專題03 離子反應和氧化還原反應

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1、word 1.了解氧化還原反應的本質是電子轉移,了解常見的氧化還原反應。掌握常見的氧化還原反應的配平和相關計算。 2.了解離子反應的概念,離子反應發(fā)生的條件,了解常見離子的檢驗方法。 3.能正確書寫化學方程式、離子方程式,并能進行有關計算。 一、氧化還原反應的概念辨析及規(guī)律應用 1.氧化還原反應的基本規(guī)律及應用 2.正確理解氧化還原反應中的八個“不一定” (1)含最高價態(tài)元素的化合物不一定有強氧化性,如H3PO4、Na+;而含低價態(tài)元素的化合物也可能有強氧化性,如氧化性HClO>HClO2>HClO3>HClO4。 (2)在氧化還原反應中,一種元素被氧化,不一

2、定有另一種元素被還原,如Cl2+H2OHCl+HClO。 (3)得電子難的物質不一定易失電子,如ⅣA族的碳(C)和稀有氣體。 (4)元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)不一定被氧化,也可能被還原。 (5)氧化還原反應中一種反應物不一定只表現(xiàn)出一種性質,如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中的Cl2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。 (6)物質的氧化性或還原性的強弱只取決于得失電子的難易,與得失電子的多少無關。如Na、Mg、Al的還原性強弱依次為Na>Mg>Al。 (7)氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,還原性:還原劑>還原產(chǎn)物,此方法不適用于歧化反應和電解反應。 (8)濃H2SO4具有強氧

3、化性,SO2具有還原性,但二者并不能發(fā)生氧化還原反應。 二、離子方程式的書寫及正誤判斷 1.離子方程式正誤的判斷方法 2.書寫離子方程式時的注意要點 (1)離子反應要符合客觀事實不要臆造。 (2)多元弱酸的酸式酸根離子不拆開寫。如NaHSO3應拆分為Na+和HSO。 (3)鹽類水解的離子方程式書寫易忽視符號“===”與“”、“↑”與“↓”的正確使用。 (4)注意幾個涉及氧化還原反應的離子方程式,如少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中,產(chǎn)物為CaSO4而不是CaSO3;向Fe(OH)3懸濁液中加入稀碘化氫溶液中,產(chǎn)物中的Fe元素應為Fe2+而不是Fe3+。 (5)注意“量

4、”的條件,如漂白粉溶液通入少量CO2:Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO;通入足量CO2:ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO。 (6)注意反應環(huán)境,不在溶液中進行的離子反應不能寫離子方程式,如實驗室用NH4Cl固體和Ca(OH)2固體反應制取NH3的反應。 (7)注意操作順序,操作順序不同,離子方程式有時也不同。如AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液和NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中的反應。 (8)注意是否漏掉了離子反應,如Ba(OH)2溶液與NaHCO3溶液反應,既要寫出OH-與HCO生成CO的反應,又不能漏掉Ba2+與CO生成BaCO

5、3的反應。 (9)看是否遵循守恒規(guī)律,離子方程式中一定符合兩個守恒、電荷守恒、質量(原子)守恒,如是氧化還原反應則還要遵循得失電子守恒。 【方法技巧】有限定條件的離子方程式的書寫 1.過量型 書寫程序:①按照化學式組成比例寫出不足量物質參加反應的離子形式及比例。如Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應,離子方程式中不足量物質Ca(HCO3)2中Ca2+與HCO的比例一定是1∶2。②過量物質的離子滿足不足量離子的需要,如上述反應中OH-的化學計量數(shù)為2,滿足2HCO。綜合起來可得離子方程式:Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O。 2.定量型 書寫的關鍵

6、是參加反應的離子嚴格按照給定的量之間的關系進行,如等物質的量的Ba(OH)2溶液與明礬溶液的反應,Al3+、SO、Ba2+和OH-的物質的量之比為1∶2∶1∶2,顯然OH-不足量,然后按照以少定多的方法寫出離子方程式:2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓。 3.目標型 先寫出能達到目標的主要離子方程式,然后用設“1”的方法使其完善。如向NaHSO4溶液中逐滴加入不同,前者用離子符號表示,后者則用化學式表示。 三、離子共存 離子共存中的題設“陷阱” 條件類型 高考中的常見表述 誤點點撥 常見的限 制條件 “無色” 有色離子不能大量

