内容正文:
专题07 离子反应和氧化还原反应
5大高频考点概览
考点01 电解质与电离
考点02 离子反应与离子反应方程式
考点03 离子反应的应用
考点04 氧化还原反应基本概念
考点05 氧化还原反应的应用
地 城
考点01
电解质与电离
1.(24-25高一上·江苏盐城八校联考·期末)下列关于电解质的说法正确的是
A.水难电离,所以水是非电解质
B.铜丝、石墨均导电,所以它们是电解质
C.NH3溶于水形成的溶液能导电,所以NH3是电解质
D.CaCO3的电离方程式:CaCO3 = Ca2+ + CO
【答案】D
【详解】A.水虽然难电离,但能微弱电离出和,属于弱电解质,并非非电解质,A错误;
B.铜丝和石墨都是单质,而电解质必须是化合物,因此铜丝和石墨不是电解质,B错误;
C.溶于水后与水反应生成,电离产生导电离子,而自身不直接,不属于电解质,C错误;
D.属于强电解质,在熔融状态下完全电离为和,D正确;
故答案选D。
2.(24-25高一上·江苏太仓高级中学·期末)溶液的电导率可以表示溶液的导电能力,电导率越大,溶液的导电能力越强。向的溶液中缓慢通入气体,在反应初期生成氢氧化铝、水和碳酸钠。溶液的电导率随通入气体时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.溶液的电导率大小仅与溶液中离子的浓度有关
B.b点对应溶液中溶质的主要成分为
C.a→b段发生反应的离子方程式为
D.b→c段电导率上升的原因是与和发生反应生成
【答案】B
【分析】向150mL 0.05mol⋅L−1的Na[Al(OH)4]溶液中缓慢通入CO2气体,a→b段先发生反应2Na[Al(OH)4]+CO2=Na2CO3+2Al(OH)3↓+H2O,反应前Na[Al(OH)4]电离成Na+和[Al(OH)4]−,反应后Na2CO3电离成Na+和,由于反应生成水且离子数目减少,溶液电导率降低,继续通CO2,b→c段发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,反应消耗水且离子数目增多,溶液电导率升高;
【详解】A.溶液的电导率大小和离子浓度,离子电荷数,溶液温度等因素都有关,A错误;
B.由分析,b点对应溶液中溶质的主要成分为Na2CO3,B正确;
C.由分析,将a→b段的反应改写成离子方程式为2[Al(OH)4]−+CO2=+2Al(OH)3↓+H2O,C错误;
D.CO2通入水中生成碳酸,碳酸是弱酸,无法溶解氢氧化铝沉淀生成铝离子,D错误;
本题选B。
3.(24-25高一上·江苏徐州·期末)下列物质属于非电解质的是
A.K2SO4 B.铜丝 C.干冰 D.醋酸
【答案】C
【详解】酸、碱、盐都是电解质,单质和混合物既不是电解质又不是非电解质,非金属氧化物、大多数有机物都属于非电解质,故AD是电解质,C是非电解质,B既不是电解质也不是非电解质,答案选C。
4.(24-25高一上·江苏徐州·期末)已知反应。下列说法正确的是
A.的离子结构示意图为
B.的电子式为
C.中子数为8的氮原子:
D.的电离方程式:
【答案】D
【详解】
A.的离子最外层满足8电子稳定结构,示意图为,故A错误;
B.的电子式为,故B错误;
C.中子数为8的氮原子:,故C错误;
D.为强电解质,故电离方程式: ,故D正确;
故选D。
5.(24-25高一上·江苏天一中学·期末)反应:可用于联合制碱。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.的电子式: B.氯原子的结构示意图:
C.中子数为10的氧原子: D.电离:
【答案】B
【详解】A.的电子式应为:,故A错误;
B.氯原子核外共17个电子,结构示意图为:,故B正确;
C.氧原子的质子数为8,中子数为10的氧原子其质量数为18:符号为,故C错误;
D.NaHCO3在水中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式: NaHCO3=Na++HCO,故D错误;
答案选B。
6.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)侯氏制碱法的原理。下列说法正确的是
A.中子数为12的钠原子: B.H2O的电子式:
C.NH4Cl中的化学键只含离子键 D.属于电解质
【答案】D
【详解】A.中子数为12的钠原子,质量数为23,表示为:,A错误;
B.H2O分子氧原子满足8电子稳定结构,电子式为:,B错误;
C.铵根和氯离子之间为离子键,铵根内部为共价键,氯化铵之间既有离子键又有共价键,C错误;
D.溶于水电离出钠离子和碳酸氢根离子,能导电,属于电解质,D正确;
故选D。
7.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)下列有关用化学用语表示正确的是
A.NaClO的电子式:
B.HClO的结构式:H—Cl—O
C.原子结构示意图可以用来表示12C和14C
D.NaOH的电离方程式:NaOH=Na++O2-+H+
【答案】C
【详解】
A.NaClO属于离子化合物,电子式为,A错误;
B.HClO的中心原子为O,O和Cl、H分别共用一对电子,HClO的结构式为H-O-Cl,B错误;
C.12C和14C的质子数均为6,则原子结构示意图都可以表示为,C正确;
D.OH-不能拆开,NaOH的电离方程式应为NaOH=Na++OH-,D错误;
故选C。
8.(24-25高一上·江苏徐州·期末)Ⅰ.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+、NH4+、Cl-、CO32-和SO42-。现每次取10.00mL进行实验:
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448mL(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4.30g,该固体经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33g。
(1)c(CO32-)= 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 ;
(4)写出③中固体加入足量盐酸洗涤的离子方程式 。
Ⅱ.四种物质有如下相互转化关系:
(5)若化合物A是红棕色粉末状固体,化合物B是一种既可以与强酸溶液反应又可以与强碱溶液反应的氧化物,则该反应的化学方程式为 ;
(6)若甲是活泼金属,化合物B是强碱,则该反应的离子方程式为 ;
(7)若乙是黑色固体,化合物B是优质的耐高温材料。则该反应的化学方程式为 ;
(8)若化合物A可作光导纤维材料,乙是一种重要的半导体材料。则该反应的化学方程式为 。
【答案】 1 ≥2 mol⋅L−1 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 BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑ 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(或2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑) 2Mg+CO22MgO+C SiO2+2CSi+2CO↑
【详解】无色溶液中不存在Fe3+,①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,则Cl-、CO32-和SO42-至少含有一种;②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体448mL(标准状况下),气体是氨气,物质的量是0.02mol,因此含有0.02mol NH4+;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4.30g,该固体经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33g,所以一定存在CO32-和SO42-,因此不能存在Ca2+。其中硫酸根的物质的量是2.33g÷233g/mol=0.01mol,碳酸钡的质量是4.30g-2.33g=1.97g,则碳酸根离子的物质的量是1.97g÷197g/mol=0.01mol。
(1)c(CO32-)=0.01mol÷0.01L=1.0 mol·L−1;(2)根据电荷守恒可知阴离子所带电荷数大于阳离子所带电荷数,所以该溶液中一定存在K+。铵根的浓度是2.0mol/L,硫酸根的浓度是1.0mol/L,由于氯离子不能确定,则K+浓度范围是≥2 mol⋅L−1;(3)根据以上实验可知氯离子可能存在,检验该离子是否存在的方法是取少量原溶液置于试管中,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)③中固体加入足量盐酸洗涤时碳酸钡溶解,反应的离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑。(5)若化合物A是红棕色粉末状固体,化合物B是一种既可以与强酸溶液反应又可以与强碱溶液反应的氧化物,则该反应是金属铝与氧化铁的铝热反应,反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3;(6)若甲是活泼金属,化合物B是强碱,则该反应是钠或与水的反应,反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑或2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑;(7)若乙是黑色固体,化合物B是优质的耐高温材料,则该反应是镁在二氧化碳中燃烧,反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C;(8)若化合物A可作光导纤维材料,乙是一种重要的半导体材料,则该反应是碳与二氧化硅的反应,反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑。
点睛:该题考查的知识点较多,试题综合性强,难度较大。离子共存判断时应注意三原则:互斥性原则、电中性原则、进出性原则。进行物质推断时掌握常见元素及其化合物的性质、相互之间的反应是解答的关键。该反应属于置换反应,注意中学化学中常见置换反应的归纳,例如铁与水蒸气、金属与酸置换出氢气、卤素单质之间的置换反应以及氧气与H2S发生置换反应生成单质S和水等。
地 城
考点02
离子反应与离子反应方程式
1.(24-25高一·江苏苏州工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.饱和溶液中通入过量:
B.溶液中滴入少量溶液:
C.溶液中通入少量:
D.溶液中通入少量:
【答案】A
【详解】A.已知Na2CO3的溶解度比NaHCO3大,故饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2将析出NaHCO3沉淀,故该反应的离子方程式为:2Na+++CO2+H2O=2NaHCO3↓,A正确;
B.溶液中滴入少量溶液,氢氧化钙完全反应,且能拆成离子形式,离子方程式为:,B错误;
C.I-的还原性比Fe2+强,故FeI2溶液中通入少量Cl2先氧化I-,故离子方程式为:Cl2+2I-=I2+2Cl-,C错误;
