2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習 專題限時訓(xùn)練3 氧化還原反應(yīng)　離子反應(yīng).doc

2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習 專題限時訓(xùn)練3 氧化還原反應(yīng)離子反應(yīng)一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個選項符合題意)1.(xx黑龍江哈三中期末)下列各組離子能在指定溶液中大量共存的是()無色溶液中:K+、Cl-、N、Al、S常溫下,pH=14的溶液中:C、Na+、S2-、Al室溫下水電離的c(H+)=10-13 molL-1的溶液:K+、HC、Br-、Ba2+加入Mg能放出H2的溶液中:N、Cl-、Na+、S使甲基橙變紅的溶液中:Mn、N、Na+、Fe3+室溫下=1012的溶液中:Fe2+、Al3+、N、I-A.B.C.D.2.(xx福建泉州一月質(zhì)檢)下列反應(yīng)的離子方程式正確的是()A.往NaAlO2溶液中通入過量CO2:2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3+CB.Na2SiO3溶液與稀醋酸混合:Si+2H+H2SiO3C.鈉與CuSO4溶液反應(yīng):2Na+Cu2+Cu+2Na+D.往Na2SO3溶液中滴加雙氧水:H2O2+SS+H2O3.(xx安徽黃山一模)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.能使甲基橙變黃的溶液中:Na+、K+、S、Al3+B.pH=2的溶液中:Na+、ClO-、N、SC.某透明澄清的溶液中:N、Cu2+、N、Cl-D.0.1 molL-1 NaHCO3溶液中:K+、Ba2+、OH-、Cl-4.(xx河南焦作一模)某溶液中可能含有H+、Na+、N、Mg2+、Fe3+、Al3+、S、C等離子。當向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時,發(fā)現(xiàn)生成沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液的體積變化的圖像如圖所示,下列說法中正確的是()A.原溶液中含有的陽離子是H+、N、Mg2+、Al3+B.原溶液中一定含有S和Na+C.原溶液中S的物質(zhì)的量至少為4.5 molD.反應(yīng)最后形成的溶液中含有的溶質(zhì)為Na2SO45.(xx江西景德鎮(zhèn)二模)已知某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。下列說法中不正確的是()A.該未知物X為Na2SO4B.該反應(yīng)的氧化劑是KIO3C.該反應(yīng)中,發(fā)生氧化反應(yīng)的過程是KIO3I2D.由反應(yīng)可知還原性強弱順序為:Na2SO3>I26.(xx山東泰安期末)對劇毒的氰化物可在堿性條件下用如下方法進行處理:2CN-+8OH-+5Cl22CO2+N2+10Cl-+4H2O。下列判斷正確的是()A.當有0.2 mol CO2生成時,溶液中陰離子的物質(zhì)的量增加1 molB.該反應(yīng)中,每有2 mol CN-反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子為10 molC.上述反應(yīng)中的還原劑是OH-D.還原性:Cl->CN-7.(xx江西吉安期末)標準狀況下,將a L SO2和Cl2組成的混合氣體通入100 mL 0.2 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,充分反應(yīng)后,溶液的棕黃色變淺。向反應(yīng)后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,將所得沉淀過濾、洗滌、干燥后稱重,其質(zhì)量為23.3 g。則下列關(guān)于該過程的推斷不正確的是()A.混合氣體中氯氣物質(zhì)的量為0.04 molB.混合氣體中SO2物質(zhì)的量為0.04 molC.所得的沉淀為0.1 mol BaSO4D.a的取值范圍為0.896<a<1.792二、非選擇題(共4小題,共58分)8.(15分)有一無色透明溶液,欲確定是否含有下列離子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、N、S、Cl-、I-、HC,取該溶液進行如下實驗:實驗步驟實驗現(xiàn)象取少量該溶液,加幾滴甲基橙溶液溶液變紅色取少量該溶液,加入銅片和濃硫酸,加熱有無色氣體產(chǎn)生,遇空氣可以變成紅棕色取少量該溶液,加入BaCl2溶液有白色沉淀生成取中的上層清液,加入AgNO3溶液有穩(wěn)定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸取少量該溶液,加入NaOH溶液有白色沉淀生成,當NaOH過量時,沉淀部分溶解由此判斷:(1)溶液中一定存在的離子是;溶液中肯定不存在的離子是。