内容正文:
题型02 氧化还原反应及离子反应的应用
1.(2021-2022高一上·江苏盐城·期中)下列反应的离子方程式中正确的是
A.氯气溶于水:Cl2 +H2O = 2H+ +Cl- +ClO-
B.碳酸钙与醋酸: +2CH3COOH =CO2↑+2CH3COO-+H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中: Cu +2 Ag+= Cu 2++ 2 Ag
D.过氧化钠与水反应:2+2H2O=4OH-+O2↑
【答案】C
【解析】A.次氯酸为弱酸,应该写成化学式形式,Cl2 +H2O = H+ +Cl- + HClO,A错误;
B.碳酸钙为难溶物质,写成化学式形式,CaCO3 +2CH3COOH =CO2↑+2CH3COO-+H2O+Ca2+,B错误;
C.离子方程式完全正确,C正确;
D.过氧化钠为氧化物写成化学式形式,2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,D错误。
故选C。
2.(2023-2024高一上·江苏南通·期中)下列离子方程式正确的是
A.溶于水:
B.向硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至恰好沉淀:
C.氯气溶于水呈酸性:
D.向溶液中通入
【答案】B
【解析】A.过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气,,A错误;
B.向硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至恰好沉淀,则氢离子完全反应生成水,氢氧根离子过量生成氢氧化钠,反应为:,B正确;
C.氯气通入水中生成弱酸次氯酸和盐酸:,C错误;
D.氯化钙和二氧化碳不反应,不能生成沉淀,D错误;
故选B。
3.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.氢氧化钠溶液与氯化铜溶液反应:2OH—+Cu2+=Cu(OH)2↓
C.大理石与盐酸反应:CO+2H+=H2O+CO2↑
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO=BaSO4↓
【答案】B
【解析】A.铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故A错误;
B.氢氧化钠溶液与氯化铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,反应的离子方程式为2OH—+Cu2+=Cu(OH)2↓,故B正确;
C.大理石与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,故C错误;
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式为Ba2++2OH—+SO+2H+=BaSO4↓+2H2O,故D错误;
故选B。
4.(2021-2022高一上·江苏无锡·期中)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.0.1mol/LNaOH溶液:K+、Na+、SO、CO
B.0.1mol/LNa2CO3溶液:K+、H+、Ba2+、NO、Cl-
C.0.1mol/LFeCl3溶液:K+、NH、I-、SO
D.0.1mol/LNaClO溶液:Na+、Fe2+、Cl-、NO
【答案】A
【解析】A.0.1mol/LNaOH溶液中,K+、Na+、SO、CO相互之间不反应,能大量共存,故选A;
B.0.1mol/LNa2CO3溶液中,Ba2+、CO生成BaCO3沉淀,CO与H+反应放出二氧化碳,故不选B;
C.0.1mol/LFeCl3溶液,Fe3+、I-发生氧化还原反应,故不选C;
D.0.1mol/LNaClO溶液中,ClO-、Fe2+发生氧化还原反应,故不选D;
选A。
5.(2022-2023高一上·江苏徐州·期中)某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐渐加入稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。该小组的同学关于如图的下列说法中,不正确的是
A.AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质
B.B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
C.BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的H2SO4电离出的离子导电
D.a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和
【答案】A
【分析】Ba(OH)2与硫酸反应,生成硫酸钡和水,硫酸钡虽是强电解质,但由于溶解度较低,电离出的离子很少,导电能力较低;
【解析】A.向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,生成硫酸钡和水,AB段溶液的导电能力不断减弱,是因为生成BaSO4的溶解度较低,电离出的离子比较少,而BaSO4是电解质,A错误;
B.导电能力越强,离子浓度越大,B处的导电能力为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子,B正确;
C.BC段过量的硫酸电离产生氢离子和硫酸根离子,导致溶液中自由移动离子浓度变大,导电能力增强,C正确;
D.a时刻导电能力最弱,说明两者恰好完全反应,离子浓度最小,所以a时刻Ba(OH)2溶液中与稀硫酸恰好完全中和,D正确;
故选:A。
6.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)化学反应可用于吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物。下列说法正确的是