D.HClO是弱电解质,故NaClO溶液中通入少量SO2的离子方程式为:SO2+H2O+3ClO-=+Cl-+2HClO,D错误;
故选A。
2.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)下列化学反应的离子方程式表示正确的是
A.使用硫化亚铁除去废水中汞离子:
B.黄铁矿与足量氧气在细菌作用下转化为强酸:
C.用除去漂白废水中的余氯:
D.向溶液中滴加足量氨水溶液出现白色沉淀:
【答案】C
【详解】A.FeS为不溶性固体,不能拆成离子形式,正确的离子反应:,A错误;
B.氧气足量,产物为,离子方程式:,B错误;
C.被漂白废水中的余氯氧化为,离子方程式:,C正确;
D.向溶液中滴加足量氨水溶液出现白色沉淀,离子方程式:,D错误;
故选C。
3.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.铁粉加到溶液:
B.明矾溶于水产生胶体净水:
C.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的;
D.溶液中加入产生沉淀:
【答案】A
【详解】A.铁和铁离子生成亚铁离子,A正确;
B.明矾溶于水产生胶体净水,而不是产生氢氧化铝沉淀,,B错误;
C.醋酸为弱酸不能拆,反应为,C错误;
D.过氧化氢具有氧化性,氧化亚铁离子得到铁离子生成氢氧化铁沉淀,溶液中加入产生沉淀,反应为,D错误;
故选A。
4.(24-25高一上·江苏连云港灌南高级中学·期末)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.向碳酸钠溶液中加入过量醋酸:CO+2H+=H2O+CO2↑
B.氯化铝溶液与足量氨水反应:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
C.向(溶液中加入过量氢氧化钠溶液:
D.少量金属钠投入CuSO4溶液:2Na + Cu2+ = 2Na+ + Cu
【答案】B
【详解】A.醋酸是弱酸,不能拆,正确的是:CO+2CH3COOH=H2O+CO2↑+2CH3COO -,A错误;
B.氯化铝溶液与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,由于氨水是弱碱,不能溶解氢氧化铝,离子方程式为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH,B正确;
C.NaOH溶液过量,要以(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O为标准,不符合反应的微粒数目比,该反应的离子方程式应该为:2+Fe2++4OH-=2NH3·H2O+Fe(OH)2↓,C错误;
D.钠和水先反应生成NaOH和氢气,NaOH再和硫酸铜发生复分解反应,离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+=H2↑+2Na++Cu(OH)2↓,D错误;
故选B。
5.(24-25高一上·江苏连云港灌南高级中学·期末)室温下,通过下列实验探究一定浓度Na2CO3溶液的性质。
实验1:向溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色:
实验2:向实验1所得溶液中缓慢滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅,无气体产生;
实验3:向溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
A.实验l说明Na2CO3溶液中存在OH-
B.实验2中溶液红色变浅的原因是:CO+2H+=H2O+CO2↑
C.由实验3可以推测Na2CO3与CO2没有发生反应
D.实验4中发生反应的离子方程式为:CO+Ba2+= BaCO3↓
【答案】A
【详解】A.能够使酚酞变红色,说明溶液中存在OH-离子,是由于碳酸根离子水解生成了OH-离子,故A正确;
B.因为加入少量的盐酸生成碳酸氢根离子,没有气体放出,正确的方程式为:,故B 错误;
C.CO2与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,方程式为CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3,故C错误;
D.实验3得到的溶液是NaHCO3溶液,与少量的氢氧化钡反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2,故D错误;
答案选A。
6.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)用硫酸渣(主要成分为、)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。已知:“还原”时,发生反应;、均与不反应。下列有关说法不正确的是
A.“酸溶”时加速搅拌或适当升温均可加快酸溶反应速率
B.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有和
C.“还原”时还原产物与氧化产物的物质的量之比为15:2
D.“氧化”时离子方程式:
【答案】C
【分析】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)加硫酸溶解,金属氧化物转化为金属阳离子,二氧化硅不溶,再加把铁离子还原为亚铁离子,同时生成,过滤,滤渣含有SiO2和FeS2,滤液中含有和,滤液中通入空气将氧化,同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀,过滤、洗涤、烘干,得到纯净的FeOOH。
【详解】A.“酸溶”时加速搅拌或适当升温均可加快酸溶反应速率,故A正确;
B.滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸,且生成氢离子,则“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有和,B正确;
C.“还原”有关的离子方程式为,反应中FeS2的Fe元素化合价不变,S元素化合价升高,则为氧化产物,Fe3+转化为,化合价降低,为还原产物,则“还原”时还原产物与氧化产物的物质的量之比为14∶2=7∶1,C错误;
D.铁黄为FeOOH,Fe元素的化合价为+3价,所以“氧化”时Fe2+在一水合氨存在的环境中被空气中的氧气氧化为FeOOH,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为,D正确;
故选C。
7.(24-25高一·江苏徐州第三中学·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
B.将氯气通入冷的氢氧化钠溶液中:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C.铝片与氢氧化钠溶液反应:Al+2OH-=AlO2-+H2↑
D.金属铝溶于盐酸中:Al+2H+=Al3++H2↑
【答案】B
【详解】A. 反应前后电荷不守恒,正确的应是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故A错误;
B. Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,离子反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;
C. 不符合客观事实,正确应是:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故C错误;
D. 反应前后所带电荷数不同,正确的应是:2Al+6H+=2Al3++3H2↑,故D错误;
答案选B。
8.(24-25高一·江苏苏州工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1溶液:、、
B.0.1溶液:、、
C.0.1HCl溶液:、、
D.0.1溶液:、、
【答案】A
【详解】A.几种离子均可在0.1mol•L-1碳酸钠溶液中大量共存,A正确;
B.与之间生成沉淀而不能大量共存,B错误;
C.和氢离子生成弱电解质而不能大量共存,C错误;
D.具有强氧化性能将具有还原性的氧化为而不能大量共存,D错误;
故选A。
9.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)下列各组离子中,在溶液中能大量共存的是
A.,Cl-,Mg2+,Na+ B.Cl-,CH3COO-,K+,H+
C.OH-,,K+,Na+ D.,OH-,K+,Fe2+
【答案】A
【详解】A.,Cl-,Mg2+,Na+之间不发生任何反应,则在溶液中,Cl-,Mg2+,Na+能大量共存,故选A;
B.在溶液中CH3COO-与H+结合生成弱电解质CH3COOH,则CH3COO-与H+不能大量共存,故B错;
C.在溶液中OH-,结合生成碳酸根和水,所以OH-与不能大量共存,故C错;
D.在溶液中OH-与Fe2+结合生成,所以OH-与Fe2+不能大量共存,故D错。
答案选A。
10.(24-25高一上·江苏天一中学·期末)室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.某碱性无色溶液中:、、、
B.饱和氯水中:、、、
C.0.1mol/L 溶液中:、、、
D.能溶解氧化铝的溶液中:、、、
【答案】C
【详解】A.Al3+在碱性溶液中会与OH−反应生成氢氧化铝沉淀甚至偏铝酸盐,不能大量共存,且呈紫红色,不符合无色溶液的条件,A错误;
B.饱和氯水中含有Cl2、HClO等强氧化性物质,Fe2+具有还原性,会被氧化,不能大量共存,B错误;
C.0.1mol/L NaHSO4溶液会电离出Na+、H+和,、Mg2+、Cl−、与Na+、H+、之间均不发生反应,可以大量共存,C正确;
D.能溶解氧化铝的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,在酸性溶液中与H+反应,在碱性溶液中与OH−反应,不能大量共存,D错误;
故选C。
11.(24-25高一上·江苏连云港灌南高级中学·期末)某无色、澄清溶液中只可能含有①、②、③、④、⑤、⑥、⑦中的几种,且每种离子的物质的量浓度均相等。依次进行下列实验,每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
(1)
向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液
溶液变红
(2)
向溶液中滴加溶液和稀盐酸
有白色沉淀生成
(3)
将(2)中所得沉淀过滤,向滤液中加入溶液和稀硝酸
有白色沉淀生成
下列结论正确的是
A.该实验无法确定溶液中是否含有③ B.溶液中肯定含有的离子是①②⑥
C.溶液中可能含有的离子是①③ D.溶液中肯定没有的离子是④⑤⑦
【答案】B
【分析】溶液无色,所以一定没有(在溶液中呈蓝色),向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液,溶液变红,说明溶液呈酸性,所以一定有,因为与、会发生反应,所以一定没有、,向溶液中滴加溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成,该沉淀为BaSO4,说明溶液中一定有,将 (2) 中所得沉淀过滤,向滤液中加入溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,此沉淀为AgCl,但由于步骤 (2) 中加入了溶液和稀盐酸,引入了,所以不能确定原溶液中是否有,故一定存在的离子有、,由每种离子的物质的量浓度均相等,由电荷守恒可得,一定存在,一定不存在,据此回答。