7、存在 “pH=1”或“pH=13” 溶液顯酸性或堿性 “因發(fā)生氧化還原反應而不能共存” 只能是氧化性離子和還原性離子不共存,不是其他離子反應類型 常見的 易錯點 “透明” “透明”也可“有色” “不能共存” 易看成“能共存” 常見的隱 含條件 “與Al反應放出H2” 溶液既可能顯酸性也可能顯堿性 “由水電離出c(H+)=1×10-12mol·L-1” 溶液既可能顯酸性也可能顯堿性 “通入足量的NH3” 與NH3·H2O反應的離子不能存在 常見題 干要求 (1)“一定大量共存” 審清關鍵字 (2)“可能大量共存” (3)“不能大量共存”

8、考點1、氧化還原反應的概念辨析及規(guī)律應用 【例1】(2013·,18改編)汽車劇烈碰撞時,安全氣囊中發(fā)生反應10NaN3+2KNO3―→K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75 mol,則下列判斷正確的是()。 A.生成42.0 L N2(標準狀況) B.有0.250 mol KNO3被氧化 C.轉移電子的物質的量為1.25 mol D.被氧化的N原子的物質的量為1.25 mol 【方法技巧】分析氧化還原反應的兩個關鍵 1.要理清知識線索:化合價升高→失電子→還原劑→氧化反應→氧化產(chǎn)物(或化合價降低→得電子→氧化劑→還原反應→還原產(chǎn)物)。 2.要明確解

9、題的方法、思路:理解概念抓實質,解題應用靠特征,即從氧化還原反應的實質——電子轉移,去分析理解有關的概念,而在實際解題過程中,應從分析元素化合價有無變化這一氧化還原反應的特征入手。具體思路是:找變價、判類型、分升降、定其他。其中“找變價”是非常關鍵的一步,特別是同種元素間的氧化還原反應,必須弄清它的變化情況。 【變式探究】新型納米材料MFe2Ox(3y D.S

10、O2發(fā)生了置換反應 【例2】(2013·理綜,3)下列離子方程式正確的是()。 A.Cl2通入水中:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO- B.雙氧水中加入稀硫酸和KI溶液:H2O2+2H++2I-===I2+2H2O C.用銅作電極電解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ D.Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O+4H+===SO+3S↓+2H2O 【變式探究】下列表示對應化學反應的離子方程式正確的是()。 A.用KIO3氧化酸性溶液中的KI:5I-+IO+3H2O===3I2+6OH- B.向NH4HCO3溶液中加過量的NaOH溶液并

11、加熱:NH+OH-NH3↑+H2O C.將過量SO2通入冷氨水中:SO2+NH3·H2O===HSO+NH D.用稀硝酸洗滌試管壁的銀鏡:Ag+2H++NO===Ag++NO↑+H2O 【變式探究】下表中對離子方程式書寫的評價錯誤的是()。 選項 化學反應與離子方程式 評價 A 將銅屑加入含F(xiàn)e3+的溶液中:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 正確 B Na2O2與H2O反應:Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑ 錯誤,氧原子不守恒 C NaOH溶液與氧化鋁反應:Al2O3+2OH-===2AlO+H2O 錯誤,產(chǎn)物應該是Al(OH)3

12、 D 向Fe(OH)2中加入足量稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O 錯誤,HNO3能氧化Fe2+ 【解析】選項A中的離子方程式書寫正確,故該項評價正確;B中氧原子不守恒,正確的離子方程式 【例3】(2013·化學,3)常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是()。 A.使甲基橙變紅色的溶液:Mg2+、K+、SO、NO B.使酚酞變紅色的溶液:Na+、Cu2+、HCO、NO C.0.1 mol·L-1 AgNO3溶液:H+、K+、SO、I- D.0.1 mol·L-1 NaAlO2溶液:H+、Na+、Cl-、SO 【變式探究】下列各組離子在常溫

13、下能大量共存,當溶液中c(H+)=10-1 mol·L-1時有氣體生成,當溶液中c(H+)=10-13 mol·L-1時有沉淀生成的是()。 A.Mg2+、NH、Cl-、SO B.Na+、Cu2+、CO、NO C.Ba2+、K+、SO、Cl- D.Na+、Fe2+、SO、NO 時生成Fe(OH)2沉淀。 【答案】D 【變式探究】水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、AlO、SiO、SO、CO、SO中的若干種離子。某同學對該溶液進行了如下實驗: 下列判斷正確的是()。 A.氣體甲一定是純凈物 B.沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物 C.K+、AlO和SiO一定存在于溶