A.NO中N元素被还原 B.在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的质量之比为1∶1 D.氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1
【答案】D
【解析】A.NO中N元素为+2价,中N元素化合价为+3价,所以NO中N元素被氧化,故A错误;
B.中N元素为+4价,中N元素化合价为+3价,所以中N元素得到电子被还原,故B错误;
C.反应中NO作还原剂,作氧化剂,但是NO和相对分子质量不相同,所以还原剂与氧化剂的质量之比不为1∶1,故C错误;
D.由C分析可知,氧化产物与还原产物的物质的质量之比为1∶1,且氧化产物与还原产物均为,所以氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1,故D正确;
故答案选D。
7.(2022-2023高一上·江苏盐城·期中)常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其转化过程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ的反应方程式为:2Ce(SO4)2+H2 =Ce2(SO4)3+H2SO4
B.反应Ⅰ和反应Ⅱ均属于氧化还原反应
C.反应前溶液中c (Ce4+)一定等于反应后溶液中的c (Ce4+)
D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数一定不变
【答案】C
【解析】A.由图可知:反应Ⅰ为Ce4+和H2反应生成Ce3+和H+,其对应的反应方程式为:2Ce(SO4)2+H2 =Ce2(SO4)3+H2SO4,故A正确;
B.由图可知,反应Ⅰ的离子方程式为:2Ce4++H2===2Ce3++2H+,反应Ⅱ的离子方程式为:4Ce3++4H++2NO===4Ce4++N2+2H2O,两个反应Ce元素的化合价均发生了变化,均为氧化还原反应,故B正确;
C.反应前后溶液中n(Ce4+)的物质的量不变,但由于反应后溶液中水的物质的量增多,所以反应后溶液中c(Ce4+)减小,故C错误;
D.由于反应前后各种元素的原子个数相等,根据Ce元素守恒可知反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+离子的总数不变,故D正确;
故选D。
8.(2021-2022高一上·江苏无锡·期中)下列四组反应中,Ⅰ和Ⅱ能用同一个离子方程式表示的是
Ⅰ
Ⅱ
A
把金属铁放入稀硫酸中
把金属铁放入醋酸中
B
Ca(HCO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液
Ca(OH)2溶液中加入足量的NaHCO3溶液
C
向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2至溶液显中性
向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2至完全沉淀
D
将少量Na2CO3溶液滴入到足量HCl溶液
将少量HCl溶液滴入到Na2CO3溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.反应Ⅰ离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,醋酸是弱电解质,反应Ⅱ离子方程式Fe+2CH3COOH=Fe2++2CH3COO-+H2↑,不能用同一种离子方程式表示,故A错误;
B.反应的离子方程式均为Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO,可以用同一种离子方程式表示,故B正确;
C.Ⅰ、2H++SO+2OH-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O,Ⅱ、H++SO+OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O,不能用同一种离子方程式表示,故C错误;
D.Ⅰ、2H++CO=CO2↑+H2O,Ⅱ、H++CO=HCO,不能用同一种离子方程式表示,故D错误;
故选B。
9.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂的才能实现的是
A.SO2→H2SO4 B.NaHCO3→CO2 C.HCl→Cl2 D.CO2→CO
【答案】D
【解析】A.二氧化硫转化为硫酸时硫元素化合价升高,需要加入氧化剂实现,A错误;
B.碳酸氢钠转化为二氧化碳时无元素化合价变化,B错误;
C.氯化氢转化为氯气时氯元素化合价升高,需要加入氧化剂实现,C错误;
D.二氧化碳转化为一氧化碳时碳元素化合价降低,需要加入还原剂实现,D正确;
故选D。
10.(2023-2024高一上·江苏·期中)手机的某些部件里含有Mg、Al、Cu、Ag等金属,将废旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后,所得溶液中含有的金属离子是
A.Al3+、Cu2+ B.Cu2+、Ag+ C.Mg2+、Al3+ D.Mg2+、Ag+
【答案】C
【解析】根据金属活动顺序表可知,氢前面的金属能与稀硫酸反应,故Mg、Al、Cu、Ag等金属中,Mg、Al能与稀硫酸反应生成硫酸镁和硫酸铝,故本题选C。
11.(2023-2024高一上·江苏扬州·期中)水溶液中的可以用除去,反应的离子方程式为,下列说法正确的是
A.是氧化剂,发生还原反应 B.还原性:
C.浓盐酸中的被还原成 D.每生成5 mol ,反应中转移电子的物质的量为12 mol
【答案】A
【解析】A.反应中中的Mn元素化合价由+7价降低到+4价,化合价降低得到电子是氧化剂,发生还原反应,A正确;
B.氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,Mn2+是还原剂,MnO2是还原产物,还原性:,B错误;
C.浓盐酸中的生成化合价升高被氧化,C错误;
D.根据反应,生成5molMnO2化合价升高6mol,电子转移6mol,D错误;
答案选A。