【详解】A.由于步骤 (2) 引入,虽不能确定原溶液是否含,但根据每种离子物质的量浓度均相等及溶液呈电中性,可进一步推断一定不存在,并非完全无法确定,A错误;
B.若溶液中只有、,不满足溶液呈电中性,所以一定有,一定不存在,溶液中肯定含有的离子是①②⑥,B正确;
C.根据前面分析,溶液一定有,不确定是否有,但从离子浓度相等及电中性角度,若有,离子组合才更合理,所以不是可能含有,C错误;
D.由前面推理可知,溶液中肯定没有、、、,即③④⑤⑦,D错误;
故选B。
12.(24-25高一上·江苏盐城八校联考·期末)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的
A.强碱性溶液:Na+、Mg2+、NO、SO
B.含大量SO的澄清溶液:Mg2+、Ca2+、Cl-、NO
C.澄清透明的溶液:K+、Cu2+、SO、Cl-
D.经酸化的0.1mol/L KI溶液中:Na+、K+、ClO-、SO
【答案】C
【详解】A.强碱性溶液含大量OH⁻,Mg2+会与OH⁻生成Mg(OH)2沉淀,无法大量共存,A错误;
B.大量SO与Ca2+会形成微溶的CaSO4沉淀,无法大量共存,B错误;
C.K+、Cu2+、SO、Cl⁻相互不反应,澄清透明说明无沉淀或反应,能大量共存,C正确;
D.酸化后的KI溶液中含H+和I⁻,ClO⁻在酸性条件下会与I⁻发生氧化还原反应,无法共存,D错误;
故答案为:C。
13.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.强碱性溶液中:、、、
B.澄清透明的溶液中:、、、
C.含有0.1的溶液中:、、、
D.强酸性溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.强碱性溶液中,铁离子和氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,A不符合题意;
B.澄清透明的溶液中:、、、相互不反应,能大量共存,B符合题意;
C.铝离子和氢氧根离子、碳酸根离子都会反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.强酸性溶液中,高锰酸根离子能将亚铁离子氧化铁离子,不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
14.(24-25高一上·江苏徐州第三中学·期末)某无色透明溶液中可能存在大量Ag+、Mg2+、Fe3+、Cu2+中的一种或几种,请填写下列空白。
(1)不用做任何实验就可以肯定溶液中不存在的离子是 。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,沉淀不消失,说明原溶液中肯定存在的离子是 ,有关反应的离子方程式为 。
(3)取(2)的滤液加过量的NaOH溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有 ,有关反应的离子方程式为 。
【答案】 Fe3+、Cu2+ Ag+ Ag++Cl-===AgCl↓ Mg2+ Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
【分析】铁离子和铜离子有颜色,不能在无色溶液中存在,所以肯定不含这两种离子。原溶液加入盐酸,有白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不消失,说明原溶液中含有银离子,滤液中加入过量的氢氧化钠,有白色沉淀生成,说明原溶液中含有镁离子,反应生成了氢氧化镁沉淀。
【详解】铁离子和铜离子有颜色,不能在无色溶液中存在,所以肯定不含这两种离子。原溶液加入盐酸,有白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不消失,说明原溶液中含有银离子,滤液中加入过量的氢氧化钠,有白色沉淀生成,说明原溶液中含有镁离子,反应生成了氢氧化镁沉淀。
(1) 铁离子和铜离子有颜色,不能在无色溶液中存在,所以不用作任何实验就可以肯定不存在的离子为Fe3+、Cu2+;
(2)和盐酸反应生成不溶于硝酸的白色沉淀的离子为银离子,反应的离子方程式为:Ag++Cl-=AgCl↓;
(3)和过量的氢氧化钠反应生成白色沉淀的离子为镁离子,反应的离子方程式为: Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓。
地 城
考点03
离子反应的应用
1.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)100mL无色溶液可能含有、、、、、、中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)。已知:铵盐与碱共热产生氨气。
下列说法错误的是
A.原溶液一定存在、和,不确定的离子是、,一定不存在、
B.沉淀1中加入氢氧化钠溶液,涉及反应的离子方程式为
C.沉淀2的成分为
D.原溶液中
【答案】A
【分析】分析实验过程:无色溶液中不可能有黄色的Fe3+,加入氨水,生成沉淀,且沉淀部分溶解于NaOH溶液,则所得沉淀1一定是Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物,沉淀2一定是Mg(OH)2,质量为5.8g,Al(OH)3的质量为13.6g-5.8g=7.8g,则原溶液中一定存在Mg2+、Al3+;CO和Mg2+、Al3+不共存,则原溶液中一定不存在CO。向所得到的滤液中加入NaOH,出现气体,该气体为氨气,则原溶液一定存在NH,加入了NaOH再进行焰色反应,焰色为黄色,说明溶液中存在Na+,但无法确定Na+是原溶液中存在的还是加入NaOH溶液后引入的。
【详解】A.根据分析可知,可以确定原溶液中一定存在NH、Mg2+、Al3+,一定不存在Fe3+、CO,又由电荷守恒可知,一定存在的阴离子为,无法确定是否存在Na+,A错误;
B.由分析可知,沉淀1中加入氢氧化钠溶液,Al(OH)3溶解,离子方程式:,B正确;
C.由分析可知,沉淀2成分是Mg(OH)2,C正确;
D.产生的氨气的物质的量=,可知在滤液中n(NH)=0.6mol;滤液中的NH一部分来源于加入的适量氨水,根据分析,可知生成的Mg(OH)2的物质的量=,Al(OH)3的物质的量=,根据Mg2+、Al3+与氨水的反应方程式,有关系式:OH-~NH3·H2O,则加入的氨水的物质的量为0.5mol,原溶液中n(NH)=0.1mol,根据电荷守恒,氯离子的物质的量≥n(NH)+2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.1mol+0.2mol+0.3mol,则原溶液中c(Cl-)≥6mol/L,D正确;
故选A。
2.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)下列各组离子中,能在溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.Mg2+、OH-生成氢氧化镁沉淀,不能大量共存,故A错误;
B.H+、Ca2+、都能和反应,但碳酸根优先和氢离子反应,所以不能大量共存,故B错误;
C.四种离子间不形成沉淀、气体、水,能够大量共存,故C正确;
D.、OH-反应,不能大量共存,故D错误;
故选C。
3.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)现有浓度各为1mol/L的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空:
(已知:氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+)
(1)反应完毕,铁粉有剩余。反应后的溶液中一定含 阳离子。
(2)反应完毕,有铜生成,铁粉无剩余。反应后的溶液中一定含 阳离子,该阳离子在溶液中物质的量的范围是 ;反应后的溶液中可能含 阳离子。
(3)反应完毕后,无固体沉积物存在,反应后的溶液中一定含 和 阳离子。
【答案】(1)Fe2+
(2) Fe2+ 0.25mol<n(Fe2+)≤0.35mol Cu2+
(3) Fe2+ Cu2+
【分析】根据FeCl3、CuCl2的氧化性强弱判断反应先后顺序,从而确定固体的成分、溶液的成分,离子氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,铁首先与铁离子反应生成亚铁离子,且无固体存在,说明溶液的Cu2+离子没参加反应,所以溶液中一定存在Cu2+和Fe2+;有固体铜剩余,则一定无Fe3+离子存在,一定存在Fe2+离子,可能含有Cu2+离子;若有铁剩余,一定有铜生成,Fe3+离子和Cu2+离子无剩余。
【详解】(1)当铁粉有剩余时,溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu,反应的反应方程式为:2FeCl3+Fe═3FeCl2、CuCl2+Fe═Cu+FeCl2,反应的离子方程式为:2FeCl3+Fe═3FeCl2、Cu2++Fe=Fe2++Cu,溶液中一定没有Fe3+、Cu2+,一定含有Fe2+。故答案为:Fe2+;
(2)当有铜生成,铁粉无剩余,溶液中一定没有Fe3+,Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu,所以溶液中一定没有Fe3+,可能含有Cu2+,一定含有Fe2+;若铜离子全部反应则剩余物质的量为0,此时n(Fe2+)=0.1mol+0.1mol+0.15mol=0.35mol,若没有反应则剩余Cu2+物质的量为0.1mol,此时n(Fe2+)=0.1mol+0.15mol=0.25mol,所以铜离子的物质的量范围为:0≤n(Cu2+)<0.1mol,Fe2+离子在溶液中物质的量的范围是0.25mol<n(Fe2+)≤0.35mol;反应后的溶液中可能含Cu2+阳离子。故答案为:Fe2+;0.25mol<n(Fe2+)≤0.35mol;Cu2+;
(3)根据离子氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,铁首先与铁离子反应生成亚铁离子,且无固体存在,说明溶液的铜离子没参加反应,所以溶液中一定存在Cu2+和Fe2+,故答案为:Fe2+;Cu2+。
4.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)化学实验是研究物质组成和探究物质性质的重要途径。
I.某澄清透明溶液,可能含有、、、、、等离子中的几种,且各离子物质的量浓度相等,为分析其成分,取此溶液分别进行了三个实验,其操作和有关现象如下图所示。
请回答下列问题:
(1)取100mL溶液进行实验②,经足量盐酸洗涤、干燥后,得沉淀质量为2.33g。该溶液中K+的物质的量浓度为 。
(2)根据实验现象和实验数据,可推断原溶液中一定存在的离子有 。
(3)向该溶液中加入硫酸酸化,再通入气体,发生反应使该溶液的颜色发生变化,写出该反应的离子方程式 。