(2)為進一步確定其他離子,應(yīng)該補充實驗(若為溶液反應(yīng),說明使用試劑的名稱,不必寫詳細步驟):。(3)寫出實驗中所有反應(yīng)的離子方程式:。9.(xx陜西一模)(15分)高錳酸鉀在實驗室和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。實驗室以二氧化錳為主要原料制備高錳酸鉀,其部分流程如下:KOHKClO3熔融物墨綠色浸取液混合液濾液KMnO4(1)第步加熱熔融應(yīng)在中進行,而不用瓷坩堝的原因是(用化學(xué)方程式表示)。(2)第步通入CO2后發(fā)生反應(yīng),生成Mn和MnO2。反應(yīng)的離子方程式為。(3)第步趁熱過濾的目的是。(4)第步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時,停止加熱,冷卻結(jié)晶、洗滌、干燥。干燥過程中,溫度不宜過高,其原因是(用化學(xué)方程式表示)。(5)H2O2和KMnO4都是常用的強氧化劑。若向H2O2溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液,則酸性高錳酸鉀溶液會褪色。寫出該反應(yīng)的離子方程式:。該反應(yīng)說明H2O2的氧化性比KMnO4的(填“強”或“弱”)。10.(xx河南焦作一模)(14分)用二氧化氯(ClO2)、鐵酸鈉(Na2FeO4,摩爾質(zhì)量為166 gmol-1)等新型凈水劑替代傳統(tǒng)的凈水劑Cl2對淡水進行消毒是城市飲用水處理新技術(shù)。ClO2和Na2FeO4在水處理過程中分別被還原為Cl-和Fe3+。(1)如果以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率,那么,ClO2、Na2FeO4、Cl2三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是>>。(2)Na2FeO4溶于水會放出一種無色無味氣體,其殺菌消毒、吸附水中的懸浮雜質(zhì)的原理可用離子方程式表示為。(3)工業(yè)以CH3OH與NaClO3為原料在酸性條件下制取ClO2,同時產(chǎn)生CO2氣體,已知該反應(yīng)分為兩步進行,第一步為2Cl+2Cl-+4H+2ClO2+Cl2+2H2O。寫出第二步反應(yīng)的離子方程式。工業(yè)生產(chǎn)時需在反應(yīng)物中加少量Cl-,其作用是。生產(chǎn)中會發(fā)生副反應(yīng)Cl+Cl-+H+Cl2+H2O(未配平),若測得反應(yīng)后的混合氣體中Cl2的體積分數(shù)為,則起始投料時CH3OH與NaClO3的物質(zhì)的量之比為。(4)已知二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59 ,沸點為11.0 ,易溶于水。ClO2也可以看作是亞氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸在60 時反應(yīng)制得。某學(xué)生用如圖所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集ClO2,其中A為ClO2的發(fā)生裝置,B為ClO2的凝集裝置,C為尾氣吸收裝置。請?zhí)羁?A部分還應(yīng)添加溫度控制(如水浴加熱)裝置,B部分還應(yīng)補充什么裝置;C中應(yīng)裝的試劑為。C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。11. (14分)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。(1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等雜質(zhì)。某次除雜操作時,往粗鹽水中先加入過量的(填化學(xué)式),至沉淀不再產(chǎn)生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的S,其原因是已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10、Ksp(BaCO3)=5.110-9。該法工藝原理示意圖如下。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有(填化學(xué)式),發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為。