12.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)①向蓝色的溶液中滴加酸性溶液,溶液由蓝色变为淡黄色;②向溶液中滴加浓盐酸产生黄绿色气体,溶液变蓝,下列有关说法正确的是
A.①中还原剂与氧化剂物质的量之比为1:5
B.由①②可知,酸性条件下氧化性:
C.②中每生成分子,转移2mol电子
D.向溶液中滴加溶液发生反应
【答案】C
【分析】①向蓝色的溶液中滴加酸性溶液,溶液由蓝色变为淡黄色,发生的离子方程式为:;②向溶液中滴加浓盐酸产生黄绿色气体,溶液变蓝,则又生成,发生的离子方程式为:;据此分析。
【解析】A.由分析可知,①发生的离子方程式为,化合价由+4升高到+5,为还原剂,化合价由+7降低到+2,为氧化剂,则还原剂与氧化剂物质的量之比为5:1,A错误;
B.根据①,化合价由+7降低到+2,为氧化剂,化合价由+4升高到+5,为还原剂,则为氧化产物,则氧化性:;根据②,化合价由+5降低到+4,为氧化剂,Cl-化合价由-1升高到0价,为还原剂,则氧化产物为,则氧化性,综上,氧化性由强到弱为,B错误;
C.根据②,Cl-化合价由-1升高到0价,则每生成分子,转移2mol电子,C正确;
D.氯气能把FeI2氧化为Fe3+和I2,由于氧化性,所以也能把FeI2氧化为Fe3+和I2,向溶液中滴加溶液发生反应:,D错误;
故选C。
13.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)《南村辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄如纸,熔硫磺涂木片顶分许,名曰发烛。”《资治通鉴》中记载:“陈宣帝太建九年,齐后妃贫苦,至以卖烛为业。”文中的“发烛”就是原始的火柴。已知工业中制造火柴头的原料之一为K2Cr2O7。K2Cr2O7+HCl(浓)→KCl+CrCl3+Cl2↑+H2O(未配平),下列说法正确的是
A.HCl为还原剂,发生还原反应
B.氧化性:K2Cr2O7<Cl2
C.产生22.4LCl2,转移的电子数为1.204×1023
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
【答案】D
【解析】A.HCl为还原剂,发生氧化反应,A错误;
B.在一个氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,氧化性:K2Cr2O7>Cl2,B错误;
C.产生标况下22.4LCl2,转移的电子数为1.204×1023,C错误;
D.根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6,D正确;
故选D。
14.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)在酸性环境中几种离子之间会发生如下转化:
下列说法中不正确的是
A.按离子的还原性从弱到强排列,顺序应该是Ce3+<Mn2+<Fe2+<I-
B.反应可能会发生
C.在反应③中Fe3+作为氧化剂
D.Fe3+与I-可以共存
【答案】D
【解析】A.反应①中,还原性Ce3+<Mn2+,反应②中,还原性Mn2+<Fe2+,反应③中,还原性Fe2+<I-,则按离子的还原性从弱到强排列,顺序应该是Ce3+<Mn2+<Fe2+<I-,A正确;
B.因为还原性Mn2+<I-,则反应可能会发生,B正确;
C.在反应③中,2Fe3++2I-=2Fe2++I2,则Fe3+作为氧化剂,C正确;
D.由反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2可知,Fe3+与I-能发生氧化还原反应,不能大量共存,D不正确;
故选D。
15.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)回答下列离子反应相关问题
(1)写出下列反应的离子方程式:
①实验室制备CO2的反应 ;
②实验室制备H2的反应 ;
③稀醋酸与氢氧化钾溶液反应 。
(2)向三只盛有一定量NaOH 溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,随后在所得溶液甲、乙、丙中逐滴滴加稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和 HCl的挥发):
①所得溶液甲中溶质为 (填写化学式),物质的量之比为 ;
②所得溶液乙中溶质为 (填写化学式),物质的量之比为 ;
③若向所得溶液丙中,改为加入过量Ba(OH)2溶液,写出离子方程式: 。
(3)某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种: 。为确认溶液组成,进行如下实验:
(Ⅰ)取200mL上述溶液,加入足量BaCl2溶液,反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀4.30g, 向沉淀中加入过量的盐酸,有2.33g沉淀不溶。
(Ⅱ)向(Ⅰ)的滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体A,体积为1.12L(已换算成标准状况,假定产生的气体全部逸出)。
①写出生成气体A的离子方程式 ;
②该溶液中一定存在的离子为: (填写离子符号);
③如果上述6种离子都存在,则c(Cl⁻) c()(选填“>”、“=”、“<”或“无法比较”)。
【答案】(1)
(2) NaOH、Na2CO3 2∶1 NaHCO3、 Na2CO3 1∶1
(3) >
【分析】(3)①取少量该溶液加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸后,沉淀部分溶解,并有气体生成,说明白色沉淀为BaCO3和BaSO4,质量一共是4.3g,则溶液中含有CO、SO,向沉淀中加入过量的盐酸,有2.33g沉淀不溶,则硫酸钡的质量是2.33g,所以硫酸根离子的物质的量是 =0.01mol,所以碳酸钡的质量是4.3g−2.33g=1.97g,碳酸根离子的物质的量是 =0.01mol;②向①的滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气,物质的量是 =0.05mol,说明溶液中有NH的物质的量是0.05mol,由电荷守恒可知,溶液中一定还有,综合以上分析。