II.具有强氧化性,具有还原性,某实验探究小组根据氧化还原反应的知识推测,与能发生反应。为了验证此推测结果,该小组设计并进行了如图所示实验。其中装置A用锌和稀盐酸制取氢气。
(4)实验过程中先打开 的塞子(填仪器名称),旋转活塞,使稀盐酸逐滴滴入烧瓶中发生反应,打开、,通入氢气,用小试管收集E出口的气体并检验其纯度,其目的是 ,气体纯净后,加热至逐渐熔化,反应一段时间,停止加热,充分冷却,关闭、。干燥管B和E中均放置碱石灰,但作用不完全相同,干燥管B的作用 ,干燥管E的作用 。
(5)实验过程中观察到淡黄色粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。由此可推测出与反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)Mg2+、、K+、
(3)
(4) 分液漏斗 确保装置内空气排干净,防止氢气与氧气反应生成水干扰试验 除掉氢气中的HCl和水蒸气杂质 防止空气中的水分进入装置D而干扰试验
(5)
【分析】Ⅰ.向原溶液中加入过氧化钠固体,生成白色沉淀,说明溶液中有Mg2+,没有,根据离子共存,说明没有,加入氯化钡和稀盐酸有白色沉淀,说明含有,没有Ba2+,溶液中有钾离子,溶液中离子的物质的量相等,根据电荷守恒,说明含有。
Ⅱ.A装置是制备氢气,氢气中有HCl和水蒸气杂质,B装置除杂,先通入一段时间氢气排出装置内的空气,排完空气后再加热过氧化钠至熔化,反应一段时间,冷却后停止通氢气。
【详解】(1)取100mL溶液进行实验②,经足量盐酸洗涤、干燥后,得沉淀质量为2.33g,则硫酸钡沉淀质量为2.33g,硫酸钡物质的量为,离子的物质的量相等,则钾离子物质的量为0.01mol,该溶液中的物质的量浓度为。
(2)根据题中分析得到原溶液中一定存在的离子有Mg2+、、K+、。
(3)向该溶液中加入硫酸酸化,再通入SO2气体,发生反应使该溶液的颜色发生变化,说明二氧化硫在高锰酸钾酸性溶液中发生氧化还原反应,生成锰离子和硫酸根离子,其反应的离子方程式。
(4)实验过程中先打开分液漏斗的塞子,旋转活塞,使稀盐酸逐滴滴入烧瓶中发生反应;
收集E出口的气体并检验其纯度,其目的是确保装置内空气排干净,防止氢气与氧气反应生成水干扰试验;
A装置是制备氢气,由于盐酸易挥发,氢气中有HCl和水蒸气杂质,因此装置B的作用是除掉氢气中的HCl和水蒸气杂质;
根据元素守恒,反应可能生成水,装置D是验证是否有水生成,则干燥管E的作用防止空气中的水分进入装置D而干扰试验;
(5)实验过程中观察到淡黄色粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色,说明没有水生成,则根据质量守恒,化学方程式为。
5.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图所示:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。回答下列问题:
(1)“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为 。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,生成白色的沉淀。写出发生反应的离子方程式: 。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作为电极的石墨易消耗,原因是 。
(4)冰晶石-熔体电解法仍然是目前工业生产金属铝的唯一方法。实验室利用以下装置能达到制备Al2O3的实验目的是 (填字母)。
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。
【答案】(1)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
(2)[Al(OH)4]-+HC=Al(OH)3↓+C+H2O
(3)石墨电极被产生的O2氧化
(4)D
(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏铝粉表面的Al2O3薄膜
【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝,由流程可知,加NaOH溶解时Fe2O3不反应,由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],过滤Ⅰ得到的滤渣为Fe2O3和铝硅酸钠,碳酸氢钠与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3,过滤Ⅱ得到Al(OH)3,灼烧生成氧化铝,“电解I”为电解氧化铝生成Al和氧气,以此解答。
【详解】(1)“碱溶”时,Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-;
(2)“过滤Ⅰ”所得滤液为Na[Al(OH)4]溶液,加入NaHCO3溶液,生成的白色沉淀是Al(OH)3,则该过程的离子方程式为[Al(OH)4]-+=Al(OH)3↓++H2O;
(3)根据图可知,该过程有O2产生,容易氧化作为电极的石墨,故石墨易消耗;
(4)A.硫酸与CaCO3反应生成的微溶CaSO4包裹在反应物表面,阻止反应的进一步发生,A不能达到实验目的;
B.气体应“长进短出”,B不能达到实验目的;
C.“过滤”时漏斗下端应紧靠烧杯内壁,防止液滴飞溅,C不能达到实验目的;
D.在坩埚中加热Al(OH)3固体,使其分解生成Al2O3,D能达到实验目的;
故选D。
(5)加热时,NH4Cl分解生成HCl和NH3,HCl可以破坏铝表面的氧化铝薄膜,有利于反应进行。
6.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)铬是一种具有战略意义的金属,它具有多种价态,单质铬熔点为1857℃。工业上以铬铁矿[主要成分是]为原料冶炼铬的流程如图所示:
(1)高温氧化时反应的化学方程式为 。
(2)操作a由两种均发生了化学反应的过程构成,其内容分别是 、铝热反应。
(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用,必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铬氧体():先向含的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁,待充分反应后再通入适量空气(氧化部分)并加入NaOH,就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。
若处理含(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗,则当铁铬氧体中时,铁铬氧体的化学式为 。
【答案】(1)
(2)受热分解生成
(3)
【分析】铬铁矿中加入碳酸钠并通入氧气,高温下将氧化得到,同时生成,将得到的固体溶于水得到溶液,加入将还原为沉淀,过滤后灼烧得到,利用铝热反应制备金属铬,由此解答。
【详解】(1)矿石的主要成分为,加入碳酸钠,高温氧化,反应物有,根据流程图可知生成,结合电子守恒和元素守恒可得反应的方程式为;
(2)操作a是受热分解生成,再和发生铝热反应生成氧化铝和;
(3)处理含(不考虑其它含铬微粒) 的污水时恰好消耗,生成的为, 根据守恒,铁铬氧体中,,根据守恒,铁铬氧体中,根据电荷守恒,铁铬氧体中,铁铬氧体中,铁铬氧体的化学式为。
7.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)CuCl常作有机合成工业中的催化剂。氯化亚铜是白色粉末,难溶于水、无水乙醇。潮湿的氯化亚铜在空气中能迅速被氧化呈绿色。现以粗盐水(含、、等杂质)、Cu、稀硫酸、、等为原料合成氯化亚铜的工艺如下:
(1)反应I用于提纯粗盐,加入适量HCl溶液的作用是 。
(2)反应V可制备出硫酸铜。写出其参与反应Ⅳ的离子方程式 。
(3)反应V一般不用NaClO替代,使用NaClO缺点是 。
(4)反应Ⅲ或反应Ⅳ后,过滤得到CuCl沉淀,用无水乙醇洗涤2-3次。使用无水乙醇洗涤的主要目的是 ,将洗涤后CuCl在干燥器内干燥2小时,冷却,密封即得产品。
(5)把去掉氧化膜的铝条投入到氯化亚铜的悬浊液中,并不断搅拌,试写出可能发生的反应的离子方程式 。
【答案】(1)除去过量的以及
(2)
(3)NaClO会在反应Ⅳ中与氯离子发生归中反应生成有毒的氯气
(4)用乙醇洗涤降低CuCl损失,同时乙醇挥发快,得到的固体较干燥
(5)
【分析】反应Ⅰ为粗盐的提纯,加入的三种试剂可以除去杂质离子,碳酸钠必须放在氯化钡溶液之后,目的是除去过量的钡离子和钙离子;反应Ⅱ为电解饱和食盐水,得到氢氧化钠、氯气和氢气;反应Ⅲ中制备氯化亚铜;反应Ⅴ中铜、过氧化氢和稀硫酸反应生成硫酸铜、水;在反应Ⅳ中铜离子与二氧化硫反应得到氯化亚铜;
【详解】(1)反应I用于提纯粗盐,加入适量HCl溶液的作用是除去过量的以及;
(2)在反应中做还原剂;反应Ⅳ中铜离子与二氧化硫反应得到氯化亚铜,铜元素化合价降低生成氯化亚铜、硫元素化合价升高被氧化为硫酸根离子,结合电子守恒,离子方程式为:;
(3)过氧化氢是绿色氧化剂,其还原产物是水,而NaClO会在反应Ⅳ中与氯离子发生归中反应生成有毒的氯气;
(4)CuCl难溶于无水乙醇,用乙醇洗涤降低CuCl损失,同时乙醇挥发快,得到的固体较干燥;
(5)去掉氧化膜的铝条投入到氯化亚铜的悬浊液中,铝与氯化亚铜固体的直接接触,可能发生置换反应,生成铜单质和铝离子,离子方程式。
8.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)我国是世界上最早冶炼锌的国家之一,有独立的炼锌发展史。现代炼锌主要采取湿法工艺,以闪锌矿(主要成分为,还含铁等元素)、软锰矿(主要成分为)为原料联合生产锌和高纯度二氧化锰的一种流程如下:
(1)浸出:加入能促进的溶解,提高锌的浸出率,同时生成硫单质。的作用类似催化剂,“催化”过程可表示为:
ⅰ:
ⅱ:……
①写出ⅱ的离子方程式: 。
②下列实验方案可证实上述“催化”过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的溶液中加入溶液,溶液几乎无色,再加入少量,溶液变红。
b. 。
(2)除铁:已知①进入除铁工艺的溶液的pH约为3;②控制溶液pH为2.5~3.5,使铁主要以沉淀的形式除去。结合离子方程式说明,通入空气需同时补充适量的理由是 。
(3)电解:总反应(未配平):。若不考虑副反应,为了使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加哪种离子? (填“”、“”或“都不需要”)。
【答案】(1) 取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH
(3)
【分析】由流程可知,闪锌矿加入软锰矿、稀硫酸酸浸后过滤除去滤渣,滤液加入氧气将二价铁转化为三价铁,然后加入氧化锌调节pH使得铁离子转化为沉淀除去,滤液电解得到锌和二氧化锰;
【详解】(1)①ⅰ中生成的铁离子具有氧化性,的作用类似催化剂,能促进的溶解生成硫单质,则反应ⅱ为铁离子氧化硫化锌生成硫单质,同时得到锌离子和亚铁离子,反应为;