(2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法,其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式:(D)+24NaClO3+12H2SO4ClO2+CO2+18H2O+(3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN-氧化為無毒的物質(zhì),自身被還原為Cl-。處理含CN-相同量的電鍍廢水,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的倍。三氧化還原反應(yīng)離子反應(yīng)1.C解析:銨根離子與偏鋁酸根離子發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和氨氣,故錯誤;在堿性溶液中各種離子不相互反應(yīng),故正確;水電離的c(H+)=10-13 molL-1的溶液,為酸性或堿性溶液,碳酸氫根離子在酸性或堿性溶液中都不能大量存在,故錯誤;加入Mg能放出H2的溶液為酸性溶液,在酸性溶液中幾種離子均可以大量共存,故正確;使甲基橙變紅的溶液為酸性溶液,酸性溶液中幾種離子均可以大量共存,故正確;=1012的溶液為酸性溶液,酸性溶液中亞鐵離子被硝酸根離子氧化為鐵離子,故錯誤,故正確選項為C。2.D解析:A項,往NaAlO2溶液中通入過量CO2,生成Al(OH)3沉淀和HC,錯誤;B項,醋酸為弱酸,不能拆成離子,錯誤;C項,鈉與CuSO4溶液反應(yīng)時,Na先與H2O反應(yīng)生成NaOH和H2,NaOH再與CuSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),錯誤;D項,H2O2具有強氧化性,把S氧化為S,正確。3.C解析:A項,使甲基橙變黃的溶液pH大于4.4,可能為堿性,若為堿性溶液,Al3+與OH-發(fā)生反應(yīng)不能大量共存,錯誤;B項,pH=2的溶液顯酸性,ClO-與H+反應(yīng)生成HClO,不能大量共存,錯誤;C項,各離子間互不反應(yīng),可以大量共存,正確;D項,HC能與OH-反應(yīng),不能大量共存,錯誤。4.C解析:向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時,開始無沉淀,說明溶液中含有H+,由于2H+CH2O+CO2,所以不含有C。隨著NaOH的加入,沉淀越來越多,當沉淀達到最大值時,沉淀的質(zhì)量不再變化,說明發(fā)生反應(yīng)N+OH-NH3H2O,則含有N。再繼續(xù)加入NaOH溶液時沉淀又有所減少,說明含有Al3+,則根據(jù)圖像可知n(Al3+)=1 mol,產(chǎn)生Al(OH)3沉淀消耗NaOH的物質(zhì)的量為3 mol,使Al(OH)3沉淀溶解消耗NaOH為1 mol,由圖可看出1 mol的NaOH占有的體積為1個格。在溶液中發(fā)生反應(yīng):Al3+3OH-Al(OH)3;Al(OH)3+OH-Al+2H2O,由于沉淀未完全溶解,說明還含有難溶性物質(zhì)。該沉淀為1 mol,產(chǎn)生該沉淀消耗NaOH為3 mol,是Fe(OH)3,則原溶液含有n(H+)=1 mol;n(N)=2 mol;n(Al3+)=1 mol;n(Fe3+)=1 mol。根據(jù)溶液的電中性原理,則一定還含有S。若原溶液中不含有Na+,則2n(S)=n(H+)+n(N)+3n(Al3+)+3n(Fe3+)=(1+2+31+31) mol=9 mol,n(S)=4.5 mol;若原溶液中含有Na+,則陰離子S的物質(zhì)的量還要增多。因此原溶液中S的物質(zhì)的量至少為4.5 mol。由上述分析可知:反應(yīng)到最后一定含有的物質(zhì)為Na2SO4及NaAlO2。5.C解析:Na2SO3是反應(yīng)物,H2O是生成物,根據(jù)原子守恒,知硫酸是反應(yīng)物,硫酸鈉是生成物;根據(jù)化合價的變化判斷亞硫酸鈉是還原劑;另一種反應(yīng)物是氧化劑,所以KIO3是氧化劑,還原產(chǎn)物是I2;2KIO3+5Na2SO3+H2SO45Na2SO4+I2+K2SO4+H2O;根據(jù)化合價變化知,還原劑是Na2SO3,發(fā)生氧化反應(yīng),故C錯誤。6.B解析:根據(jù)離子方程式可知,反應(yīng)中碳元素的化合價從+2價升高到+4價,氮元素的化合價從-3價升高到0價,因此CN-是還原劑;氯元素的化合價從0價降低到-1價,氯氣是氧化劑。A項,根據(jù)離子方程式可知,反應(yīng)前后溶液中陰離子的個數(shù)不變,A不正確;B項,該反應(yīng)中,每有2 mol CN-反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子為2 mol5=10 mol,B正確;C項,還原劑是CN-,C不正確;D項,氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性,所以還原性是CN->Cl-,D不正確。