14、液X中 D.CO和SO一定不存在于溶液X中 守恒思想在中學化學解題中的應用 守恒法就是以化學反應中存在的某些守恒關系(如質量守恒、原子守恒、得失電子守恒、能量守恒等)作為依據(jù),尋求解題的突破口,列出相應的守恒關系式進行解題。比如根據(jù)溶液中陰陽離子所帶的電荷總數(shù)相等、氧化還原反應中得失電子總數(shù)相等進行求解。這種方法既可以避開繁瑣的過程,提高解題的速度,又可以避開多步計算,提高解題的準確度,是高中化學解題中最常用的一種方法。 【例1】將11.9 g由Mg、Al、Fe組成的合金溶于足量的NaOH溶液中,合金質量減少了2.7 g。另取等質量的合金溶于過量稀硝酸中,生成了6.72 L N

15、O(標準狀況下),向反應后的溶液中加入過量的NaOH溶液,則最終所得沉淀的質量為()。 A.22.1 gB.27.2 gC.30 gD.19.4 g 【解析】以電子守恒為核心利用“等價代換”方法來計算:根據(jù)電子守恒可知金屬失去的電子總數(shù)等于生成NO時氮元素得到的電子總數(shù),為×3=0.9 mol,而生成的沉淀為Mg(OH)2和Fe(OH)3,其質 【特別提醒】此法可延伸適用,如將金屬用非氧化性酸(如鹽酸)恰好溶解后,再用陰離子(如 OH-)沉淀時,消耗的陰離子的物質的量等于金屬失去的電子的物質的量。若用OH-來沉淀時,如所加鹽酸過量,則所需OH-的物質的量等于HCl的物質的量(即用OH-

16、代換鹽酸中的Cl-)。 1.下列各組物質中只具有還原性的是()。 A.F-、CO、Na B.Na、I-、Zn C.Fe3+、SO、NO D.Fe3+、O2、H2O2 2.下列說確的是()。 A.根據(jù)反應Cu+H2SO4CuSO4+H2↑可推出Cu的還原性比H2的強 B.在反應CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑中,水作氧化劑 C.反應3NO2+H2O===2HNO3+NO中氧化劑和還原劑的物質的量之比是3∶1 D.因Cl2的氧化性強于I2的氧化性,所以置換反應I2+2NaClO3===2NaIO3+Cl2不能發(fā)生 3.向含有下列各組離子的溶液入相應

17、氣體后,能大量共存的是()。 A.通入NO2:Na+、Fe2+、Cl-、SO B.通入NH3:AlO、NH、Na+、NO C.通入Cl2:K+、NH、I-、Cl- D.通入CO2:Na+、K+、NO、SiO 4.下表所列各組第Ⅰ欄中的化學反應與第Ⅱ欄中的化學反應,都可以用第Ⅲ欄中的離子方程式表示的是()。 選項 第Ⅰ欄 第Ⅱ欄 第Ⅲ欄 A 往少量NaOH溶液中投入鋁片 往過量NaOH溶液中投入鋁片 2Al+2OH-+2H2O ===2AlO+3H2↑ B 往Fe2(SO4)3溶液中滴入NaOH溶液 往Fe2(SO4)3溶液中滴入Ba(OH)2溶液 Fe3

18、++3OH- ===Fe(OH)3↓ C 往NaHCO3溶液中滴入Ca(OH)2溶液 往NaHCO3溶液中滴入NaOH溶液 OH-+HCO ===CO+H2O D 往NaOH溶液入過量CO2氣體 往NaOH溶液入少量CO2氣體 CO2+OH-===HCO 5.某無色溶液只可能含有以下幾種離子:①Mg2+、②Al3+、③Fe2+、④H+、⑤HCO、⑥Cl-、⑦OH-。向其中緩慢地滴入NaOH溶液至過量,產(chǎn)生沉淀的質量與加入NaOH溶液的體積的關系如圖所示,由此可確定原溶液中一定含有的離子是()。 A.①②⑤ B.①③④ C.②⑥⑦ D.①②④⑥ 6.某

