离子反应 氧化还原反应(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.PM2.5细颗粒物含有的毒性物质来源之一是汽车尾气排放。通过排气管加装催化装置,可有效减少CO和NO的排放,催化装置内发生的反应为NOx+CON2+CO2,下列关于此反应的说法中,不正确的是( )A.所涉及元素中原子半径：C>N>OB.当x=2时,每生成1molN2,转移电子数为4molC.等物质的量的N2和CO2中,共价键的个数比为3∶4D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时,NOx中氮元素的化合价为+2价2.NO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是2NO2+2NaOH====M+NaNO3+H2O,8NH3+6NO2====7X+12H2O,则M和X代表的物质的化学式是( )A.NaNO2、N2 B.HNO2、N2C.NO、HNO3D.Na3NO4、NO3.(2022·龙岩质检)下列离子或分子组中能大量共存,且满足相应要求的是( )选项离子或分子要 求AK+、N、Cl-、HS-c(K+)<c(Cl-)BFe3+、N、S、Cl-逐滴滴加盐酸立即有气体产生CNa+、HC、Mg2+、S逐滴滴加氨水立即有沉淀产生DN、Al3+、S、CH3COOH滴加NaOH浓溶液立刻有气体产生4.(2022·上海高考)已知氧化性Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为aFe2++bBr-+cCl2dFe3++eBr2+fCl-下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是( )A.2 4 3 2 2 6B.0 2 1 0 1 2C.2 0 1 2 0 2D.2 2 2 2 1 45.在下图点滴板上有四个溶液间反应的小实验,其对应反应的离子方程式书写正确的是( )A.a反应：Fe2++2H++H2O2====Fe3++2H2O-7-\nB.b反应：HC+OH-====C+H2OC.c反应：H++OH-====H2OD.d反应：Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3N6.(2022·福州质检)下列离子方程式正确的是( )选项实验操作离子方程式A在铁和铝混合物中加入足量氢氧化钠溶液,过滤除去铝2Al+2OH-+H2O====2Al+2H2↑B用盐酸洗涤试管中的氢氧化铜OH-+H+====H2OC在氯化铝溶液中滴加偏铝酸钾溶液Al3++3Al+6H2O====4Al(OH)3↓D用石灰乳与碳酸钠溶液反应制少量氢氧化钠Ca2++C====CaCO3↓7.(2022·天津河西区一模)某同学为检验某溶液中是否含有常见的四种离子,实验操作及现象如下图所示：由该实验可知原溶液中一定含有的离子是( )A.SB.NC.Cl-D.Fe3+二、非选择题(本题包括4小题,共58分)8.(12分)已知在金属活动性顺序表中锡(Sn)位于Fe与Cu之间。为了测定金属锡样品的纯度(假定杂质不参加反应),实验步骤如下：Ⅰ.将ag金属锡样品溶于盐酸中。Ⅱ.向上述溶液中加入过量的FeCl3溶液(发生的反应为Sn2++2Fe3+====Sn4++2Fe2+)。Ⅲ.用bmol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,共用去K2Cr2O7溶液mmL。请回答：(1)Ⅰ中发生反应的离子方程式是 。(2)已知酸性环境下,Cr2可被还原为Cr3+,则Ⅲ中反应的离子方程式是 ____________________________________。(3)样品中锡的质量分数是 。(Sn的摩尔质量为Mg·mol-1,用含a、b、m、M的代数式表示)9.(16分)某无色待检溶液A中可能含有K+、Cl-、OH-、S、S,为检验确认其中所含的各种阴离子,可选用的试剂有：盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、高锰酸钾溶液和酚酞溶液。检验其中OH-的实验方法从略,检验其他阴离子的过程如图所示。-7-\n(1)图中试剂①、④、⑤溶质的化学式分别为：① 、④ 、⑤ 。(2)图中现象a、b、c表明检验出的离子分别是：a. 、b. 、c. 。(3)无色溶液A中加试剂③的主要目的是 。(4)白色沉淀A中若加试剂③,而不加试剂②对实验的影响是 ____________________________________________________。10.(14分)已知：还原性：HS>I-,氧化性：I>I2。(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,发生下列反应。配平反应方程式,标出电子转移的方向和数目。(2)在NaIO3溶液中滴加过量NaHSO3溶液反应完全,推测反应后溶液中的还原产物为 (填化学式)。(3)在含5molNaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液。加入NaIO3的物质的量和析出碘单质的物质的量的关系曲线如图所示。写出反应过程中与AB段曲线对应的离子方程式 ;当溶液中I-与I2的物质的量之比为5∶3时,加入的NaIO3为 mol。11.(16分)(2022·福建高考)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S-7-\n等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的 (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的S,其原因是 。②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有 (填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为 。(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式：(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的 倍。-7-\n答案解析1.【解析】选B。C、N、O为同一周期元素,原子半径r(C)>r(N)>r(O),A正确;当x=2时,氮元素的化合价由+4降低到0价,每生成1molN2,转移电子的物质的量为2×4=8mol,B错误;N2和CO2的结构式分别为N≡N、O＝C＝O,等物质的量的N2和CO2中,共价键的个数比为3∶4,C正确;NOx为氧化剂,CO为还原剂,当二者1∶1完全反应时化学方程式为2NOx+2CON2+2CO2,则x=1,氮元素的化合价为+2价,D正确。2.【解析】选A。由原子守恒确定M、X分别为NaNO2和N2。3.【解析】选C。A项不符合电荷守恒;B项由于Fe3+能够氧化S,所以不能大量共存;C项滴加氨水开始产生MgCO3沉淀,后产生Mg(OH)2,最后只有Mg(OH)2沉淀;D项滴加NaOH会先和醋酸反应。【解题技巧】判断离子共存的分析方法(1)分析限制条件。①常见的限制条件：无色透明溶液、强酸性、强碱性、pH=1等。②新出现的限制条件：指定离子,如含有Fe3+的溶液;且定性中有定量,如c(H+)=10-12mol·L-1的溶液。并由单一限制向多点限制方向发展,在选项中增加限制条件是高考试题的最新变化,也是今后高考命题的发展趋势。(2)分析离子间发生的反应。分析所给离子之间能否发生以下反应：复分解反应;氧化还原反应;相互促进的水解反应;络合反应,如Fe3+与SCN-等。(3)分析离子之间是否存在特殊的反应。①Al与HC不能大量共存：Al+HC+H2O====Al(OH)3↓+C。②“N+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-等发生氧化还原反应,且这种组合较为隐蔽,不易被察觉。③N与CH3COO-、C,Mg2+与HC等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度很小,它们在溶液中能大量共存。4.【解析】选B。验证四个选项,均符合元素守恒。根据得失电子守恒,可得a+b=2c,四个选项也符合该规律。根据氧化性Br2>Fe3+,因此FeBr2溶液中通入Cl2,首先Fe2+被氧化,当Fe2+完全反应后,Br-才发生反应。A中Fe2+和Br-均完全反应;C中只有Fe2+被氧化;D中Fe2+完全反应,Br-部分被氧化,均符合题意。B中Br-被氧化,Fe2+不发生反应,不符合反应实际。5.【解析】选D。A项电荷不守恒,错误;B项离子方程式书写不完整,N也与OH-反应,错误;C项忽视醋酸为弱电解质,错误。只有D项正确。6.【解析】选C。A项,元素不守恒,A项错误;B项,氢氧化铜难溶于水,不可拆成离子形式,B项错误;D项,石灰乳中氢氧化钙为微溶物质,应写化学式,正确的离子方程式为Ca(OH)2+C====CaCO3+2OH-,D项错误。【易错警示】与“量”有关离子方程式的易错归纳-7-\n(1)CO2(或SO2)与碱溶液(如NaOH)反应时,CO2(或SO2)足量生成酸式盐,而CO2(或SO2)不足时则生成正盐。