答案選B。7.A解析:將a L SO2和Cl2組成的混合氣體通入100 mL 0.2 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,充分反應(yīng)后,溶液的棕黃色變淺。主要發(fā)生了:二氧化硫與氯氣在水溶液中的氧化還原反應(yīng)且兩者按物質(zhì)的量之比11進行;由于溶液的棕黃色變淺,知中反應(yīng)物二氧化硫過量繼而發(fā)生了二氧化硫與三價鐵離子的氧化還原反應(yīng),且二者按物質(zhì)的量之比12進行。再據(jù)向反應(yīng)后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,將所得沉淀過濾、洗滌、干燥后稱重,其質(zhì)量為23.3 g,知沉淀為硫酸鋇且是=0.1 mol,故C正確。同時知溶液中硫酸根總量為0.1 mol,其中來自于硫酸鐵0.06 mol,那么另外0.04 mol硫酸根肯定來自于二氧化硫的氧化產(chǎn)物,由此推知有0.04 mol二氧化硫被氧化,故B正確。由于發(fā)生了Fe2(SO4)3與SO2的反應(yīng),則n(Cl2)<n(SO2)=0.4 mol,A錯誤。由上述分析可知,V(SO2)=0.04 mol22.4 Lmol-1=0.896 L,又根據(jù)n(Cl2)<0.4 mol,故V(Cl2)<0.896 L,故0.896<a<1.792,故D正確。8.答案:(1)N、S、Mg2+、Al3+Fe2+、HC、I-、Ba2+(2)K+的檢驗可以用焰色反應(yīng);Cl-的檢驗:向溶液中加足量的硝酸鋇溶液,過濾后,向濾液中加硝酸銀溶液,再加稀硝酸,若生成的白色沉淀不溶解,則證明有Cl-(3)H+OH-H2O,Mg2+2OH-Mg(OH)2,Al3+3OH-Al(OH)3,Al(OH)3+OH-Al+2H2O解析:原溶液無色,則其中不含有Fe2+;實驗說明溶液呈酸性,所以HC不能大量存在;實驗說明溶液中含有N,因為I-能被HNO3氧化,所以I-不能大量存在;實驗說明原溶液中含有S,則肯定不含Ba2+;實驗無法說明原溶液中是否含有Cl-,因為實驗引入了Cl-;實驗說明溶液中含有Mg2+和Al3+。9.答案:(1)鐵坩堝SiO2+2KOHK2SiO3+H2O(2)3Mn+2CO22Mn+MnO2+2C(3)減少過濾的損耗(或防止降溫過程中KMnO4析出而損耗)(4)過濾2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2(5)2Mn+6H+5H2O22Mn2+5O2+8H2O弱解析:(1)由于KOH是強堿,在加熱及高溫時容易與玻璃、陶瓷中的SiO2發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+2KOHK2SiO3+H2O。所以加熱熔融KClO3和KOH的混合物應(yīng)在鐵坩堝中進行。(2)根據(jù)題意結(jié)合原子守恒和電荷守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式為3Mn+2CO22Mn+MnO2+2C。(3)由于KMnO4的溶解度隨溫度的升高而增大,隨溫度的降低而減小,趁熱過濾就可以減少過濾過程中KMnO4的損耗。(4)第步加熱濃縮至液面有細小晶體析出時,停止加熱,冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。KMnO4受熱容易發(fā)生分解反應(yīng):2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2。為了防止KMnO4的分解,所以在干燥時溫度不宜過高。(5)KMnO4和H2O2都有強的氧化性,但KMnO4的氧化性更強,所以二者發(fā)生反應(yīng)時H2O2作還原劑,把KMnO4還原為無色的Mn2+,而使溶液褪色。該反應(yīng)說明H2O2的氧化性比KMnO4的弱。10.答案:(1)ClO2Cl2Na2FeO4(2)4Fe+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2(3)CH3OH+3Cl2+H2O6Cl-+CO2+6H+催化劑16.1(4)(冰水)冷凝NaOH溶液2ClO2+2NaOHNaClO2+NaClO3+H2O解析:(1)ClO2、Na2FeO4、Cl2三種消毒殺菌劑的消毒效率分別是ClO2:;Na2FeO4:;Cl2:。所以三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是ClO2>Cl2>Na2FeO4。