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（答案）考试试卷

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
解析:选B。Na2S2O3+H2SO4 ===Na2SO4+S↓+SO2↑ +H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫单质和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A错误;Na2S2O3中的S元素的化合价为+2价,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C错误;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol电子,D错误。
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
解析:选B。涉及淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖分解成乙醇,乙醇氧化成乙酸,涉及氧化还原反应,A不符合题意;小苏打即NaHCO3,NaHCO3受热分解产生无毒的CO2,因此可用小苏打作食品膨松剂,不涉及氧化还原反应,B符合题意;利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌,涉及氧化还原反应,C不符合题意;D.NO2与水反应有HNO3产生,因此NO2参与了硝酸型酸雨的形成,涉及氧化还原反应,D不符合题意。
【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I的存在
解析:选A。该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中+5价,每个碘原子升高5价,即6I2~60e-,又因方程式中6I2~3Cl2,故3Cl2~60e-,即Cl2~20e-,所以产生22.4 L(标准状况) Cl2即1 mol Cl2时,反应中应转移20 mol e-,A错误;该反应中KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的计量数可知,11KClO3~6I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6,B正确;漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C正确;食盐中I可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应I+5I-+6H+===3I2+3H2O生成I2,I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在,D正确。
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-
解析:选D。反应中KCl和Cl2中的Cl都是KClO3中Cl化合价降低生成的,均是还原产物,A正确;HIO3酸性较强,反应后生成了KH(IO3)2,溶液酸性明显增强,B正确;KH(IO3)2和KOH反应生成KIO3和H2O,不存在化合价的变化,即无电子转移,C正确;根据Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O得吸收1 mol Cl2转移1 mol e-,D错误。
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
解析:选C。反应1为SO2通入碳酸钠溶液生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,说明酸性:H2SO3>H2CO3,A正确;反应1结束后,溶液中溶质为亚硫酸氢钠,不与氯化钡反应,若加入盐酸酸化的BaCl2溶液,出现白色沉淀,则沉淀为硫酸钡,可证明NaHSO3被氧化,B正确;反应2为2NaHSO3+Zn===Na2S2O4+Zn(OH)2,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1,C错误;连二亚硫酸钠有强还原性,在空气中极易被氧化,反应2最好在无氧条件下进行,D正确。
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
解析:选D。KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2、O2,而K2MnO4、MnO2均具有氧化性,在加热条件下能与浓盐酸发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2,因此气体单质G为O2,气体单质H为Cl2,O2和Cl2均为氧化产物,A正确;KMnO4固体受热分解过程中,Mn元素化合价降低被还原,部分O元素化合价升高被氧化,KMnO4既是氧化剂也是还原剂,B正确;Mn元素在反应过程中物质及化合价变化为K nO4　,Mn元素至少参与了3个氧化还原反应,C正确;每生成1 mol O2转移4 mol电子,每生成1 mol Cl2转移2 mol电子,若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl-生成Cl2所失去的,则气体的物质的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,n(气体)总=0.25 mol,但该气体中一定含有O2,因此最终所得气体的物质的量小于0.25 mol,D错误。
1.运用电子守恒解题的方法
(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。
2.掌握氧化还原反应的规律
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
解析:选A。过氧化钠与水、二氧化碳发生氧化还原反应生成氧气,可用于制造呼吸面具供氧剂,A正确;碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,可用作膨松剂,该反应为非氧化还原反应,B错误;铝离子水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体,可用作净水剂,该反应不是氧化还原反应,C错误;氧化铁为红棕色固体,可用于制造红色颜料和油漆等,与氧化还原反应无关,D错误。
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
解析:选A。实验室制取氨气可选择氢氧化钙和氯化铵反应,反应中元素化合价没有改变,不涉及氧化还原反应,A正确;对电力不足的新能源汽车充电,涉及的化学变化中存在电子转移,涉及氧化还原反应,B错误;从海水中提取溴和镁,溴元素、镁元素化合价由非零变为单质中元素化合价零,存在电子转移,涉及氧化还原反应,C错误;漂白粉放置在空气中变质,生成的次氯酸分解生成氧气和氯化氢,存在电子转移,涉及氧化还原反应,D错误。
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++10N===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
解析:选B。反应生成2 mol H3AsO4转移10 mol电子,生成1 mol H3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为5 mol,A正确;As2S3发生氧化反应,应作负极,B错误;NO2是酸性气体,可用NaOH溶液吸收,C正确;雄黄转化为雌黄过程,As化合价升高,被氧化,需要加氧化剂,D正确。
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