②催化剂改变反应速率,其本身质量和化学性质反应前后不变;可以证明亚铁离子转化为铁离子、铁离子又转化为亚铁离子,故证实上述“催化”过程的实验方案为:a.检验Fe2+被氧化成Fe3+:向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量MnO2,溶液变红。b.检验Fe3+被还原成Fe2+:取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去;
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH,故通入空气需同时补充适量;
(3)由(1)分析可知,浸取总反应为。生成锰、锌离子物质的量为1:1,由于除铁过程中引入了锌离子,锌离子的量大于锰离子;电解反应中锌化合价由+2变为0、锰化合价由+2变为+4,结合电子守恒可知,反应为,电解中锰、锌离子物质的量为1:1,要使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加锰离子。
地 城
考点04
氧化还原反应的基本概念
1.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A.CuO→Cu B.→ C.→ D.→
【答案】A
【详解】A.CuO→Cu,Cu元素化合价降低,CuO作氧化剂,需加入还原剂才能实现,A符合题意;
B.→,铁元素化合价升高,作还原剂,需要加入氧化剂才能实现,B不符合题意;
C.→,硫元素化合价未变,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.→,碳元素化合价不变,不涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故答案选A。
2.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)关于反应,下列说法正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂 B.是氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2 D.生成1mol,转移2mol电子
【答案】D
【分析】中,氟元素化合价始终为-1价,KMnO4转化为K2MnF6,锰元素化合价从+7降低到+4价,按化学计量数得6mol电子,所以KMnO4作氧化剂,而H2O2中氧元素化合价从-1价升高到0价,按化学计量数失去6mol电子,作还原剂,共转移6mol电子,据此结合氧化还原反应的规律分析解答。
【详解】A.是氧化剂,是还原剂,A错误;
B.是还原产物,B错误;
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3,C错误;
D.过氧化氢中氧元素为–1价,所以生成1mol,转移2mol电子,D正确;
故答案为D。
3.(24-25高一上·江苏天一中学·期末)CO与反应生成的历程如下(部分微粒未画出):
下列分析不正确的是
A.分子的空间结构是直线型
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的
D.CO和O生成的过程涉及了电子转移
【答案】B
【详解】A.分子的结构式为O=C=O,其空间结构是直线型,A正确;
B.在该过程中,O2断键形成O,CO中化学键不变,B错误;
C.碳原子和氧原子之间的化学键是极性键,根据示意图可知CO和O生成了具有极性共价键的,C正确;
D.CO和O生成的过程中涉及元素化合价变化,因此涉及了电子转移,D正确;
答案选B。
4.(24-25高一上·江苏无锡·期末)铝热反应用于焊接钢轨,下列说法不正确的是
A.Al是还原剂 B.Fe2O3是氧化剂
C.Fe是氧化产物 D.Al2O3是氧化产物
【答案】C
【分析】在该反应中,Al元素化合价升高,失去电子被氧化,Al为还原剂,Al2O3是氧化产物;Fe元素化合价降低,得到电子被还原,所以Fe2O3是氧化剂,Fe为还原产物。
【详解】A.在反应中,Al元素化合价由反应前Al单质的0价变为反应后Al2O3中的+3价,Al元素化合价升高,失去电子被氧化,Al为还原剂,A正确;
B.在反应中,Fe元素化合价由反应前Fe2O3中的+3价变为反应后Fe单质的0价,化合价降低,得到电子被还原,所以Fe2O3是氧化剂,B正确;
C.在反应中,Fe元素化合价由反应前Fe2O3中的+3价变为反应后Fe单质的0价,化合价降低,得到电子被还原,所以Fe2O3是氧化剂,Fe是还原产物,C错误;
D.在反应中,Al元素化合价由反应前Al单质的0价变为反应后Al2O3中的+3价,化合价升高,失去电子被氧化,所以Al为还原剂,Al2O3是氧化产物,D正确;
故合理选项是C。
5.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在“碳达峰”“碳中和”的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.反应器I中化合价发生变化的元素有2种
B.反应器II中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
C.反应器III中生成时,转移电子
D.含和各的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得
【答案】D
【详解】A.反应器I中 CO、H2、Fe2O3反应生成CO2、H2O和Fe,氢、碳、铁三种元素化合价发生变化,故A错误;
B.反应器Ⅱ中发生的反应 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,氧化产物为Fe3O4、还原产物为H2,物质的量之比为1:4,故B错误;
C.反应器Ⅲ中发生的反应力4Fe3O4 +O2=6Fe2O3,1 mol O2参加反应转移4 mol 电子生成 6 mol Fe2O3,则生成 160 g Fe2O3(1 mol)转移mol电子,故C错误;
D.CO、H2各1 mol参加反应,共转移4mol电子,生成mol Fe,mol Fe在反应器Ⅱ中发生反应生成,故D正确;
故选D。
6.(24-25高一上·江苏徐州·期末)用处理碱性含氰废水的反应如下:(中C元素的化合价为+2价)。下列说法正确的是
A.发生氧化反应
B.每消耗转移电子
C.中碳元素被氧化,氮元素被还原
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】D
【详解】A.Cl2中的Cl元素化合价从0降低到-1,发生还原反应,A错误;
B.每1mol Cl2参与反应转移2mol电子(每个Cl原子得1e-),B错误;
C.CN-中C从+2升至+4(被氧化),N从-3升至0(被氧化),两者均被氧化,C错误;
D.Cl2是氧化剂(5mol),CN-是还原剂(2mol),其物质的量之比为5:2,D正确;
故选D。
7.(24-25高一上·江苏无锡·期末)K2FeO4具有强氧化性,可用于自来水的杀菌、消毒。其制备反应为:。下列说法不正确的是
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6 B.反应中铁元素失去电子,被氧化
C.每生成1 mol K2FeO4,转移3 mol电子 D.KClO发生氧化反应
【答案】D
【分析】在氧化还原反应中,元素化合价升高,失去电子被氧化,该物质作还原剂;元素化合价降低,得到电子被还原,该物质作氧化剂,氧化剂得到电子与还原剂失去电子数目相等,等于反应过程中元素化合价升降总数。
【详解】A.在K2FeO4中,K为+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知其中铁元素的化合价为+6价,A正确;
B.在该反应中,铁元素化合价由反应前Fe(NO3)3中+3价变为反应后K2FeO4中+6价,元素化合价升高,失去电子,被氧化,B正确;
C.在该反应中,铁元素化合价由反应前Fe(NO3)3中+3价变为反应后K2FeO4中+6价,升高了3价,由于元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移的数目,因此每生成1 mol K2FeO4,转移3 mol电子,C正确;
D.在该反应中Cl元素化合价由反应前KClO中的+1价变为反应后KCl的-1价,化合价降低,得到电子被还原,因此KClO发生还原反应,D错误;
故合理选项是D。
8.(23-24高三上·江苏盐城·期中)是一种压电材料。以为原料,采用下列路线可制备粉状。
“焙烧”后固体产物有易溶于水的BaS和微溶于水的CaS;“沉淀”生成。下列说法正确的是
A.“焙烧”步骤中碳粉的主要作用做还原剂,将还原
B.焙烧后的产物可以直接用酸浸取
C.“酸化”步骤选用的酸可以是稀硫酸
D.“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的
【答案】A
【分析】由流程和题中信息可知,BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS;烧渣经水浸取后过滤,滤渣中碳粉和CaS,滤液中有BaS和BaCl2;滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体;BaCl2晶体溶于水后,加入TiCl4和(NH4)2C2O4将Ba2+充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2;BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。
【详解】A.“焙烧”步骤中BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS,C的化合价从0价到+2价,即碳粉的主要作用是做还原剂,A正确;
B.焙烧产物中 Ca2+、S2− 均为杂质离子,需要进行除杂和分离提纯,将大部 Ca2+、S2− 除去,若直接酸浸,CaS 会与盐酸反应生成 CaCl2而无法除去 Ca2+,B错误;
C.“浸取”步骤中的滤渣为CaS和碳粉;“酸化”步骤中的酸可用盐酸,稀硫酸会加入杂质离子不可用,C错误;
D.BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3,对应的化学方程式为:,CO和CO2的物质的量之比为1:1,D错误;
故答案为A。
9.(24-25高一上·江苏徐州第三中学·期末)已知5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O,下列说法不正确的是( )
A.该反应中的H2SO4只体现酸性,不体现氧化性
B.1molKClO3参加反应时有5mol电子转移
C.发生氧化反应与还原反应的氯元素的质量比为5:1
D.生成标准状况下22.4LCl2,则有molKClO3被还原
【答案】D
【分析】5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O中,KCl中Cl元素由-1价升高到0,KClO3中Cl元素由+5价降低为0,以此来解答。
【详解】A.硫酸中各元素的化合价不变,则H2SO4既不是氧化剂又不是还原剂,故A正确;
B.1molKClO3参加反应时有1mol×(5-0)=5mol电子转移,故B正确;
C. KCl为还原剂被氧化,KClO3是氧化剂被还原,由反应可知被氧化与被还原的氯元素的质量比为5:1,故C正确;
D. KClO3是氧化剂被还原,标准状况下22.4LCl2的物质的量是1mol,根据方程式,有molKClO3被还原,故D错误;
答案选D。
