悬浊液中,加入氨水,溶液变澄清,得深蓝色溶液:Cu(OH)2+4NH3·H2O=== [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
===
考点3 信息型离子(化学)方程式的书写
1.(2021·河北选择考节选)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符号)。
(2)工序③中发生反应的离子方程式为_____________。
(3)物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为 ,可代替NaOH的化学试剂还有 _____________ _____________ (填化学式)。
===
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2.(2021·全国乙卷节选)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子
Fe3+
Al3+
Mg2+
Ca2+
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,TiO2、SiO2几乎不发生反应,Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式 。
(2)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是____________ ____________ ____________。
(1)配平方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
(2)补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
1.写出下列反应的离子或化学方程式:
(1)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为____________。
(2)在酸性条件下,V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为____________。
(3)在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________。
(4)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,将Ce3+形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成该反应的离子方程式为________________________。
(5)As可以与NaClO的水溶液反应,生成其最高价含氧酸(H3AsO4),该反应的化学方程式为____________________________________。
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2.聚合硫酸铁是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制取聚合硫酸铁([Fe2(OH)x(SO4)(3-x2)]m)的工艺流程如图所示:
(1)“酸浸”时最合适的酸是______________ (写化学式)。
(2)“酸浸”后溶液中主要的金属阳离子有______________。
(3)加入KClO3的目的是____________________________ (结合离子方程式说明)。
(4)“过程a”中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合,将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。
Fe2(SO4)3+ H2O Fe2(OH)x(SO4)(3-x2)+ 。
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3.菱锰矿的主要成分为MnCO3,另外还含有SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等杂质。工业上利用这种菱锰矿为原料制取MnO2,其生产工艺流程如下:
若金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1,则生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
氢氧化物
Mn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀时的pH
8.3
6.3
2.7
4.7
完全沉淀时的pH
9.8
8.3
3.7
6.7
请回答下列问题:
(1)“试剂1”是酸,该酸的化学式为 ,“滤渣1”的成分是 。
(2)若“试剂2”为双氧水,则生成红褐色沉淀的离子方程式为______________。
(3)该流程中生成Cu2+的离子方程式是____________________________,
该流程中除去Cu2+的离子方程式是____________________________。
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加固训练
中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)都是自然界中常见的砷化物,早期都曾用作绘画颜料,因都有抗病毒疗效也用来入药。
(1)砷元素有+2、+3、+5等常见价态,雌黄和雄黄中S元素的价态相同,其价态是__________________。
Ⅰ中发生反应的离子方程式是__________________。
(2)Ⅱ中,雄黄在空气中加热至300 ℃时会产生两种物质,若4.28 g As4S4反应转移0.28 mol e-,则a为 (填化学式)。则反应Ⅱ的化学方程式是__________________。
(3)砒霜(As2O3)可用双氧水氧化成H3AsO4而除去,该反应的化学方程式为__________________。
(4)Ⅳ的化学方程式为__________________。
(5)AsH3是一种很强的还原剂,室温下,AsH3气体在空气中自燃,氧化产物为As2O3固体,AsH3自燃的化学方程式是__________________。
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专题3 氧化还原反应 离子反应
考点1 氧化还原反应
角度1氧化还原反应的概念
1.(2022·浙江6月选考) 关于反应Na2S2O3+H2SO4 ===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
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2.(2020·山东等级考)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.谷物发酵酿造食醋
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
【自主总结】常见的氧化剂、还原剂的生成物
(1)常见的氧化剂被还原后的生成物
(2)常见的还原剂被氧化后的生成物
氧化还原反应的规律
3.(2021·湖南选择考)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是 ( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3-的存在
===
结合上述信息,判断下列说法错误的是 ( )
A.该反应中KCl和Cl2都是还原产物
B.反应后的溶液酸性明显增强
C.第二步用KH(IO3)2和KOH反应生成KIO3和H2O的反应无电子转移
D.用足量NaOH溶液吸收1 mol Cl2转移2 mol e-