解析:选B。反应Ⅰ中Fe与氯气反应生成氯化铁,A正确;反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1降低为-1,Fe元素化合价由+3升高到+6,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,B错误;尾气含有氯气,可与氯化亚铁反应生成氯化铁,可再利用,C正确;K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可用于净水,D正确。
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
解析:选C。碳酸氢钠片可治疗胃酸过多,原理是与HCl发生复分解反应,与氧化还原反应无关,A错误;豆浆中加入浓盐溶液,产生沉淀是胶体的聚沉现象,属于物理变化,B错误;天然气燃烧属于氧化还原反应,C正确;海水经风吹日晒获得粗盐属于物理变化,D错误。
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
解析:选A。油脂在碱性条件下发生水解,故可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污,A正确;结合得失电子守恒可知,4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,B错误;加入NaClO、NaOH发生反应2Fe3++3ClO-+10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2,C错误;“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度小于Na2FeO4,故可以沉淀分离,D错误。
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 ===Al+4N
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:Si+CO2+H2O ===HSi+HC
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++S ===BaSO4↓+2H2O
解析:选D。硝酸具有强氧化性,可以将S2-氧化为S单质,自身根据其浓度大小被还原为NO或NO2,若为浓硝酸,反应的离子方程式为4H++2N+S2- ===S↓+2NO2↑+2H2O,若为稀硝酸,反应的离子方程式为8H++2N+3S2- ===3S↓+2NO↑+4H2O,A错误;明矾在水中可以电离出Al3+,可以与氨水中电离出的OH-发生反应生成Al(OH)3,但由于氨水的碱性较弱,生成的Al(OH)3不能继续与弱碱发生反应,故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3N,B错误;硅酸的酸性小于碳酸,向硅酸钠溶液中通入二氧化碳时,生成硅酸沉淀,二氧化碳则根据其通入的量的多少反应生成碳酸根或碳酸氢根,反应的离子方程式为Si+H2O+CO2 ===H2SiO3↓+C(CO2少量)或Si+2H2O+2CO2 ===H2SiO3↓+2HC(CO2过量),C错误;将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合,Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水,Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的S反应生成BaSO4沉淀,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S ===BaSO4↓+2H2O,D正确。
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++C ===HC+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ===ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2+2H2O ===4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ ===H2SiO3↓+2Na+
解析:选B。少量的氢氧化钠可以和碳酸反应生成碳酸氢钠,碳酸不能拆,离子方程式为OH-+H2CO3 ===HC+H2O,故A错误;氯气和强碱氢氧化钠之间反应的产物是氯化钠、次氯酸钠和水,氯气和碱反应转化为两种盐可以实现,离子方程式为2OH-+Cl2 ===ClO-+Cl-+H2O,故B正确;过氧化钠和水之间反应的产物是氢氧化钠和氧气,实现过氧化物转化为碱,离子方程式为2Na2O2+2H2O ===4Na++4OH-+O2↑,故C错误;硅酸钠溶于水,在离子方程式里要写成离子,离子方程式为Si+2H+ ===H2SiO3↓,故D错误。
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 ===Al+4N+2H2O
B H+、K+、S2、S 不能大量共存,因发生反应:2H++S2 ===S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、S、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、Mn 能大量共存,粒子间不反应
解析:选B。Al3+和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成Al,故A错误;S2和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为2H++ S2 ===S↓+SO2↑+H2O,故B正确;H2O2可在Fe3+催化作用下分解为H2O和O2,不能大量共存,故C错误;在酸性条件下Mn能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,故D错误。
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-、N
B.0.1 mol·L-1盐酸溶液:Na+、K+、S、Si
C.0.1 mol·L-1KMnO4溶液:N、Na+、N、I-
D.0.1 mol·L-1AgNO3溶液:N、Mg2+、Cl-、S
解析:选A。碱性条件下,四种离子可以共存,故A正确;H+与Si之间反应生成H2SiO3沉淀,故B错误;KMnO4会氧化I-,故C错误;Ag+与Cl-,Ag+与S均不能大量共存,反应会生成沉淀,故D错误。
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
解析:选A。由题意可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能共存,②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2+2H+ ===S↓+H2O+SO2↑,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,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫,Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉,综上分析,该样品中确定存在的是Na2SO4、Na2S2O3。
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
解析:选C。KClO3与亚硝酸钠会发生反应:KClO3+3NaNO2 ===KCl+3NaNO3,再加硝酸银和足量稀硝酸后生成白色沉淀,Cl-可能是KClO3被还原得到的,也可能是NaCl中的,无法确定,A错误;氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化,而使其褪色,B错误;亚硝酸有氧化性,可以把二价铁氧化为三价铁,溶液变为黄色,C正确;稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀,D错误。