19、溶液中含有NO、SiO、AlO、S2-4種離子,若向其中加入過量的鹽酸,微熱并攪拌,再加入過量的氫氧化鈉溶液,則溶液中離子數(shù)目大量減少的是()。 A.只有S2-B.S2-和NO C.SiO、S2-和NOD.4種離子都減少 7.在碘酸鈉(NaIO3)的堿性溶液入氯氣,可以得到高碘酸鈉(Na2H3IO6)。下列有關該反應的說法錯誤的是()。 A.在該反應中碘酸鈉作還原劑 B.堿性條件下,氯氣的氧化性強于高碘酸鈉的氧化性 C.反應中生成1 mol Na2H3IO6轉移2 mol電子 D.反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為2∶1 8.某固體混合物,其中可能含有CuSO4、

20、BaCl2、Na2CO3、K2SO4,根據(jù)下表所列實驗操作及現(xiàn)象,試分析混合物的組成并回答有關問題。 步驟 實驗操作 實驗現(xiàn)象 ① 將固體混合物放入水中并不斷攪拌 得到白色沉淀和無色透明溶液 ② 加入稀硝酸,使溶液pH=2 沉淀完全消失,產(chǎn)生無色氣體,溶液澄清 ③ 再加入稀硫酸,使溶液pH=1 溶液中出現(xiàn)白色沉淀 (1)原混合物中肯定存在的是________,肯定不存在的是________。 (2)用離子方程式表示上述實驗過程中肯定發(fā)生的化學變化: ①_________________________________________________________

21、_______; ②________________________________________________________________; ③________________________________________________________________。 9.某化學興趣小組為驗證NO2的氧化性和NO的還原性,設計了如下裝置制取NO2和NO,并驗證其性質: (1)寫出甲中反應的離子方程式:_______________________________________, 乙中的現(xiàn)象是__________________________________

22、________________, 可證明NO2的氧化性;在丙中鼓入空氣后的現(xiàn)象是________________________ ___________________________________________,可證明NO的還原性。 (2)實驗前丙中充滿水的作用是_________________________________________ (用反應的化學方程式和簡要文字回答)。 (3)小華對上述實驗設計提出了質疑,他認為乙中的現(xiàn)象不足以證明NO2的氧化性,他的理由是 ___________________________________________________

23、__________________________。 你認為怎樣才能準確證明NO2的氧化性?_______________________________ __________________________________________________________________ (簡要回答出原理和現(xiàn)象即可)。 【解析】甲中發(fā)生化學反應Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,產(chǎn)生的NO2氣體通過乙進 10. (1)請將下列五種物質:KBr、Br2、I2、KI、K2SO4分別填入下列橫線上,組成一個未配平的化學方程式: KBrO3+________

24、+H2SO4―→________+________+________+________+H2O。 (2)如果該化學方程式中I2和KBr的化學計量數(shù)分別是8和1,則 ①Br2的化學計量數(shù)是________; ②請將反應物的化學式及配平后的化學計量數(shù)填入下列相應的位置中: ________KBrO3+________+________H2SO4―→……; ③若轉移10 mol電子,則反應后生成I2的物質的量為________。 11.A、B、C、D四種可溶的化合物(所含離子各不相同),分別由陽離子Na+、Mg2+、Al3+、Ba2+和陰離子OH-、Cl-、SO、CO兩兩組合而成。為

25、了確定這四種化合物的成分,某同學進行了如下實驗操作: ①將四種化合物各取適量配成溶液,分別裝入四支試管。 ②取A溶液分別滴入另外三種溶液中,記錄實驗現(xiàn)象如下: B溶液白色沉淀沉淀不溶解 C溶液白色沉淀沉淀不溶解 D溶液白色沉淀沉淀部分溶解 ③向B溶液中滴入D溶液,無明顯實驗現(xiàn)象。 請回答下列問題: (1)寫出它們的化學式: A________;B________;C________;D________; (2)上述②的第三次實驗,再加入A,沉淀部分溶解的離子方程式為_______ _________________________________________________________________。 (3)③中若向C溶液中滴入D溶液,可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象是____________ ____________________________________________________________。 用離子方程式表示其原因:__________________________________________。 14 / 14

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