(2)碱与多元酸(或酸式盐)反应时,若酸过量,生成酸式盐,酸不足则生成正盐。(3)铝盐与强碱反应,若碱过量则生成Al,若碱不足则生成Al(OH)3。(4)铝盐与氨水反应,不论氨水是否过量,均生成Al(OH)3而不是Al。(5)Al与强酸反应,若酸过量则生成Al3+,若酸不足则生成Al(OH)3。(6)Fe与硝酸反应,若硝酸过量则生成Fe3+,若Fe过量则生成Fe2+。7.【解析】选B。某溶液中加入Ba(NO3)2和过量盐酸,生成白色沉淀,不能判断溶液中一定含有S,原因是H+、N具有强氧化性,也可能将S氧化成S,A项错误;由于第一步反应过程中加入了盐酸,故第二步实验中加入AgNO3溶液产生白色沉淀,不能判断原溶液中一定存在Cl-,C项错误;第三步实验中尽管加入了KSCN后溶液显红色,但不能确定原溶液中一定存在Fe3+,原因是H+、N具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,D项错误;由最后一步实验判断原溶液中一定存在N。8.【解析】(1)根据铁与盐酸反应的方程式写出锡与盐酸反应的方程式：Sn+2H+====Sn2++H2↑。(2)铬被还原成三价铬离子,同时二价铁离子被氧化成三价铁离子Cr2+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O。(3)根据K2Cr2O7～6Fe2+～3Sn2+～3Sn得出锡的质量,从而计算锡的质量分数为3bmM/1000a。答案：(1)Sn+2H+====Sn2++H2↑(2)Cr2+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O(3)3bmM/1000a9.【解析】从图中信息可知,加入过量的试剂①时,能产生白色沉淀,在这里加入的试剂只有两种可能,一是硝酸银溶液,二是硝酸钡溶液,若加入的是硝酸银溶液,A则为所有阴离子的沉淀,是不符合图示要求的,因在另一条线路中也要出现白色沉淀c。故试剂①不为硝酸银溶液,只能为硝酸钡溶液,这是解本题的关键,其他的问题将迎刃而解。答案：(1)Ba(NO3)2 KMnO4 AgNO3(2)S S Cl-(3)中和OH-,防止对Cl-的检验产生干扰(4)会使S和S的检验产生干扰,不能确认S和S共同存在还是只存在其中一种10.【解析】(1)碘元素的化合价由+5价降低到0价,硫元素的化合价由+4价升高到+6价。根据化合价升降总数相等,配平反应方程式,标出电子转移的方向和数目。(2)由还原性：HS>I-可知当NaHSO3溶液过量时I先被还原成I2,再被还原成I-。(3)OA段,随着I的量增多,NaHSO3的量减少,I-7-\n被还原成I-至A点恰好完全反应,此时继续加入NaIO3,又发生NaIO3氧化I-的反应：I+6H++5I-====3I2+3H2O。当I-与I2物质的量之比为5∶3时,设加NaIO3为xmol,根据转移电子守恒,得5mol×2=x×6+x×5⇒x=mol。答案：(1)2I2+7Na2SO4+3H2SO4+2H2O(2)NaI(3)I+5I-+6H+====3I2+3H2O 11.【解析】(1)①除去食盐水中的Ca2+、Mg2+、S,应先加入过量的BaCl2除去溶液中的S,再加入Na2CO3、NaOH除去Ca2+、Mg2+。但由于BaSO4、BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3,使滤液中仍含有一定量的S。②根据题目提供的工艺原理：氯化钠电解槽及二氧化氯发生器中的产物通入氯化氢合成塔,并且要补充氯气,所以该工艺中可以利用的单质有H2、Cl2。在二氧化氯发生器中氯酸钠与盐酸反应生成二氧化氯,根据化合价的变化规律、质量守恒定律及工艺流程图可判断还有Cl2、NaCl、H2O生成,其化学方程式为2NaClO3+4HCl====2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。(2)纤维素水解的最终产物为葡萄糖,所以D为C6H12O6,结合元素守恒生成物中还缺少Na2SO4,补充完反应物和生成物后可利用得失电子守恒规律进行配平。(3)1molCl2作氧化剂可得2mol电子,1molClO2作氧化剂可得5mol电子,所以处理相同量的废水时CN-失去的电子数相同,所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。答案：(1)①BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)②H2、Cl22NaClO3+4HCl====2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O-7-