1.“少定多变”法书写与量有关的离子方程式
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
2.判断离子反应顺序的方法
(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+、N、H+,向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应:N+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+ ===N+H2O,Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3N。因此,OH-应先与H+反应,再与Al3+反应,最后与N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。
3.用离子反应进行离子检验的方法:
(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-
解析:选D。浓盐酸与铁屑反应的离子方程式为Fe+2H+ ===Fe2++H2↑,A错误;Na2O2和CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 ===2Na2CO3+O2,B错误;向次氯酸钙溶液中通入过量CO2的离子方程式为ClO-+CO2+H2O ===HC+HClO,C错误;HS-电离生成H3O+和S2-,D正确。
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:B碱性条件下转化为[B(OH)4]-,S2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+2S2 === [Ag(S2O3)2]3-+Cl-
D.反应③:8[Ag(S2O3)2]3-+B ===8Ag↓+16S2+8H++[B(OH)4]-
解析:选D。氯化铁溶液中Fe3+水解显酸性,A正确;由流程可知,Ag与氯化铁溶液发生氧化还原反应且生成AgCl沉淀,B正确;②中元素的化合价没有变化,反应②中发生AgCl+2S2+Cl-,C正确;由流程可知,③中发生氧化还原反应为B+8[Ag(S2O3)2]3-+8OH- === [B(OH)4]-+8Ag↓+16S2+4H2O,D错误。
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+、S、S2-、Cl-
B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:N、Al3+、Na+、S
C.pH=1的溶液中:Al3+、N、Ca2+、HC
D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:S、Na+、C、K+
解析:选D。S2-与Fe3+不能大量共存,使pH试纸显深红色的溶液显酸性,S2-和H+反应生成H2S气体而不能大量共存,A错误;与铝粉反应放出氢气的无色溶液可能含大量的H+或OH-,在碱性环境中,Al3+和OH-反应不能大量共存,B错误;pH=1的溶液中HC和H+反应生成CO2气体而不能大量共存,C错误;使红色石蕊试纸变蓝的溶液中含OH-,在该溶液中S、Na+、C、K+彼此间均不发生反应,能够大量共存,D正确。
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+、Al、C
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、C、N
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+、N、S、HC
解析:选B。水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1,说明水的电离受到抑制,该溶液显酸性或碱性,酸性条件下,Al、C都不能大量存在,A错误;=1×10-12,说明c(H+)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+、S、Na+、N、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
解析:选B。由②可知溶液显弱酸性,上述离子只有N能水解使溶液显酸性,则一定含有N;由①中加氯水无明显现象,一定不含有I-、S2-;又溶液呈电中性,溶液中有N,必须同时存在阴离子S,一定不存在Ba2+;剩下的Na+是否存在无法判断,则需检验的离子是Na+,可以通过焰色试验检验。
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===Al+4N+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++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
解析:选A。步骤①加入过量的某试剂后生成无色气体、红褐色沉淀,无色气体应为氨气,红褐色沉淀为Fe(OH)3,试剂应为强碱溶液,X溶液应为偏铝酸盐溶液,偏铝酸根和碳酸氢根离子之间反应可以得到氢氧化铝沉淀。根据分析可知该试剂应为强碱溶液,可以是浓KOH溶液,A正确;B错误;无色气体为氨气,氨气应用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸会变蓝,C错误;步骤②为偏铝酸根和碳酸氢根离子之间的反应,离子方程式为H2O+Al+HC===Al(OH)3↓+C,D错误。
7.某溶液只含有K+、Fe3+、Cl-、Mg2+、I-、C、S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-、C、S、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
解析:选C。由实验可知,试剂①为硝酸钡溶液,生成白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡,则试剂②为盐酸,沉淀减少,硫酸钡不溶于盐酸,则原溶液中一定存在C、S,不存在Fe3+、Mg2+;加试剂①过滤后的滤液中,再加试剂②盐酸,H+、N、I-发生氧化还原反应生成I2,溶液变黄色,由于溶液呈电中性,则溶液中一定含有的阳离子为K+。由上述分析可知,该溶液中一定有I-、C、S、K+,A正确;试剂①为硝酸钡溶液,B正确;加入足量盐酸会引入Cl-,故无法判断原溶液中是否存在Cl-,C错误;试剂②一定为盐酸,不能为硫酸,因为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡会使沉淀质量增加,不符合题意,D正确。
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:Br+Br-+6H+===Br2+3H2O
　D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HC+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
解析:选D。氯气溶于水,反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,A错误;过量HI溶液加入Fe(NO3)3溶液中,反应的离子方程式为12H++10I-+3N+Fe3+===5I2+Fe2++3NO↑+6H2O,B错误;酸性溶液中KBrO3与KBr反应生成Br2,反应的离子方程式为Br+5Br-+6H+===3Br2+3H2O,C错误;NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液,反应的离子方程式为HC+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O,D正确。
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===C2+2N+2H2O
C.向饱和氯水中通入SO2至溶液颜色褪去:Cl2+SO2+H2O===2H++2Cl-+S
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
解析:选D。Cu是活性电极,阳极上Cu失去电子变为Cu2+进入溶液,A错误;草酸过量,反应产生HC2,不能产生C2,B错误;C项所给离子方程式原子不守恒,正确离子方程式为Cl2+SO2+2H2O===4H++2Cl-+S,C错误;反应符合事实,遵循物质的拆分原则,D正确。
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)。
解析:由题给流程可知,在熔融NaOH作用下,Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁,氧化铝与熔融NaOH反应转化为NaAlO2,氧化镁不反应;将氧化后的固体加水溶解,过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣Ⅰ和含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠的滤液;将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液;向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀;向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠;向滤渣Ⅰ中通入二氧化碳和水蒸气,氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液;碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气,二氧化碳、水蒸气可以在工序②循环使用;碳酸镁高温煅烧得到氧化镁。
(1)由分析可知,高温连续氧化工序中被氧化的元素是铁元素和铬元素。
(2)工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀,反应的离子方程式为2Na++2Cr+2CO2+H2O ===Cr2+2NaHCO3↓。
(3)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下,Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水;若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应。
答案:(1)Fe、Cr　(2)2Na++2Cr+2CO2+H2O ===Cr2+2NaHCO3↓　(3)4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2O　Na2CO3
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____________ ____________ ____________。
解析:(1)“焙烧”中,Al2O3转化为NH4Al(SO4)2,化学方程式为Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑;(2)依据提示,TiO2+的水解过程的离子方程式为TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+。
答案:(1)Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑
(2)TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+
1.信息型方程式的书写方法
2.缺项型氧化还原反应方程式的配平方法
(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B(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH,其离子方程式为____________。
(2)在酸性条件下,V2O5转化为V,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____________________________________。
解析:(1)FeSO4与NaBH4在碱性溶液中反应生成纳米铁粉、H2和B(OH。
(2)在酸性条件下,V2O5转化为V和水。
(3)在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+ ===2Cl-+5I2+4H2O。
(4)该反应中Ce元素由+3价变为+4价,则Ce3+是还原剂,双氧水是氧化剂,氧元素化合价由-1变为-2,转移电子数为2,根据电荷守恒知未知微粒是H+,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为2Ce3++H2O2+6H2O ===2Ce(OH)4↓+6H+。
(5)As可以与NaClO的水溶液反应,生成其最高价含氧酸(H3AsO4),同时有NaCl生成,结合电子守恒和原子守恒,此反应方程式为5NaClO+2As+3H2O ===2H3AsO4+5NaCl。
答案:(1)2Fe2++B+4OH- ===2Fe+2H2↑+B(OH
(2)V2O5+2H+ ===2V+H2O
(3)2ClO2+10I-+8H+ ===2Cl-+5I2+4H2O
(4)2Ce3++H2O2+6H2O ===2Ce(OH)4↓+6H+
(5)5NaClO+2As+3H2O ===2H3AsO4+5NaCl
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]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+　　　　。
解析:(1)制取聚合硫酸铁加入的酸为H2SO4。(2)酸浸后的溶液中含有硫酸铁、硫酸亚铁和过量的稀硫酸,所以含有的阳离子有Fe3+、Fe2+、H+,金属阳离子为Fe3+、Fe2+。(3)氯酸钾的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,涉及的方程式为Cl+6Fe2++6H+ ===Cl-+6Fe3++3H2O。
(4)该反应方程式为Fe2(SO4)3+xH2OFe2(OH)x(SO4+H2SO4。
答案:(1)H2SO4　(2)Fe3+、Fe2+　(3)将Fe2+氧化为Fe3+,Cl+6Fe2++6H+ ===Cl-+6Fe3++3H2O　(4)1　x　1　H2SO4
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____________________________。
解析:(1)根据流程图中生成MnCl2溶液可知加入的“试剂1”为盐酸;SiO2与盐酸不反应,故“滤渣1”为SiO2。
(2)在溶液中Fe2+被H2O2氧化生成Fe(OH)3沉淀。
(3)酸性条件下,Cu2(OH)2CO3溶解生成Cu2+、CO2和H2O;加入MnS,可使Cu2+转化为CuS沉淀而除去。
答案:(1)HCl　SiO2　(2)2Fe2++H2O2+4H2O ===2Fe(OH)3↓+4H+　
(3)Cu2(OH)2CO3+4H+ ===2Cu2++3H2O+CO2↑　Cu2++MnS ===CuS+Mn2+
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__________________。
解析:(1)雌黄和雄黄中S元素的价态相同,其价态是-2价;雌黄(As2S3)在酸性溶液中和Sn2+发生氧化还原反应生成As4S4、H2S、Sn4+。
(2)雄黄在空气中加热至300 ℃时会产生两种物质,其中一种为剧毒的砒霜(As2O3),若4.28 g(即0.01 mol)As4S4反应转移0.28 mol e-,设反应后生成a中硫的化合价为+x,因该反应中As、S都失去电子,则0.01 mol×[4×(3-2)+4×(2+x)]=0.28 mol,解得x=4,所以a为二氧化硫;则反应Ⅱ的化学方程式是As4S4+7O2 ===2As2O3+4SO2。
(3)双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去,氧化还原反应中过氧化氢中氧元素化合价由-1变化为-2,As元素化合价由+3变化为+5。
(4)Ⅳ是H3AsO3与H2S反应生成As2S3和H2O。
(5)由AsH3气体在空气中自燃,产物为As2O3固体和水。
答案:(1)-2　4H++2Sn2++2As2S3 ===2H2S↑+2Sn4++As4S4　(2)SO2　As4S4+7O2 ===2As2O3+4SO2　(3)2H2O2+H2O+As2O3 ===2H3AsO4　(4)2H3AsO3+3H2S ===As2S3+6H2O　(5)2AsH3+3O2 ===As2O3+3H2O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I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++10N===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 ===Al+4N
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:Si+CO2+H2O ===HSi+HC
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++S ===BaSO4↓+2H2O
===
===
===
===
===
===
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++C ===HC+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2 ===ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2+2H2O ===4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+ ===H2SiO3↓+2Na+
===
===
===
===
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 ===Al+4N+2H2O
B H+、K+、S2、S 不能大量共存,因发生反应:2H++S2 ===S↓+SO2↑+H2O
C Na+、Fe3+、S、H2O2 能大量共存,粒子间不反应
D H+、Na+、Cl-、Mn 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-、N
B.0.1 mol·L-1盐酸溶液:Na+、K+、S、Si
C.0.1 mol·L-1KMnO4溶液:N、Na+、N、I-
D.0.1 mol·L-1AgNO3溶液:N、Mg2+、Cl-、S
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+、N、H+,向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液,若先发生反应:N+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+ ===N+H2O,Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3N。因此,OH-应先与H+反应,再与Al3+反应,最后与N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:B碱性条件下转化为[B(OH)4]-,S2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+2S2 === [Ag(S2O3)2]3-+Cl-
D.反应③:8[Ag(S2O3)2]3-+B ===8Ag↓+16S2+8H++[B(OH)4]-
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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+、S、S2-、Cl-
B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:N、Al3+、Na+、S
C.pH=1的溶液中:Al3+、N、Ca2+、HC
D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:S、Na+、C、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+、Al、C
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、C、N
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+、N、S、HC
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+、S、Na+、N、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===Al+4N+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++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
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7.某溶液只含有K+、Fe3+、Cl-、Mg2+、I-、C、S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-、C、S、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:Br+Br-+6H+===Br2+3H2O
　D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HC+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===C2+2N+2H2O
C.向饱和氯水中通入SO2至溶液颜色褪去:Cl2+SO2+H2O===2H++2Cl-+S
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
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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B(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH,其离子方程式为____________。
(2)在酸性条件下,V2O5转化为V,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]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+　　　　。
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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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