【点睛】本题考查氧化还原反应,元素化合价升高被氧化、化合价降低被还原,明确反应中氯元素的化合价变化是解答本题的关键。
10.(24-25高一·江苏苏州工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)一种二氧化硫催化氧化反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.作催化剂,为中间产物
B.过程②中发生反应的化学方程式为
C.过程③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D.过程①②③均为氧化还原反应
【答案】B
【详解】A.该过程是的催化氧化过程,则先消耗,后生成,为催化剂,作中间产物,A错误;
B.过程②是三氧化硫和V2O4反应生成VOSO4,其中发生反应的化学方程式为2SO3+V2O4=2VOSO4,B正确;
C.过程③中氧气是氧化剂,V元素化合价从+4价升高到+5价,VOSO4是还原剂,依据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,C错误;
D.根据以上分析可知过程①③均为氧化还原反应,②中元素化合价均不发生变化,属于非氧化还原反应,D错误;
故选B。
11.(24-25高一上·江苏昆山第二中学·期末)根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释一定正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
向淀粉-KI溶液中通入Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:SO2>I->Cl-
B
检验SO2气体中是否混有SO3(g):将气体通入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
混有SO3(g)
C
取少量铁与水蒸气反应后的固体于试管中,加足量稀盐酸溶解,再滴加KSCN溶液,溶液未变血红色
固体产物中不存在三价铁
D
用大理石和盐酸反应制取CO2气体,立即通入一定浓度的Na[Al(OH)4]溶液中,出现白色沉淀
元素非金属性:C>Al
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.由现象可知氯气氧化碘离子生成碘单质,后碘与SO2发生氧化还原反应生成硫酸、HI,则还原性为SO2>I->Cl-,故A正确;
B.将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液,酸性条件下亚硫酸根离子被硝酸根离子氧化,最终也能产生硫酸钡沉淀,无法检验二氧化硫中混有SO3(g),故B错误;
C.若铁过量,则将生成的铁离子转化为亚铁离子,干扰了铁离子的检验,故C错误;
D.盐酸易挥发,出现白色沉淀的原因可能是盐酸与Na[Al(OH)4]反应生成氢氧化铝,不能得出该结论,故D错误;
答案选A。
12.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)水体中过量氨氮(以NH3表示)或总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素总量)含量过高会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如图所示。下列说法错误的是
A.NaClO除去氨氮的总反应化学方程式为2NH3+3NaC1O=N2+3NaCl+3H2O
B.整个过程中发生的反应都是氧化还原反应
C.在较高温度下,氨氮去除率会降低
D.溶液的酸性增加,除氮率会上升
【答案】B
【分析】原理图中涉及三步反应,第一步:次氯酸钠和水发生反应生成次氯酸和氢氧化钠;第二步:次氯酸将氨气氧化为氮气而自身被还原为盐酸;第三步:第二步产生的盐酸和第一步产生的氢氧化钠发生中和反应生成氯化钠和水。
【详解】A.从图分析,只进去的为反应物,只出来的物质为生成物,则总反应中NH3、NaClO为反应物,N2、NaCl、H2O为生成物,根据原子守恒可确定总反应式为2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O,A正确;
B.氧化还原反应中涉及元素化合价的升降,原理图中的第一步和第三步反应前后元素的化合价均不发生变化,不属于氧化还原反应,只有第二步属于氧化还原反应,B错误;
C.较高温度下,HClO易分解,会导致氨氮去除率降低,C正确;
D.溶液的酸性增加,能促进HClO的生成,而HClO是与氨气反应除氮的关键物质,氨气和HClO反应更充分,除氮率会上升,D正确;
故选D。
地 城
考点05
氧化还原反应的应用
1.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.工业上用电解法冶炼a
B.向含c的溶液中依次加入和溶液以检验c
C.d易与水反应生成e
D.可存在的转化
【答案】D
【分析】图中物质含Fe元素,通过化合价和物质类别可得出a为Fe单质,b为Fe(OH)2,c为亚铁盐,d为Fe2O3,e为Fe(OH)3,f为铁盐,据此作答。
【详解】A.a为Fe单质,工业上用热还原法炼铁,A错误;
B.c为亚铁盐,检验方法为先加入KSCN溶液,无明显现象,再加入H2O2,亚铁离子被氧化为铁离子,溶液变红,B错误;
C.d为Fe2O3,不与水反应,C错误;
D.f为铁盐,c为亚铁盐,b为Fe(OH)2,e为Fe(OH)3,铁盐转化为亚铁盐可以加还原剂如铁单质,亚铁盐加入NaOH转化为d为Fe(OH)2,Fe(OH)2可以被氧化为Fe(OH)3,故可存在f→c→b→e的转化,D正确;
故答案选D。
2.(24-25高一上·江苏南通·期末)发蓝工艺是将钢铁浸入热的碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化(假设的还原产物均为表示阿伏加德罗常数。)
下列说法中,不正确的是
A.反应①为
B.当反应②转移的电子数目为时,该反应需要消耗
C.反应③中与的物质的量之比为
D.上述工艺过程中,生成四氧化三铁薄膜的同时产生(标准状况下)
【答案】B
【分析】由流程可知,反应①为,反应②为,反应③为,从而制得Fe3O4;
【详解】A.反应①中Fe和NaNO2碱性溶液反应生成Na2FeO2,Fe元素化合价由0价上升到+2价,N元素由+3价下降到-3价生成NH3,方程式为:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+NH3↑+H2O,故A正确;
B.反应②为,每消耗1mol,转移电子数为6mol,因此当转移的电子数目为3NA时,该反应需要消耗,故B错误;
C.反应③中Na2FeO2与Na2Fe2O4反应生成Fe3O4,反应③为,因此Na2FeO2与Na2Fe2O4的物质的量之比为1:1,故C正确;
D.根据电子守恒,关系式为:,四氧化三铁的物质的量为0.3 mol,转移的电子为2.4 mol,再根据,当转移2.4 mol电子时,产生的物质的量为0.4mol,标准状况下体积为,故D正确;
故选B。
3.(24-25高一上·昆山第二中学·期末)向和的混合溶液中通入氯气至恰好完全反应,的物质的量的变化如下图所示。下列说法正确的是
A.还原性:
B.通入氯气的总量为5mol
C.若反应过程中滴入KSCN溶液,呈血红色,则
D.c点时加入过量NaOH溶液,反应后溶液中只含四种离子
【答案】C
【分析】由图可知,0→a发生的反应为2I—+Cl2=2Cl—+I2,a→b发生的反应为2Fe2++Cl2=2 Cl—+2Fe3+,b→c发生的反应为2Br—+Cl2=2 Cl—+Br2。
【详解】A.同种氧化剂,不同种还原剂的还原性强的先反应,由图可知,反应顺序为I—、Fe2+、Br—,则还原性的强弱顺序为I—>Fe2+>Br—,故A错误;
B.由图可知,碘离子、亚铁离子、溴离子的物质的量分别为2mol、4mol、6mol,由分析可知,通入氯气的物质的量为(2mol+4mol+6mol) ×=6mol,故B错误;
C.由图可知,当氯气的物质的量大于amol时,溶液中亚铁离子会与氯气反应生成铁离子,滴入硫氰化钾溶液,溶液都会变为红色,故C正确;
D.c点时加入过量氢氧化钠溶液,反应后溶液中不可能存在氢离子,故D错误;
故选C。
4.(24-25高一上·江苏省苏州市工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)BrCl的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,也可以与水发生如下反应:BrCl+H2O=HCl+HBrO,下列说法正确的是( )
A.BrCl与Ca(OH)2溶液反应,产物有CaBr2、Ca(ClO)2和H2O
B.BrCl与水反应时,水既是氧化剂又是还原剂
C.BrCl与钠反应,化学方程式是2Na+BrCl=NaCl+NaBr
D.BrCl与铁反应,化学方程式是2Fe+2BrCl=FeCl2+FeBr2
【答案】C
【详解】A. BrCl与Ca(OH)2反应的化学方程式为:2BrCl +2Ca(OH) 2=CaCl2+Ca(BrO)2+2H2O,产物有CaCl2、Ca(BrO)2和H2O,选项A错误;
B. BrCl与水反应的化学方程式为:BrCl+H2O=HCl+HBrO,反应中无化合价改变,不是氧化还原反应,水既不是氧化剂也不是还原剂,选项B错误;
C. BrCl与钠反应,化学方程式为:2Na+BrCl=NaCl+NaBr,选项C正确;
D.由于2Fe+3Br2=2FeBr3,BrCl能将Fe氧化成Fe3+,故BrCl与铁反应的化学方程式为: 2Fe+3BrCl=FeBr3+FeCl3,选项D错误。
答案选C。
5.(24-25高一上·江苏徐州第三中学·期末)下列叙述正确的是的( )
A.人工固氮的过程一定涉及到氧化还原反应
B.简单的金属阳离子只有氧化性,简单的非金属阴离子只有还原性
C.1mol钠在足量氧气中燃烧生成Na2O2,失去2mol电子
D.发生化学反应时,得电子越多的物质,氧化能力越强
【答案】A
【详解】A.人工固氮的过程,N元素由游离态转化为化合态,N元素的化合价一定变化,则一定为氧化还原反应,故A正确;
B.如简单阳离子化合价为中间价态,则既具有氧化性也具有还原性,如Fe2+,故B错误;
C.反应中Na元素的化合价由0升高为+1价,则1mol钠在足量氧气中燃烧生成Na2O2,失去1mol电子,故C错误;
D.失去电子的多少与还原性无关,还原性与失去电子的难易有关,故D错误;
故选A。
【点睛】把握反应中元素的化合价变化及元素化合价及转移电子的关系为解答的关键。本题的易错点为C,解决氧化还原反应的相关问题基本的分析方法是根据化合价的变化,完成双线桥的分析,再结合题目要求解答。
6.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)CuCl2是常见的化学试剂,某小组利用废铜屑“湿法”制备并开展相关探究。已知:CuCl2在不同温度下结晶形成的结晶水合物如表所示:
温度
15℃以下
15~25.7℃
26~42℃
42℃以上
结晶水合物
CuCl2·4H2O
CuCl2·3H2O
CuCl2·2H2O
CuCl2·H2O
(1)实验装置如上图所示,仪器a的名称为 。
(2)上述方法制备CuCl2的离子方程式为 。
(3)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,反应完全后要进行的操作是:除去其他可能的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入HCl气体,加热蒸发浓缩, ,过滤,洗涤,低温干燥。
(4)实验中,H2O2的实际用量要大于理论用量,可能因素有:
原因1: 。
原因2:生成的CuCl2催化了H2O2的分解。
(5)该小组对“原因2”进行拓展探究。为验证CuCl2对H2O2分解的催化作用,该小组向5支盛有10mL5%H2O2的试管中滴加不同溶液,实验记录如下表(忽略溶液体积的微小变化;已知一定条件下,还原产物的浓度越小,氧化剂的氧化性越强):
实验
滴加试剂
现象
Ⅰ
2滴1mol/LNaCl
无气泡产生
Ⅱ
2滴1mol/LNa2SO4
无气泡产生
Ⅲ
2滴1mol/LCuSO4
均产生气泡,且气泡速率从Ⅲ到Ⅴ依次加快
Ⅳ
2滴1mol/LCuSO4和2滴1mol/LNaCl
Ⅴ
2滴1mol/LCuSO4和4滴1mol/LNaCl
①实验Ⅳ过程中观察到有白色沉淀(经检验为CuCl)生成,反应的机理表示为
第一步:H2O2+2Cu2++2Cl-=O2↑+2CuCl+2H+;
第二步: (写离子方程式)。
②分析上述实验,下列说法正确的是 (填字母)。
A.实验Ⅰ的目的是证明仅有NaCl对H2O2分解没有催化作用
B.S对H2O2分解有显著催化作用
C.Cl-增强了Cu2+对H2O2分解的催化效果,且Cl―浓度越大催化效果越强
③写出一种H2O2的用途: 。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O
(3)降温至26~42℃结晶
(4)H2O2受热易分解导致损耗
(5) 2CuCl+H2O2+2H+=2Cu2++2Cl-+2H2O AC 消毒剂(或杀菌剂、漂白剂、氧化剂、还原剂等其他合理答案)
【分析】该实验利用废铜屑“湿法”制备,涉及反应原理、物质结晶条件等知识。废铜屑与浓盐酸、溶液反应,在酸性条件下,反应的离子方程式为。要制备,需控制温度在,因为此温度区间结晶水合物为。反应可能产生等污染性气体,溶液用于吸收尾气,防止污染空气。
【详解】(1)由图可知,仪器a是三颈烧瓶;
(2)废铜屑与双氧水、浓盐酸反应生成和水,根据得失电子守恒、质量守恒守恒和电荷守恒,离子方程式为;
(3)根据表中数据,要得到,加热蒸发浓缩后,需冷却至26~42℃结晶;
(4)除了生成的催化分解,还因为受热分解,导致实际用量大于理论用量;
(5)第一步反应为,总反应要生成,第二步是与、反应,结合氧化还原规律,离子方程式为;
A.实验Ⅰ是与其他含、等的实验对比,目的是证明仅有对分解无催化作用,故A正确;
B.实验Ⅱ加入无气泡,说明对分解无显著催化作用,故B错误;
C.实验Ⅳ、Ⅴ中,浓度增大,气泡速率加快,说明增强了对分解的催化效果,且浓度越大催化效果越强,故C正确;
故选AC;
具有强氧化性和还原性,可作消毒剂(或杀菌剂、漂白剂、氧化剂、还原剂等)。
7.(24-25高一上·江苏南通·期末)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:
(1)写出“酸溶”时发生的氧化还原反应的离子方程式: 、。
(2)固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体,若,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)“还原”中使用的还原剂为,在“还原”前要对装置进行充分干燥处理,不得留有水,其原因是 (用化学方程式表示)。
(4)纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐转化为,其催化还原反应的过程如图1所示。
①从电子转移的角度,硝酸盐()转化为的过程可以描述为 。
②为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体为4.2,当时,随减小,生成率逐渐降低,结合图1和图2分析原因: 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) 纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子,在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子,在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH,NH失去氢原子后,两个氮原子生成氮气 减小,H+离子浓度增大,会生成更多的H,使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成,减少了氮气的生成
【分析】铁屑(含少量杂质)酸溶后得硫酸亚铁溶液,加入草酸后得草酸亚铁固体,通入氧气灼烧得氧化铁固体,还原后得纳米铁粉。
【详解】(1)铁屑中含少量杂质,加硫酸后生成硫酸铁,铁离子具有氧化性,“酸溶”时发生两个氧化还原反应,离子方程式为:、;
(2)固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体,若,根据得失电子守恒和原子守恒配平,“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为:;
(3)“还原”中使用的还原剂为,在“还原”前要对装置进行充分干燥处理,不得留有水,是因为高温条件下铁与水蒸气反应,获得的铁粉中混有杂质,方程式为:;
(4)①根据图1所示,纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子,在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子,在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH,NH失去氢原子后,两个氮原子生成氮气;
②当时,随减小,生成率逐渐降低,结合图1和图2可以看出,减小,H+浓度增大,会生成更多的H,使硝酸根被还原的中间产物NH更多地与H反应生成,减少了氮气的生成。
8.(24-25高一上·江苏无锡·期末)稳定溶液是常见的消毒剂,法制备稳定溶液的工艺流程如图所示:
已知:常温下为黄绿色气体,高浓度气体易发生爆炸,在生产、使用时需用其他气体进行稀释。随温度升高分解速率加快。
(1)①选用作还原剂,发生反应的化学方程式是 。
②该法中生成的气体不需要进行稀释,原因是 。
(2)选用作还原剂,生成两种黄绿色气体。
①这两种黄绿色气体是 (写化学式)。
②该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(3)选用作还原剂,浓度和反应温度对产率的影响分别如图2、图3所示:
①反应中的最佳浓度是 。
②温度高于60℃时,产率下降的可能原因是 。
(4)采用碘量法测定稳定溶液中浓度的步骤如下:量取5.00mL稳定溶液于250mL锥形瓶中,加入缓冲溶液(保持稳定),再加入5.00mL及0.5g固体,充分溶解,密闭避光静置5分钟,用标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,滴加1.00mL1%的淀粉溶液,继续用标准溶液滴定至恰好完全反应,消耗标准溶液100.00mL。已知:;。计算稳定溶液中浓度(以为单位),写出计算过程 。
【答案】(1) 或 生成的会对起到稀释作用
(2) 、 1:1
(3) 高于60℃时分解加快,分解速率加快
(4)
【分析】用硫酸对进行酸化,加入还原剂发生氧化还原反应,得到,加入稳定剂,得到稳定溶液,据此解答。
【详解】(1)①选用作还原剂,根据氧化还原反应原则,可得发生反应的化学方程式是或,②该法中生成的气体不需要进行稀释,是因为生成的会对起到稀释作用;
(2)选用作还原剂,生成两种黄绿色气体,得发生反应的化学方程式是,①根据化学方程式式可知,这两种黄绿色气体是、,②根据化学方程式式可知,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:1;
(3)①由图可知,浓度越大,产率越高,以后产率不变,所以反应中的最佳浓度是;②作还原剂,温度高于60℃时,产率下降的可能是因为高于60℃时分解加快,分解速率加快;
(4)根据关系式,故浓度。
9.(17-18高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)Ⅰ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4 和较多的Fe3+和Cu2+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。实验室模拟该工业流程如图:
(1)检验废水中的Fe2+,实验室中用酸性KMnO4溶液检验,发生反应的离子方程式为 。
(2)加入过量物质1后,发生反应的离子方程式为 。
(3)固体2是 ,实验室为长期保存硫酸亚铁溶液往往向其溶液中加入 。
Ⅱ.工业上冶炼铝的原料是铝土矿( 主要成分是Al2O3,杂质为Fe2O3、FeO、SiO2等)。某研究小组设计的提纯Al2O3的方案如下:
(1)加入过量的NaOH溶液,过滤后的滤液中含有的溶质有 (填化学式)。
(2)加入过量NaOH溶液过滤后,若滤渣中Fe(OH)2也被氧化,写出其被氧化的化学方程式 。
(3)写出通入过量CO2生成沉淀A时反应的离子方程式为 。
【答案】 5Fe2++MnO4-+8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O Fe+2Fe3+= 3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+ 铜(或Cu) 铁粉(或Fe) NaOH NaAlO2 NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
【详解】试题分析:(1)Fe2+能被酸性高锰酸钾氧化为Fe3+;工业废水中含大量的FeSO4 和较多的Fe3+和Cu2+,先加过量铁,过滤,得到溶液1为FeSO4,固体1为Cu和多余的铁,再向固体1中加过量稀硫酸,过滤得到的固体2为Cu,溶液2为FeSO4;
Ⅱ. 铝土矿中二氧化硅和盐酸不反应,滤液中含有氯化铝、氯化铁、氯化亚铁,加入过量的NaOH 溶液,生成氢氧化铁、氢氧化亚铁沉淀和偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠, 滤渣中Fe(OH)2被氧气氧化为氢氧化铁。
解析:(1)Fe2+能被酸性高锰酸钾氧化为Fe3+,反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O;(2)工业废水中含大量的FeSO4 和较多的Fe3+和Cu2+,先加过量铁,铁粉与Fe3+和Cu2+都能反应,反应离子方程式是Fe+2Fe3+= 3Fe2+、Cu2++Fe=Cu+Fe2+;(3)固体1为Cu和Fe,再向Cu和Fe中加过量稀硫酸,Fe溶于硫酸,过滤得到的固体2为Cu;硫酸亚铁易被氧气氧化,向硫酸亚铁溶液中加入铁粉可以防止Fe2+被氧化。
Ⅱ. (1)铝土矿中二氧化硅和盐酸不反应,滤液中含有氯化铝、氯化铁、氯化亚铁,加入过量的NaOH 溶液,生成氢氧化铁、氢氧化亚铁沉淀和偏铝酸钠溶液,所以过滤后的滤液中含有的溶质有NaAlO2 NaCl;(2)滤渣中Fe(OH)2被氧气氧化为氢氧化铁,被氧化的化学方程式4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。