===
角度3化工流程中氧化还原反应的应用
4.(2021·重庆选择考)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下:
下列说法错误的是 ( )
A.反应1说明酸性:H2SO3>H2CO3
B.反应1结束后,可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C.反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
D.反应2最好在无氧条件下进行
===
5.(2021·山东等级考改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是 ( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4既作氧化剂又作还原剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
(1)n(氧化剂)×变价原子数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值。
(2)用于氧化还原反应方程式的配平和直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。
角度1氧化还原反应的概念
1.(2022·北京顺义区一模)下列物质的用途,利用了氧化还原反应的是 ( )
选项
A
B
C
D
物质
Na2O2
NaHCO3
Al2(SO4)3
Fe2O3
用途
呼吸面具供氧剂
膨松剂
净水剂
红色颜料
2.(2022·山东师范大学附中模拟)下列叙述不涉及氧化还原反应的是 ( )
A.实验室制取氨气
B.对电力不足的新能源汽车充电
C.从海水中提取溴和镁
D.漂白粉放置在空气中变质
角度2氧化还原反应的规律
3.(2022·北京通州区一模)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者都难溶于水,在自然界中共生,且可以相互转化。雌黄(As2S3)能溶于HNO3,反应如下:As2S3+10H++10NO3-===2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O。下列说法不正确的是 ( )
A.生成1 mol H3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为5 mol
B.若将该反应设计成原电池,可选用硝酸作电解质溶液、石墨作负极、As2S3作正极
C.反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收
D.雄黄转化为雌黄过程需要氧化剂
角度3化工流程中氧化还原反应的应用
4.高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,在水处理过程中,高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体,制备高铁酸钾流程如图所示。
下列叙述不正确的是 ( )
A.反应Ⅰ的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物可再利用
D.用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水
加固训练
1.(2022·北京昌平区二模)化学与生活密切相关,下列过程与氧化还原反应有关的是( )
A.碳酸氢钠片可治疗胃酸过多
B.豆浆中加入浓盐溶液,产生沉淀
C.天然气燃烧
D.海水经风吹日晒获得粗盐
2.(2022·漳州二模)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂,可以用如图流程进行制备。下列说法正确的是 ( )
A.“酸溶”前,可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污
B.“氧化”过程的离子方程式为2Fe2++O2+4H+===2Fe3++2H2O
C.“制备Na2FeO4”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D.“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na2FeO4
考点2 离子反应
角度1离子方程式的正误判断
1.(2022·全国甲卷)能正确表示下列反应的离子方程式为 ( )
A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+ ===H2S↑
B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2O ===AlO2-+4NH4+
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO32-+CO2+H2O ===HSiO3-+HCO3-
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SO42- ===BaSO4↓+2H2O
===
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===
===
2.(2022·广东选择考)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是 ( )
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++CO32- ===HCO3-+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ===ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2O22-+2H2O ===4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ ===H2SiO3↓+2Na+
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===
角度2离子共存、离子的检验与推断
3.(2021·湖南选择考)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是 ( )
选
项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、
NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O ===AlO2-+4NH4++2H2O
B
H+、K+、S2O32-、SO42-
不能大量共存,因发生反应:2H++S2O32- ===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO42-、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO4-
能大量共存,粒子间不反应
4.(2020·江苏高考)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.0.1 mol·L-1氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO3-
B.0.1 mol·L-1盐酸溶液:Na+、K+、SO42-、SiO32-
C.0.1 mol·L-1KMnO4溶液:NH4+、Na+、NO3-、I-
D.0.1 mol·L-1AgNO3溶液:NH4+、Mg2+、Cl-、SO42-
角度3物质的检验与推断
5.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液。
