1、专题训练三离子反应氧化还原反应一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列中国传统工艺,利用氧化还原反应原理实现的是()A.丹砂(HgS)炼汞B.石灰石生产生石灰C.酒精蒸馏D.活性炭使蔗糖脱色答案:A解析:丹砂炼汞过程中,汞的化合价由+2价降低到0价,该过程发生的是氧化还原反应;石灰石高温分解生成生石灰,该过程中所有元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应;酒精蒸馏过程中只发生了物理变化;活性炭脱色只发生了物理变化。2.(2019天津新华中学高三质量检测)下列离子方程式正确的是()A.漂白粉露置在空气中失效:ClO-+CO2+H2OHClO+HCB.向银氨溶
2、液中加入足量的HCl:Ag(NH3)2+OH-+3H+Ag+2N+H2OC.过量的CO2通入水玻璃中:Si+2CO2+2H2OH2SiO3+2HCD.NH4Al(SO4)2溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:N+Al3+5OH-NH3H2O+Al+2H2O答案:C解析:漂白粉露置在空气中失效的反应为Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,2HClO2HCl+O2,CaCO3难溶于水,应写化学式,漏写HClO的分解反应,A项错误;Ag+与Cl-形成AgCl沉淀,正确离子方程式为Ag(NH3)2+OH-+3H+Cl-AgCl+2N+H2O,B项错误;过量CO2与Na2SiO3溶液反应
3、生成NaHCO3和H2SiO3,C项正确;漏写Ba2+与S形成BaSO4沉淀,正确的离子方程式为N+Al3+2S+2Ba2+5OH-2BaSO4+NH3H2O+Al+2H2O,D项错误。3.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是()A.在溶液中加KSCN溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明该气体中含有水蒸气C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2答案:B解析:加入KSCN溶液,溶液显红色,说明一定含有Fe3+,但无法确定是否含有Fe2+,A项错误;气体通过无水CuSO4,
4、粉末变蓝,说明生成CuSO45H2O,则该气体含有水蒸气,B项正确;该粉末的焰色反应为黄色,故含有Na+,但需要透过蓝色钴玻璃片观察火焰是否显紫色才能确定是否含有K+,C项错误;使澄清石灰水变浑浊的气体可以是CO2,也可以是SO2,D项错误。4.(2019天津耀华中学高三联考)下列离子组在给定条件下可能大量共存的是()选项条件离子A滴加氨水Na+、Mg2+、Cl-、SBpH=1的溶液Fe2+、Al3+、S2、MnC由水电离出的H+浓度为110-12 molL-1N、K+、N、Cl-D通入SO2气体K+、Na+、ClO-、S答案:C解析:滴加氨水,Mg2+2NH3H2OMg(OH)2+2N,A项
5、错误;pH=1的溶液显酸性,酸性条件下,Fe2+能被Mn氧化成Fe3+,S2与H+、Mn也不能大量共存,B项错误;由水电离出的H+浓度为110-12molL-1,水电离受到抑制,说明原溶液中存在大量H+或OH-,N、K+、N、Cl-、H+可以大量共存,C项正确;通入SO2气体,ClO-+SO2+H2O2H+Cl-+S,D项错误。5.(2019天津武清高三期中)过氧化钠具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为一种常见的高效水处理剂,化学方程式为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2。下列说法中不正确的是()A.氧化性:Na2O2Na2FeO4FeSO4B.FeSO4
6、只作还原剂,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂C.由反应可知每3 mol FeSO4完全反应时,反应中共转移12 mol电子D.用Na2FeO4处理水时,不仅能杀菌消毒,还能起到净水的作用答案:C解析:由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Na2O2Na2FeO4FeSO4,A项正确。由反应的化学方程式可知铁元素的化合价由+2价升高为+6价,氧元素的化合价部分由-1价降低为-2价,部分由-1价升高为0价,所以FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,B项正确。每2molFeSO4参加反应,共转移10mol电子,所以每3molFeSO4完全反应时,反应中共转移15mol电子
7、,C项错误。Na2FeO4有强氧化性,可以杀菌消毒,生成的还原产物氢氧化铁又具有吸附作用,可以起到净水的作用,D项正确。6.(2019天津滨海新区高三检测)已知H2SO3+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,将0.1 mol Cl2通入100 mL含等物质的量HBr与H2SO3的混合溶液中,有一半的HBr被氧化,则下列说法正确的是()A.物质的还原性:HBrH2SO3HClB.HBr与H2SO3的物质的量浓度均为0.6 molL-1C.通入0.1 mol Cl2发生反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2Br-+4H2O4S+Br2+10Cl-+16H+D.若再通入0.05 mol Cl
8、2,恰好能将HBr和H2SO3完全氧化答案:C解析:根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性,可知还原性H2SO3HBr,A项错误。设HBr与H2SO3的物质的量均为x,则根据得失电子守恒有2x+0.5x=0.1mol2,解得x=0.08mol,因此HBr与H2SO3的物质的量浓度均为0.8molL-1,B项错误。根据上述计算,通入0.1molCl2发生反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2Br-+4H2O4S+Br2+10Cl-+16H+,C项正确;若再通入0.05molCl2,氧化的HBr的物质的量应该为0.1mol,而溶液中只剩余0.04molHBr,故氯气过量,D项错误。7.(20
9、19安徽合肥高三调研)某溶液中可能有K+、Mg2+、Al、Si、C、S中的若干种离子。某同学对溶液进行了如图实验。下列判断错误的是()A.有气体甲生成,表明溶液X中一定含有CB.沉淀甲可能是硅酸镁C.K+一定存在于溶液X中D.不能确定S是否存在于溶液X中答案:B解析:加过量稀盐酸有气体生成,说明有C,生成的气体是二氧化碳,A项正确;溶液中含有C,则一定不含有Mg2+,因为C与Mg2+不能大量共存,所以沉淀甲是硅酸,不可能是硅酸镁,B项错误;要保证溶液电中性,一定存在钾离子,C项正确;硫酸根离子是否存在不能确定,D项正确。8.某离子反应中涉及H2O、ClO-、N、H+、N2、Cl-六种粒子。其中
10、N2、ClO-的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是()A.该反应的氧化剂是ClO-B.消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为23D.反应后溶液的酸性明显增强答案:C解析:由题意知ClO-Cl-得到2个电子,2NN2失去6个电子,氧化剂与还原剂的物质的量之比为32,A、B两项正确,C项错误;反应的离子方程式为3ClO-+2N2H+N2+3Cl-+3H2O,反应后溶液的酸性明显增强,D项正确。二、非选择题(共4小题,共52分)9.(12分)ClO2是一种黄绿色或橙黄色的气体,极易溶于水,可用于水的消毒杀菌、水体中Mn2+等重金属离子的除去及烟气
11、的脱硫脱硝。回答下列问题:(1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中Cl元素的化合价是,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(2)将ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成。ClO2和MnO2均属于氧化物,理由是。该反应的离子方程式为。(3)为研究ClO2脱硝的适宜条件,在1 L 200 mgL-1 ClO2溶液中加NaOH溶液调节pH,通入NO气体并测定NO的去除率,其关系如下图所示:实验中使用的ClO2溶液的物质的量浓度为;要使NO的去除率更高,应控制的条件是。当溶液pH7时,NO的去除率增大的
12、原因是ClO2与NaOH溶液反应生成更强的吸收剂NaClO2,写出碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式:。答案:(1)+3价12(2)均含两种元素,且其中一种为氧元素2ClO2+5Mn2+6H2O5MnO2+12H+2Cl-(3)2.9610-3 molL-1控制溶液呈强酸性或强碱性4NO+3Cl+4OH-4N+3Cl-+2H2O解析:(1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中氯元素的化合价为+3价,该反应中过硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价由+7价降低为+6价,过硫酸钠为氧化剂,亚氯酸钠(NaClO2)中氯元素的化合价
13、由+3价升高为+4价,亚氯酸钠为还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为12。(2)ClO2和MnO2均含两种元素,且其中一种为氧元素,均属于氧化物。将ClO2通入MnSO4溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成,反应的离子方程式为2ClO2+5Mn2+6H2O5MnO2+12H+2Cl-。(3)200mgClO2的物质的量为0.00296mol,因此ClO2溶液的物质的量浓度为2.9610-3molL-1;据图可知,要使NO的去除率更高,应该控制溶液呈强酸性或强碱性。在碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式为4NO+3Cl+4OH-4N+3Cl-+2H2O。
14、10.(12分)(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,含VO2+、K+、S等。写出该反应的化学方程式:。向上述溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了V、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。(2)将酸性条件下,铁与N反应的离子方程式补充完整:Fe+1N+Fe2+1N+(3)六价铬Cr()有剧毒,废水中的Cr2常用铁氧磁体法除去,即把过量的FeSO47H2O加入含Cr2的废水中,调节pHCu2S(2)标出反应中电子转移的方向和数目。.在稀硫酸中,Mn与H2O2也能发生氧化还原反应。氧化反应:H2O2-
15、2e-2H+O2还原反应:Mn+8H+5e-Mn2+4H2O(3)若有0.2 mol H2O2参加此反应,转移的电子为 mol。由上述反应得出物质氧化性强弱的结论是(填化学式)。(4)已知:KMnO4+H2O2+H2SO4K2SO4+MnSO4+O2+H2O(未配平),则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是mol。答案:(1)D(2)+28H+5Cu2+5SO2+6Mn2+14H2O(3)0.4KMnO4H2O2(或O2)(4)2.5解析:(1)铜元素的化合价由+1价升高到+2价,硫元素的化合价由-2价升高到+4价,均被氧化,A项正确;设氧化剂的物质的量为x,还原剂的物质的量为y,则5x=
16、(2+6)y,则,B项正确;当生成5molSO2时,转移电子40mol,当有标准状况下2.24L(0.1mol)SO2生成时,转移电子0.8mol,C项正确;根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性,可知还原性:Cu2SMn2+,D项错误。(2)由反应可得,锰元素化合价由+7价降到+2价,硫元素化合价由-2价升高到+4价,根据得失电子守恒得+28H+5Cu2+5SO2+6Mn2+14H2O。(3)由H2O2-2e-2H+O2可知,0.2molH2O2参加反应转移0.4mol电子。在该反应中Mn是氧化剂,H2O2是还原剂,故氧化性:KMnO4H2O2(或O2)。(4)根据得失电子守恒可知,1molKMnO4得5mol电子,而1molH2O2参加反应失去2mol电子,故1molKMnO4可氧化2.5molH2O2。