【解析】(1)①实验室用碳酸钙和盐酸反应制备CO2,离子方程式为:;
②实验室用Zn和稀硫酸反应制备H2,离子方程式为:;
③稀醋酸与氢氧化钾溶液反应生成水和硝酸钾,离子方程式为:。
(2)向盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,当二氧化碳少量时,产物是NaOH和Na2CO3的混合物,当NaOH和CO2恰好完全反应时,产物只有Na2CO3,当二氧化碳过量时,产物可能只有NaHCO3,也可能是Na2CO3和NaHCO3的混合物。
①从图中看出,滴入了3mol的盐酸后才开始产生气泡,后又消耗1mol盐酸来产生CO2气体,则为2mol的盐酸和NaOH反应,然后1mol的盐酸和Na2CO3反应生成NaHCO3,最终NaHCO3又消耗了1mol的盐酸,说明对应溶液中的溶质是NaOH和Na2C03,物质的量之比为2:1;
②从图中看出滴入1mol盐酸后有二氧化碳生成,说明此时碳酸根的量是1mol(盐多酸少,碳酸钠和盐酸一比一反应生成碳酸氢钠),又滴入2mol后才把所有二氧化碳反应出来,说明溶液中碳酸氢根总物质的量为2mol,但有1mol是通过碳酸根得来的,所以原溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且碳酸根的量和碳酸氢根的量相等,即n(Na2CO3): n(NaHCO3) = 1:1;
③图中刚开始加入HCl就产生了二氧化碳,因此溶质只能是NaHCO3,加入过量Ba(OH)2溶液发生反应生成碳酸钡沉淀和水,离子方程式为:。
(3)①由分析可知A为NH3,写出生成气体A的离子方程式为:;
②由分析可知,该溶液中一定存在的离子为:;
③依据溶液电中性原则,假设都存在,那么n(+)=n(−),即0.05+n(Na+)+n(K+)=2×0.01+2×0.01+n(Cl−),据此得出n(Cl−)=n(Na+)+n(K+)+0.01>0.01,故答案为:>。
16.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)K2FeO4是常见的水处理剂,其原理如图所示。请回答下列问题:
(1)过程a中K2FeO4体现 (填“氧化”或“还原”)性,氧化产物是 ,反应过程中转移5.418×1022电子,需要 moLK2FeO4.
(2)过程b反应的离子方程式为 ,过程c属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)碱性条件下用Fe(OH)3和KClO反应制备K2FeO4,写出其反应的化学方程式: 。
(4)根据以上K2FeO4净水原理,相比于Cl2,其优点是 。
【答案】(1) 氧化 灭活细菌 0.03
(2) Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+ 物理
(3)2Fe(OH)3+4KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+5H2O
(4)Cl2只有杀菌消毒作用,而高铁酸钾具有强氧化性的同时,其还原产物Fe3+还可以水解生成胶体进行净水,既能杀菌消毒又能除去水中的悬浮性颗粒
【解析】(1)过程a反应过程中转化为Fe3+,铁元素化合价降低,故K2FeO4是氧化剂体现氧化性,活性菌是还原剂,Fe3+是还原产物,灭活细菌是氧化产物;1molK2FeO4参与反应转移3mol电子,故转移5.418×1022电子即0.09mol,需要0.03molK2FeO4;
(2)过程b是Fe3+转化为Fe(OH)3胶体,其反应的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+;过程c是Fe(OH)3胶体吸附水中的悬浮物,属于物理变化;
(3)根据所给信息可知KClO将Fe(OH)3氧化为K2FeO4,自身被还原为KCl,根据电子守恒可知KClO和Fe(OH)3的化学计量数比为3:2,再结合元素守恒可得化学方程式为2Fe(OH)3+4KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+5H2O;
(4)Cl2只有杀菌消毒作用,而高铁酸钾具有强氧化性的同时,其还原产物Fe3+还可以水解生成胶体进行净水,既能杀菌消毒又能除去水中的悬浮性颗粒。
17.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)某混合物的无色溶液中,可能含有以下离子中的若干种:K+、Ca2+、Fe3+、、Cl﹣、和。现每次取10.00 mL进行实验:(已知: +OH﹣NH3↑+H2O)
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体448 mL(标准状况下);
③第三份加入足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,过滤、干燥,得到固体4.30 g,该固体经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33 g。
(1)c()= mol•L﹣1;
(2)某同学认为该溶液中一定存在K+,浓度范围是 ;
(3)根据以上实验,某离子可能存在。检验该离子是否存在的方法是:取少量原溶液置于试管中, 。
(4)写出③中固体加入足量盐酸洗涤的离子方程式 。
【答案】(1)1.0
(2)≥2 mol/L
(3)取少量原溶液置于试管中,加足量硝酸钡溶液过滤,取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液,若有沉淀证明存在氯离子,否则无氯离子
(4)BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
【分析】混合溶液显无色,其中不可能含有黄色Fe3+;
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,则至少含有中Cl-、和的一种或几种;