(2)根據(jù)題意可得Na2FeO4把H2O氧化為O2,氧氣殺菌消毒,它本身被還原為Fe3+。Fe3+水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體吸附水中的懸浮物質(zhì),從而凈化了水。該反應(yīng)的離子方程式為4Fe+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2。(3)第二步反應(yīng)的離子方程式為:CH3OH+3Cl2+H2O6Cl-+CO2+6H+。由第一步和第二步兩個離子方程式可以看出若轉(zhuǎn)移相同的電子,Cl-的消耗與產(chǎn)生量相等。之所以在工業(yè)生產(chǎn)時要在反應(yīng)物中加少量Cl-,是因為Cl-起催化劑作用。將第一步與第二步的方程式疊加可得總方程式:6Cl+CH3OH+6H+CO2+6ClO2+5H2O。將副反應(yīng)Cl+Cl-+H+Cl2+H2O配平可得:Cl+5Cl-+6H+3Cl2+3H2O。若測得反應(yīng)后的混合氣體中Cl2的體積分數(shù)為,假設(shè)氣體的總物質(zhì)的量為73 mol,則Cl2為3 mol;CO2和ClO2總物質(zhì)的量為70 mol。產(chǎn)生3 mol的Cl2消耗NaClO3的物質(zhì)的量1 mol;根據(jù)離子方程式6Cl+CH3OH+6H+CO2+6ClO2+5H2O可知產(chǎn)生CO2和ClO2總物質(zhì)的量為70 mol時,消耗CH3OH的物質(zhì)的量為10 mol;消耗NaClO3的物質(zhì)的量為60 mol。所以共消耗CH3OH的物質(zhì)的量為10 mol;消耗NaClO3的物質(zhì)的量為60 mol+1 mol=61 mol。因此起始投料時CH3OH與NaClO3的物質(zhì)的量之比為1061=16.1。(4)因為ClO2的沸點低,容易揮發(fā),所以B部分還應(yīng)補充的裝置是冷凝裝置。可以用冰水進行降溫。C為尾氣吸收裝置,由于ClO2能與堿發(fā)生反應(yīng),所以通常用NaOH溶液來吸收。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO2+2NaOHNaClO2+NaClO3+H2O。11.答案:(1)BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當溶液中存在大量C時,BaSO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)(或其他合理答案)H2、Cl22NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(2)1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2+6CO2+18H2O+12Na2SO4(3)2.5解析:(1)加入Na2CO3和NaOH分別除去Ca2+、Mg2+,要除去S,則應(yīng)加入BaCl2;難溶電解質(zhì)BaSO4和BaCO3的沉淀可相互轉(zhuǎn)化,當溶液中存在大量C時,根據(jù)沉淀溶解平衡,BaSO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s),使濾液中仍含有一定量的S;根據(jù)工藝原理示意圖,電解食鹽水,可得到H2和Cl2,利用H2和Cl2可生成合成塔中的HCl;根據(jù)題目文字“氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2”及示意圖的箭頭指向,則發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為2NaClO3 +4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O;(2)纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D為葡萄糖,根據(jù)元素守恒,產(chǎn)物還有Na2SO4,依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒進行配平,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6+ 24NaClO3+12H2SO424ClO2+6CO2+18H2O+12Na2SO4;(3)ClO2中的Cl元素是+4價,被還原為Cl-,要得到5個e-,Cl2中Cl元素是0價,被還原為Cl-,要得到2個e-,處理含CN-相同量的電鍍廢水,反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同,Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍。