内容正文:
[学科素养]
基于物质的类别、元素的价态,依据离子反应和氧化还原反应原理,掌握氧化还原反应的简单规律,培养宏观辨识与微观探析的核心素养,能用相关规律解答简单问题,建立相关思维模型。
一、氧化还原反应理论在离子反应中的应用
已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,请回答下列问题。
(1)溶液中能够大量共存的离子组是________(填字母)。
A.Fe3+、Na+、I-、Cl-
B.Ba2+、K+、CO、Cl-
C.Na+、H+、NO、HCO
D.Al3+、Ca2+、Cl-、NO
(2)试写出向FeBr2溶液中逐渐通入少量氯气时反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请结合题目信息判断离子方程式2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-是否正确?
________(填“正确”或“错误”)。
[解析] (1)A项,根据氧化性Cl2>Br2>Fe3+>I2可知,Fe3+能够把I-氧化为I2,所以Fe3+和I-在同一溶液中不能大量共存;B项,Ba2+能够与CO反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存;C项,H+能够与HCO反应生成CO2气体,不能大量共存;D项,四种离子之间不发生反应,可以大量共存。(2)通入少量氯气时,只有Fe2+被氧化,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(3)在通入氯气的过程中,Fe2+和Br-先后被氧化,Fe2+被完全氧化后,Br-可以部分被氧化,2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-符合反应规律,遵守质量守恒、电荷守恒、电子守恒。
[答案] (1)D
(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (3)正确
[方法规律]
氧化还原反应理论在离子反应中的应用
(1)书写氧化还原反应的离子方程式
书写属于氧化还原反应的离子方程式时,首先要考虑电子守恒,同时还要考虑电荷守恒、质量守恒。
(2)判断离子共存时要考虑氧化还原反应原理
离子之间也可能发生氧化还原反应。如已知Fe2+与NO在酸性条件下能够发生反应NO+3Fe2++4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,则可判断Fe2+、NO、H+在同一溶液中不能大量共存。
(3)分析离子反应的先后顺序时要考虑氧化还原反应原理在含有多种粒子的溶液中,粒子发生氧化还原反应时有先后顺序。氧化性强的粒子和还原性强的粒子之间优先反应。
[变式训练]
1.某溶液中大量存在以下五种离子:NO、SO、Fe3+、H+、M,它们的个数之比为N(NO)∶N(SO)∶N(Fe3+)∶N(H+)∶N(M)=2∶3∶1∶3∶1,则M可能为(HNO3具有强氧化性)( )
A.Mg2+ B.Fe2+
C.CO D.Ba2+
解析 此时溶液中负电荷总数为N(NO)+2N(SO)=2+2×3=8,正电荷总数为3N(Fe3+)+N(H+)=3×1+3=6,故M为带两个电荷的阳离子,又因Fe2+在酸性条件下与NO发生氧化还原反应而不能大量存在,Ba2+与SO反应生成沉淀而不能大量存在,故M为Mg2+。
答案 A
2.(2023·江西丰城中学高一月考)下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液:Na+、K+、NH、MnO
B.常温下pH小于7的溶液:NH、Fe2+、Br-、MnO
C.遇酚酞变红的溶液:Ba2+、K+、NO、Cl-
D.含氯化铁的溶液:K+、Ba2+、NO、OH-
解析 无色溶液中不能大量存在MnO,A不选;pH小于7的溶液呈酸性,MnO氧化Fe2+,B不选;遇酚酞变红的溶液呈碱性,含有大量氢氧根离子,Ba2+、K+、NO、Cl-离子间不反应,能大量共存,C选;含氯化铁的溶液,Fe3+与OH-反应生成沉淀,不能大量共存,D不选。
答案 C
二、氧化还原反应的简单规律及应用
1.价态规律
反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为( )
A.1∶6 B.6∶1
C.1∶5 D.5∶1
[解析] KClO3中的氯元素由+5价被还原为0价,HCl中的氯元素部分由-1价被氧化为0价,由电子守恒可知,被氧化的氯原子(化合价升高的氯原子)和被还原的氯原子(化合价降低的氯原子)的个数之比为5∶1。
[答案] D
[方法规律]
1.归中规律:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