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出,离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是 ( )
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
===
6.(2022·浙江6月选考) 亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是 ( )
选项
方案设计
现象和结论
A
先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B
加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振荡
若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C
先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡
若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D
先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振荡
若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
先根据题给条件判断“少量物质”,以少量物质的离子计量数(充分反应)确定所需“过量物质”的离子数目。如向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为
(1)氧化还原型离子反应。同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,解此类题应抓住三点:
①确定氧化剂或还原剂强弱顺序。如还原性:I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+等。
②根据强弱规律,判断反应顺序。同一氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的还原剂优先发生反应;同一还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的氧化剂优先发生反应。
③分步计算。先判断过量,后计算。
(2)复分解型离子反应。判断反应产物与其他成分是否能大量共存。例如,某溶液中含有Al3+、NH4+、H+,向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应:NH4++OH- ===NH3·H2O,则生成的NH3·H2O与H+、Al3+都不能大量共存,会发生反应:NH3·H2O+H+ ===NH4++H2O,Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3NH4+。因此,OH-应先与H+反应,再与Al3+反应,最后与NH4+反应。判断离子反应先后顺序的总规则是先发生反应的反应产物与其他物质能大量共存。
(1)据现象推溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住常见有色离子);
(2)在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在,特别是题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂变化、水的电离情况等。
(3)溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等,从而确定一些隐含的离子。
(4)在实验过程中注意反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰作用。
角度1离子方程式的正误判断
1.(2022·广州二模)下列反应方程式书写正确的是 ( )
A.浓盐酸与铁屑反应:2Fe+6H+ ===2Fe3++3H2↑
B.呼吸面具中Na2O2和CO2反应:Na2O2+CO2 ===Na2CO3+O2
C.向次氯酸钙溶液中通入过量CO2:Ca(ClO)2+CO2+H2O ===CaCO3↓+2HClO
D.溶液中HS-的电离:HS-+H2OH3O++S2-
===
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===
2.(2022·宁德模拟)从废感光胶片中回收银的流程如下,相关离子方程式错误的是 ( )
AgAgCl[Ag(S2O3)2]3-Ag。
注:BH4-碱性条件下转化为[B(OH)4]-,S2O32-可循环使用。
A.FeCl3溶液呈酸性:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
B.反应①:Fe3++Cl-+Ag ===Fe2++AgCl
C.反应②:AgCl+2S2O32- === [Ag(S2O3)2]3-+Cl-
D.反应③:8[Ag(S2O3)2]3-+BH4- ===8Ag↓+16S2O32-+8H++[B(OH)4]-
===
角度2离子共存
3.(2022·江淮模拟)下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是 ( )
A.使pH试纸显深红色的溶液中:Fe3+、SO42-、S2-、Cl-
B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO3-、Al3+、Na+、SO42-
C.pH=1的溶液中:Al3+、NH4+、Ca2+、HCO3-
D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:SO32-、Na+、CO32-、K+
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 ( )
A.水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中:K+、Na+、AlO2-、CO32-
B.c(H+)c(OH-)=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO32-、NO3-
C.0.1 mol·L-1KI溶液中:Na+、K+、ClO-、OH-
D.能使酚酞变红的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、HCO3-
角度3物质的检验与推断
5.(2022·北京海淀区模拟)某溶液中可能含有Ba2+、SO42-、Na+、NH4+、S2-、I-。分别取样:①加足量氯水,无明显现象;②用pH计测试,溶液显弱酸性。为确定该溶液的组成,还需要的试剂或实验是 ( )
A.Na2SO4溶液 B.焰色试验
C.BaCl2溶液 D.浓氢氧化钠溶液
6.(2022·济南模拟)对某溶液中部分离子的定性检测流程如图。相关分析正确的是 ( )
A.步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液
B.步骤①发生反应:Al3++4NH3·H2O===AlO2-+4NH4++2H2O
C.可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体
D.步骤②发生反应Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑
===
7.某溶液只含有K+、Fe3+、Cl-、Mg2+、I-、CO32-、SO42-中的几种,限用以下试剂检验:盐酸、硫酸、硝酸钡溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象,下列叙述不正确的是 ( )
A.该溶液中一定有I-、CO32-、SO42-、K+
B.试剂①为硝酸钡溶液
C.通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在Cl-