②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体448 mL,该气体为氨气,说明溶液含有铵根离子,且n()==0.02 mol;
③第三份加入足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,过滤、干燥,得到固体4.30 g,该固体经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33 g,说明原溶液中含有和,则根据Ca2+与会形成CaCO3沉淀而不能大量共存,可确定其中不含Ca2+,且n()==0.0l mol,n()==0.0l mol。由电荷守恒可知一定含有K+,可能含有Cl-,以此分析解答。
【解析】(1)由以上分析可知n()==0.0l mol,由于溶液的体积是10.00 mL,则c()= =l.0 mol/L;
(2)由以上分析可知:n()==0.02 mol,n()==0.0l mol,n()==0.0l mol,由电荷守恒可知一定含有K+,考虑可能含有氯离子。若溶液中无Cl-,根据电荷守恒可知n(K+)=0.0l mol×2+0.0l mol×2-0.02 mol×1=0.02 mol,由于溶液体积是0.010 L,则K+的浓度为c(K+)= =2.0 mol/L;若溶液中含有Cl-,则K+的浓度大于2.0 mol/L,故该溶液中钾离子浓度≥2.0 mol/L;
(3)可根据AgCl是白色既不溶于水也不溶于稀HNO3的性质检验Cl-是否存在。则检验该溶液中氯离子是否存在的方法是:取少量原溶液置于试管中,加足量Ba(NO3)2溶液,使、形成BaSO4、BaCO3沉淀,然后过滤,取滤液加足量稀HNO3和AgNO3溶液,若有沉淀证明存在Cl-,否则无Cl-;
(4)③中加入BaCl2溶液产生的沉淀为BaCO3、BaSO4,向所得固体沉淀中加入足量盐酸洗涤,BaCO3与HCl反应产生可溶性BaCl2、H2O、CO2,而BaSO4不能发生反应,仍以固体形式存在,发生的该反应的离子方程式为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O。
18. (2023-2024高一上·江苏无锡·期中)分析以下几个反应(未配平),填空:
①Fe2++Zn→Zn2++Fe
②Fe2++Cl2→Fe3++Cl—
③Fe3++Fe→Fe2+
(1)Fe2+体现氧化性的是 (填反应的序号)。
(2)写出反应①对应的一个化学反应方程式 。
(3)反应②中每1molCl2完全反应转移电子为 mol。
(4)对反应③进行配平,并用单线桥标注电子转移的方向和数目。
___________Fe3++___________Fe=___________Fe2+
【答案】(1)①
(2)FeSO4+Zn=ZnSO4+Fe
(3)2
(4)
【分析】反应①中铁元素的化合价降低被还原,亚铁离子是反应的氧化剂;反应②中铁元素的化合价升高被氧化,亚铁离子是反应的还原剂;反应③中铁离子中铁元素化合价降低被还原,是反应的氧化剂。
【解析】(1)由分析可知,反应①中铁元素的化合价降低被还原,亚铁离子是反应的氧化剂,表现氧化性,故答案为:①;
(2)由方程式可知,反应①为可溶性亚铁盐溶液与锌反应生成可溶性锌盐和铁,对应的方程式可能为FeSO4+Zn=ZnSO4+Fe,故答案为:FeSO4+Zn=ZnSO4+Fe;
(3)由方程式可知,反应②中氯元素的化合价降低被还原,氯气是反应的氧化剂,反应消耗1mol氯气,转移电子的物质的量为2mol,故答案为:2;
(4)由分析可知,反应③中铁离子中铁元素化合价降低被还原,是反应的氧化剂,铁中铁元素的化合价升高被氧化,是还原剂,反应消耗1mol铁,反应转移2mol电子,则表示反应电子转移的方向和数目的单线桥为,故答案为:。
19.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)高铁酸钾(K2FeO4,Fe为+6价)是一种高效水处理剂,具有氧化能力强、安全性好等优点。已知K2FeO4是紫色固体,可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃强碱性溶液中比较稳定。
(1)实验室可通过如下反应制取K2FeO4溶液:Fe(NO3)3+KClO+KOH——K2FeO4+KCl+KNO3+H2O(未配平)。
①配平反应的方程式,并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。
②反应结束后,为从溶液中获得K2FeO4晶体,可采取的实验操作是 。
(2)将高铁酸钾固体投入水中时,会有Fe(OH)3胶体生成,同时有气泡产生。
①生成的气体是 (填化学式),每生成11.2L(标准状况下)该气体,转移电子 mol。
②检验有Fe(OH)3胶体生成的方法是 。
【答案】(1) 向溶液中加入KOH固体(或KOH浓溶液),待紫色固体大量析出后,静置,过滤
(2) O2 2 用一束强光(激光笔)照射液体,若在垂直于光线的方向出现一条光亮的通路(丁达尔现象),说明有Fe(OH)3胶体生成
【解析】(1)①该反应中Fe(NO3)3中的Fe失电子化合价从+3价升高到+6价,KClO中的Cl得电子,化合价从+1价降低到-1价,根据得失电子守恒,Fe(NO3)3和KClO的系数比为2:3,再根据原子守恒可配平化学方程式,Fe(NO3)3共失去6个电子,KClO得到6个电子,用单线桥表示电子转移的方向和数目的化学方程式为 。
②K2FeO4是紫色固体,可溶于水微溶于浓KOH溶液,因此可通过往溶液中加入KOH固体的方式降低K2FeO4的溶解度,待紫色固体大量析出后,静置,过滤即可得到K2FeO4晶体。
(2)①高铁酸钾固体投入水中与水反应生成氢氧化铁胶体、KOH和O2,因此生成的气体为O2,反应的化学方程式为4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2↑,每生成11.2L氧气即0.5mol,转移电子数为2mol。
②胶体具有丁达尔效应,检验有氢氧化铁胶体生成的方法是用一束强光(激光笔)照射液体,若在垂直于光线的方向出现一条光亮的通路(丁达尔现象),说明有Fe(OH)3胶体生成。
20.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。次氯酸钠和二氧化氯(分子式为ClO2,其中Cl元素的化合价为+4价)在水处理等方面有广泛应用,是一种高效安全的灭菌消毒剂。
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的化学方程式为 ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
(2)ClO2的制备方法,有下列两种:
方法Ⅰ:2NaClO3 + 4HCl =2ClO2↑ + Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O
方法Ⅱ:2NaClO3 + H2O2 +H2SO4 = 2ClO2↑ + O2↑+ Na2SO4 +2H2O
方法Ⅰ反应中,氧化产物为 (填化学式);方法Ⅱ反应中,产生1mol ClO2气体,电子转移 mol。
(3)将ClO2溶于水得到溶液,为测定其浓度,进行以下实验操作:
步骤1 取待测ClO2溶液20.00mL于锥形瓶中;
步骤2 用稀硫酸调节溶液至酸性,加入足量的KI晶体充分反应,使ClO2转化为Cl-;发生的反应为:4ClO2 + 20 KI +8H2SO4=4KCl +10I2 + 8 X + 8H2O
步骤3 逐滴加入0.1500mol·L-1的Na2S2O3溶液,发生的反应为:I2 + 2Na2S2O3= Na2S4O6 +2NaI,当将步骤2中反应生成的I2恰好完全反应时,消耗Na2S2O3溶液的体积为24.00mL。
①写出步骤2反应方程式中的X的化学式为 ;
②计算:ClO2溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(写出计算过程)。
【答案】(1) Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解
(2) Cl2 1
(3) K2SO4 0.03600(或0.036)
【解析】(1)制备次氯酸钠的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O;若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是:NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解;
(2)方法I中:氯酸钠中氯元素化合价降低为+4价,HCl中氯元素化合价升高为0价,故Cl2是氧化产物;方法II中:氯酸钠中氯元素化合价由+5价变为+4价,故生成1molClO2转移1mol电子;
(3)根据原子守恒,步骤2中的X为:K2SO4;根据题中方程式可找出关系式:,故。
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题型02 氧化还原反应及离子反应的应用
1.(2021-2022高一上·江苏盐城·期中)下列反应的离子方程式中正确的是
A.氯气溶于水:Cl2 +H2O = 2H+ +Cl- +ClO-
B.碳酸钙与醋酸: +2CH3COOH =CO2↑+2CH3COO-+H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中: Cu +2 Ag+= Cu 2++ 2 Ag
D.过氧化钠与水反应:2+2H2O=4OH-+O2↑
2.(2023-2024高一上·江苏南通·期中)下列离子方程式正确的是
A.溶于水:
B.向硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至恰好沉淀:
C.氯气溶于水呈酸性:
D.向溶液中通入
3.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.氢氧化钠溶液与氯化铜溶液反应:2OH—+Cu2+=Cu(OH)2↓
C.大理石与盐酸反应:CO+2H+=H2O+CO2↑
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO=BaSO4↓
4.(2021-2022高一上·江苏无锡·期中)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.0.1mol/LNaOH溶液:K+、Na+、SO、CO
B.0.1mol/LNa2CO3溶液:K+、H+、Ba2+、NO、Cl-
C.0.1mol/LFeCl3溶液:K+、NH、I-、SO
D.0.1mol/LNaClO溶液:Na+、Fe2+、Cl-、NO
5.(2022-2023高一上·江苏徐州·期中)某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐渐加入稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。该小组的同学关于如图的下列说法中,不正确的是
A.AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质
B.B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
C.BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的H2SO4电离出的离子导电
D.a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和
6.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)化学反应可用于吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物。下列说法正确的是
A.NO中N元素被还原 B.在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的质量之比为1∶1 D.氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1
7.(2022-2023高一上·江苏盐城·期中)常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其转化过程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ的反应方程式为:2Ce(SO4)2+H2 =Ce2(SO4)3+H2SO4
B.反应Ⅰ和反应Ⅱ均属于氧化还原反应
C.反应前溶液中c (Ce4+)一定等于反应后溶液中的c (Ce4+)
D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数一定不变
8.(2021-2022高一上·江苏无锡·期中)下列四组反应中,Ⅰ和Ⅱ能用同一个离子方程式表示的是
Ⅰ
Ⅱ
A
把金属铁放入稀硫酸中
把金属铁放入醋酸中
B
Ca(HCO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液
Ca(OH)2溶液中加入足量的NaHCO3溶液
C
向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2至溶液显中性
向NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2至完全沉淀
D
将少量Na2CO3溶液滴入到足量HCl溶液
将少量HCl溶液滴入到Na2CO3溶液
A.A B.B C.C D.D
9.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂的才能实现的是
A.SO2→H2SO4 B.NaHCO3→CO2 C.HCl→Cl2 D.CO2→CO
10.(2023-2024高一上·江苏·期中)手机的某些部件里含有Mg、Al、Cu、Ag等金属,将废旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后,所得溶液中含有的金属离子是
A.Al3+、Cu2+ B.Cu2+、Ag+ C.Mg2+、Al3+ D.Mg2+、Ag+
11.(2023-2024高一上·江苏扬州·期中)水溶液中的可以用除去,反应的离子方程式为,下列说法正确的是
A.是氧化剂,发生还原反应 B.还原性:
C.浓盐酸中的被还原成 D.每生成5 mol ,反应中转移电子的物质的量为12 mol
12.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)①向蓝色的溶液中滴加酸性溶液,溶液由蓝色变为淡黄色;②向溶液中滴加浓盐酸产生黄绿色气体,溶液变蓝,下列有关说法正确的是
A.①中还原剂与氧化剂物质的量之比为1:5
B.由①②可知,酸性条件下氧化性:
C.②中每生成分子,转移2mol电子
D.向溶液中滴加溶液发生反应
13.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)《南村辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄如纸,熔硫磺涂木片顶分许,名曰发烛。”《资治通鉴》中记载:“陈宣帝太建九年,齐后妃贫苦,至以卖烛为业。”文中的“发烛”就是原始的火柴。已知工业中制造火柴头的原料之一为K2Cr2O7。K2Cr2O7+HCl(浓)→KCl+CrCl3+Cl2↑+H2O(未配平),下列说法正确的是
A.HCl为还原剂,发生还原反应
B.氧化性:K2Cr2O7<Cl2
C.产生22.4LCl2,转移的电子数为1.204×1023
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
14.(2023-2024高一上·江苏无锡·期中)在酸性环境中几种离子之间会发生如下转化:
下列说法中不正确的是
A.按离子的还原性从弱到强排列,顺序应该是Ce3+<Mn2+<Fe2+<I-
B.反应可能会发生
C.在反应③中Fe3+作为氧化剂
D.Fe3+与I-可以共存
15.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)回答下列离子反应相关问题
(1)写出下列反应的离子方程式:
①实验室制备CO2的反应 ;
②实验室制备H2的反应 ;
③稀醋酸与氢氧化钾溶液反应 。
(2)向三只盛有一定量NaOH 溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,随后在所得溶液甲、乙、丙中逐滴滴加稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和 HCl的挥发):
①所得溶液甲中溶质为 (填写化学式),物质的量之比为 ;
②所得溶液乙中溶质为 (填写化学式),物质的量之比为 ;
③若向所得溶液丙中,改为加入过量Ba(OH)2溶液,写出离子方程式: 。
(3)某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种: 。为确认溶液组成,进行如下实验:
(Ⅰ)取200mL上述溶液,加入足量BaCl2溶液,反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥,得沉淀4.30g, 向沉淀中加入过量的盐酸,有2.33g沉淀不溶。
(Ⅱ)向(Ⅰ)的滤液中加入足量的NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体A,体积为1.12L(已换算成标准状况,假定产生的气体全部逸出)。
①写出生成气体A的离子方程式 ;
②该溶液中一定存在的离子为: (填写离子符号);
③如果上述6种离子都存在,则c(Cl⁻) c()(选填“>”、“=”、“<”或“无法比较”)。
16.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)K2FeO4是常见的水处理剂,其原理如图所示。请回答下列问题:
(1)过程a中K2FeO4体现 (填“氧化”或“还原”)性,氧化产物是 ,反应过程中转移5.418×1022电子,需要 moLK2FeO4.
(2)过程b反应的离子方程式为 ,过程c属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)碱性条件下用Fe(OH)3和KClO反应制备K2FeO4,写出其反应的化学方程式: 。
(4)根据以上K2FeO4净水原理,相比于Cl2,其优点是 。
17.(2023-2024高一上·江苏南京·期中)某混合物的无色溶液中,可能含有以下离子中的若干种:K+、Ca2+、Fe3+、、Cl﹣、和。现每次取10.00 mL进行实验:(已知: +OH﹣NH3↑+H2O)
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体448 mL(标准状况下);
③第三份加入足量BaCl2溶液后,生成白色沉淀,过滤、干燥,得到固体4.30 g,该固体经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33 g。
(1)c()= mol•L﹣1;
(2)某同学认为该溶液中一定存在K+,浓度范围是 ;
(3)根据以上实验,某离子可能存在。检验该离子是否存在的方法是:取少量原溶液置于试管中, 。
(4)写出③中固体加入足量盐酸洗涤的离子方程式 。
18. (2023-2024高一上·江苏无锡·期中)分析以下几个反应(未配平),填空:
①Fe2++Zn→Zn2++Fe
②Fe2++Cl2→Fe3++Cl—
③Fe3++Fe→Fe2+
(1)Fe2+体现氧化性的是 (填反应的序号)。
(2)写出反应①对应的一个化学反应方程式 。
(3)反应②中每1molCl2完全反应转移电子为 mol。
(4)对反应③进行配平,并用单线桥标注电子转移的方向和数目。
___________Fe3++___________Fe=___________Fe2+
19.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)高铁酸钾(K2FeO4,Fe为+6价)是一种高效水处理剂,具有氧化能力强、安全性好等优点。已知K2FeO4是紫色固体,可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃强碱性溶液中比较稳定。
(1)实验室可通过如下反应制取K2FeO4溶液:Fe(NO3)3+KClO+KOH——K2FeO4+KCl+KNO3+H2O(未配平)。
①配平反应的方程式,并用单线桥表示电子转移的方向和数目 。
②反应结束后,为从溶液中获得K2FeO4晶体,可采取的实验操作是 。
(2)将高铁酸钾固体投入水中时,会有Fe(OH)3胶体生成,同时有气泡产生。
①生成的气体是 (填化学式),每生成11.2L(标准状况下)该气体,转移电子 mol。
②检验有Fe(OH)3胶体生成的方法是 。
20.(2022-2023高一上·江苏扬州·期中)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。次氯酸钠和二氧化氯(分子式为ClO2,其中Cl元素的化合价为+4价)在水处理等方面有广泛应用,是一种高效安全的灭菌消毒剂。
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的化学方程式为 ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
(2)ClO2的制备方法,有下列两种:
方法Ⅰ:2NaClO3 + 4HCl =2ClO2↑ + Cl2↑+ 2NaCl + 2H2O
方法Ⅱ:2NaClO3 + H2O2 +H2SO4 = 2ClO2↑ + O2↑+ Na2SO4 +2H2O
方法Ⅰ反应中,氧化产物为 (填化学式);方法Ⅱ反应中,产生1mol ClO2气体,电子转移 mol。
(3)将ClO2溶于水得到溶液,为测定其浓度,进行以下实验操作:
步骤1 取待测ClO2溶液20.00mL于锥形瓶中;
步骤2 用稀硫酸调节溶液至酸性,加入足量的KI晶体充分反应,使ClO2转化为Cl-;发生的反应为:4ClO2 + 20 KI +8H2SO4=4KCl +10I2 + 8 X + 8H2O
步骤3 逐滴加入0.1500mol·L-1的Na2S2O3溶液,发生的反应为:I2 + 2Na2S2O3= Na2S4O6 +2NaI,当将步骤2中反应生成的I2恰好完全反应时,消耗Na2S2O3溶液的体积为24.00mL。
①写出步骤2反应方程式中的X的化学式为 ;
②计算:ClO2溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(写出计算过程)。
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