D.试剂②一定为盐酸
加固训练
1.下列指定反应的离子方程式正确的是 ( )
A.氯气溶于水:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
B.过量HI溶液加入Fe(NO3)3溶液中:2Fe3++2I-===2Fe2++I2
C.酸性溶液中KBrO3与KBr反应生成Br2:BrO3-+Br-+6H+===Br2+3H2O
D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HCO3-+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
===
===
===
2.下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.用铜电极电解饱和KCl溶液:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-
B.氨水与过量H2C2O4溶液反应:H2C2O4+2NH3·H2O===C2O42-+2NH4++2H2O
C.向饱和氯水中通入SO2至溶液颜色褪去:Cl2+SO2+H2O===2H++2Cl-+SO42-
D.向Cu(OH)2悬浊液中,加入氨水,溶液变澄清,得深蓝色溶液:Cu(OH)2+4NH3·H2O=== [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
===
考点3 信息型离子(化学)方程式的书写
1.(2021·河北选择考节选)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符号)。
(2)工序③中发生反应的离子方程式为_____________。
(3)物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为 ,可代替NaOH的化学试剂还有 _____________ _____________ (填化学式)。
===
===
2.(2021·全国乙卷节选)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子
Fe3+
Al3+
Mg2+
Ca2+
开始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全(c=1.0×10-5 mol·L-1)的pH
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,TiO2、SiO2几乎不发生反应,Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式 。
(2)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是____________ ____________ ____________。
(1)配平方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。
(2)补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下
缺H或多O补H2O,少O补OH-
1.写出下列反应的离子或化学方程式:
(1)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为____________。
(2)在酸性条件下,V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为____________。
(3)在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________。
(4)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,将Ce3+形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成该反应的离子方程式为________________________。
(5)As可以与NaClO的水溶液反应,生成其最高价含氧酸(H3AsO4),该反应的化学方程式为____________________________________。
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2.聚合硫酸铁是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制取聚合硫酸铁([Fe2(OH)x(SO4)(3-x2)]m)的工艺流程如图所示:
(1)“酸浸”时最合适的酸是______________ (写化学式)。
(2)“酸浸”后溶液中主要的金属阳离子有______________。
(3)加入KClO3的目的是____________________________ (结合离子方程式说明)。
(4)“过程a”中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合,将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。
Fe2(SO4)3+ H2O Fe2(OH)x(SO4)(3-x2)+ 。
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3.菱锰矿的主要成分为MnCO3,另外还含有SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等杂质。工业上利用这种菱锰矿为原料制取MnO2,其生产工艺流程如下:
若金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1,则生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
氢氧化物
Mn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀时的pH
8.3
6.3
2.7
4.7
完全沉淀时的pH
9.8
8.3
3.7
6.7
请回答下列问题:
(1)“试剂1”是酸,该酸的化学式为 ,“滤渣1”的成分是 。
(2)若“试剂2”为双氧水,则生成红褐色沉淀的离子方程式为______________。
(3)该流程中生成Cu2+的离子方程式是____________________________,
该流程中除去Cu2+的离子方程式是____________________________。
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加固训练
中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)都是自然界中常见的砷化物,早期都曾用作绘画颜料,因都有抗病毒疗效也用来入药。
(1)砷元素有+2、+3、+5等常见价态,雌黄和雄黄中S元素的价态相同,其价态是__________________。
Ⅰ中发生反应的离子方程式是__________________。
(2)Ⅱ中,雄黄在空气中加热至300 ℃时会产生两种物质,若4.28 g As4S4反应转移0.28 mol e-,则a为 (填化学式)。则反应Ⅱ的化学方程式是__________________。
(3)砒霜(As2O3)可用双氧水氧化成H3AsO4而除去,该反应的化学方程式为__________________。
(4)Ⅳ的化学方程式为__________________。
(5)AsH3是一种很强的还原剂,室温下,AsH3气体在空气中自燃,氧化产物为As2O3固体,AsH3自燃的化学方程式是__________________。
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