(3)偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO。
点睛:偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO;偏铝酸钠溶液中通入少量的二氧化碳可以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸钠,反应的离子方程式为2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO32-。
10.(24-25高一上·江苏连云港·期末)是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生爆炸,常将其制备成固体以便运输和贮存,高于60℃时分解。实验装置如图所示。
(1)装置A产生。将一定量固体与溶液、溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈烧瓶中,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应。
①恒压滴液漏斗中的溶液为 。
②制备过程中持续通入空气的目的是 。
(2)装置B制备。
①生成的化学方程式为 。
②溶液在不同温度时析出的晶体情况如图所示。从溶液中获得固体的操作: (须使用的试剂:无水乙醇)。
(3)纯度测定。称取样品1.000g溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液。充分反应后滴加两滴淀粉溶液作指示剂,用0.2000mol·L-1的标准溶液反应,至恰好完全反应时消耗溶液20.00mL。测定过程中发生下列反应:,。
①计算该产品的纯度 (写出计算过程)。
②配制标准溶液,下列操作将导致测定的纯度偏高的是 (填字母)。
a.定容时俯视刻度线 b.摇匀后发现液面下降,补加蒸馏水至刻线
c.未洗涤烧杯和玻璃棒 d.容量瓶洗涤后未干燥直接进行配制
【答案】(1) 溶液 稀释防止爆炸
(2) 加热温度至略低于60℃蒸发浓缩 冷却至略高于38℃结晶 趁热过滤 用无水乙醇洗涤所得固体,控制温度低于60℃干燥。
(3) bc
【分析】三颈烧瓶中有Na2SO3溶液和NaClO3固体,通过恒压滴液漏斗加入硫酸溶液发生反应,生成ClO2气体,在冰水浴中与NaOH和H2O2反应生成NaClO2,尾气通过C装置处理。
【详解】(1)①、、的反应是氧化还原反应,氯酸钠在酸性环境下是强氧化剂,将氯酸钠和亚硫酸钠按一定比例配成混合物,即A中是NaClO3和Na2SO3溶液,滴加硫酸溶液开始反应:2++=2+2+,因此恒压滴液漏斗中是H2SO4溶液;
②ClO2浓度过高时易发生爆炸,通入N2的目的是稀释ClO2,防止浓度过高发生爆炸;
(2)①装置B在冰水浴中ClO2与NaOH和H2O2反应生成NaClO2,反应的化学方程式为:;
②NaClO2高于60℃时分解,根据图示可知,温度低于38°C容易析出NaClO2·3H2O,因此溶液中获得固体的操作是:加热温度至略低于60℃蒸发浓缩,冷却至略高于38℃结晶,趁热过滤,用无水乙醇洗涤所得固体,控制温度低于60℃干燥;
(3)①n(Na2S2O3)=cV=0.2000mol·L-1×20.00×10-3L=4.0×10-3mol;
由方程式可知:NaClO2~2I2~4Na2S2O3,n(NaClO2)=n(Na2S2O3)= 1.0×10-3mol;
ω(NaClO2)=×100%=90.5%;
②配制Na2S2O3溶液时俯视刻度线,溶液体积偏小,配制标准溶液浓度偏高,消耗的标准溶液体积偏小,造成测定结果偏低,a不符合;
摇匀后发现液面下降,补加蒸馏水至刻线,造成所配制溶液浓度偏小,滴定时消耗的标准溶液体积偏大,测定结果偏高,b符合;
未洗涤烧杯和玻璃棒,造成所配溶液中溶质减少,所配标准溶液浓度偏小,滴定时消耗的溶液体积偏大,测定结果偏高,c符合;
容量瓶洗涤后未干燥,对所配溶液的浓度无影响,测定结果准确,d不符合;
答案选bc。
11.(23-24高一上·江苏镇江·期末)用黄铁矿(主要成分为FeS2)与软锰矿(主要成分为MnO2)制备MnO并回收单质硫的流程如下。
已知:①酸浸反应时有Fe2(SO4)3和S生成,滤液1主要含有Mn2+、Fe2+、Fe3+等金属阳离子
②形成Fe(OH)3沉淀较Fe(OH)2沉淀更利于去除完全
③氧化性顺序:MnO2>Fe3+>S
④(NH4)2S等铵盐受热易分解
Ⅰ.制备MnO:MnO是一种重要的化工原料,可用Mn(OH)2在隔绝空气的条件下加热制得:Mn(OH)2MnO+H2O
(1)①酸浸:保持酸浸时的温度和稀硫酸的浓度不变,请再写出一条提高浸取率的措施: 。
②除杂步骤中,在加碱溶液前要先加适量软锰矿粉,其原因是 。
③请补充完整由滤液2(主要含有MnSO4)制取MnO的实验方案:边搅拌边向滤液2中加入1mol/L的NaOH溶液,静置后向上层消液中继续滴加1mol/L的NaOH溶液不再产生沉淀,过滤 得高纯的MnO固体。(实验中必须使用的试剂:蒸馏水,0.1mol/L的盐酸,0.1mol/L的BaCl2)
Ⅱ.回收硫单质
(2)①回收单质硫的流程中可循环利用的物质是 。
②(NH4)2S溶液浸取滤渣1时的反应为(n-1)S+S2-=,硫单质浸取率随温度变化曲线如图-1所示。温度高于30℃,硫单质浸取率下降的可能原因是 。
(3)热分解过程中也可能产生SO2气体,用FeS2/Al2O3负载型催化剂(以Al2O3为催化剂载体、FeS2为催化剂)来催化H2还原烟气中SO2制S,处理SO2的同时回收硫,反应部分机理如图-2所示。
①图-2中X的电子式为 。
②其他条件一定,改变起始时的值,反应相同时间,测得S的产率与温度和的关系如图-3所示。500℃时,的值从2变化到3,S的产率减小的原因是 。
【答案】(1) 加速搅拌(或延长酸浸时间、粉碎等) 将Fe2+氧化为Fe3+,便于生成Fe(OH)3除去(或将Fe2+氧化为Fe3+,有利于除铁等合理答案) 用蒸馏水洗涤,至向最后一次洗涤后滤液中滴加0.1mol/L盐酸和0.lmol/L的BaCl2溶液不出现沉淀。干燥,将所得固体在隔绝空气的条件下加热到400℃
(2) (NH4)2S 当温度高于30℃时,(NH4)2S受热分解,导致S2-浓度减少,单质硫的浸取率下降
(3) 的值从2到3,H2过量,H2进一步将S还原成H2S,导致硫的产率减小
【分析】为了增大反应接触面积,软锰矿和黄铁矿经粉碎研磨与硫酸混合,由于MnO2在酸性条件下具有氧化性,因此反应生成可溶性硫酸锰、硫酸铁和单质硫,过滤后,滤液用碱液处理除去铁元素后,再过滤,溶液经浓缩结晶得产品MnSO4∙H2O,滤渣与(NH4)2S混合作用后,经分解处理得另一产品S,分解的其它产物可转化为(NH4)2S循环使用,由此分析;
【详解】(1)①加速搅拌(或延长酸浸时间、粉碎等)可以提高浸取率。
②根据分析,加MnO2后将Fe2+转化为Fe3+,Fe(OH)3的Ksp小,易生成沉淀;
③用蒸馏水洗涤,至向最后一次洗涤后滤液中滴加0.1mol/L盐酸和0.lmol/L的BaCl2溶液不出现沉淀。干燥,将所得固体在隔绝空气的条件下加热到400℃。
(2)①根据分析,(NH4)2S可以循环使用。
②铵盐不稳定,受热易分解,当温度高于30℃,(NH4)2S分解,导致S2-浓度减少,单质硫的浸取率下降;
(3)
①图2中FeSx和H2反应生成M、FeSx-1和H•的化学方程式为FeSx+H2=HS•+FeSx-1+H•,HS•的电子式为;
②500℃时,n(H2)/n(SO2)比值为3时硫的产率小于比值为2时的原因n(H2)/n(SO2)比值为3时,H2过量,H2进一步将S还原成H2S,导致硫的产率减小。
试卷第1页,共3页
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专题07 离子反应和氧化还原反应
5大高频考点概览
考点01 电解质与电离
考点02 离子反应与离子反应方程式
考点03 离子反应的应用
考点04 氧化还原反应基本概念
考点05 氧化还原反应的应用
地 城
考点01
电解质与电离
1.(24-25高一上·江苏盐城八校联考·期末)下列关于电解质的说法正确的是
A.水难电离,所以水是非电解质
B.铜丝、石墨均导电,所以它们是电解质
C.NH3溶于水形成的溶液能导电,所以NH3是电解质
D.CaCO3的电离方程式:CaCO3 = Ca2+ + CO
2.(24-25高一上·江苏太仓高级中学·期末)溶液的电导率可以表示溶液的导电能力,电导率越大,溶液的导电能力越强。向的溶液中缓慢通入气体,在反应初期生成氢氧化铝、水和碳酸钠。溶液的电导率随通入气体时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.溶液的电导率大小仅与溶液中离子的浓度有关
B.b点对应溶液中溶质的主要成分为
C.a→b段发生反应的离子方程式为
D.b→c段电导率上升的原因是与和发生反应生成
3.(24-25高一上·江苏徐州·期末)下列物质属于非电解质的是
A.K2SO4 B.铜丝 C.干冰 D.醋酸
4.(24-25高一上·江苏徐州·期末)已知反应。下列说法正确的是
A.的离子结构示意图为
B.的电子式为
C.中子数为8的氮原子:
D.的电离方程式:
5.(24-25高一上·江苏天一中学·期末)反应:可用于联合制碱。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.的电子式: B.氯原子的结构示意图:
C.中子数为10的氧原子: D.电离:
6.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)侯氏制碱法的原理。下列说法正确的是
A.中子数为12的钠原子: B.H2O的电子式:
C.NH4Cl中的化学键只含离子键 D.属于电解质
7.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)下列有关用化学用语表示正确的是
A.NaClO的电子式:
B.HClO的结构式:H—Cl—O
C.原子结构示意图可以用来表示12C和14C
D.NaOH的电离方程式:NaOH=Na++O2-+H+
8.(24-25高一上·江苏徐州·期末)Ⅰ.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+、NH4+、Cl-、CO32-和SO42-。现每次取10.00mL进行实验:
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448mL(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4.30g,该固体经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33g。
(1)c(CO32-)= 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 ;
(4)写出③中固体加入足量盐酸洗涤的离子方程式 。
Ⅱ.四种物质有如下相互转化关系:
(5)若化合物A是红棕色粉末状固体,化合物B是一种既可以与强酸溶液反应又可以与强碱溶液反应的氧化物,则该反应的化学方程式为 ;
(6)若甲是活泼金属,化合物B是强碱,则该反应的离子方程式为 ;
(7)若乙是黑色固体,化合物B是优质的耐高温材料。则该反应的化学方程式为 ;
(8)若化合物A可作光导纤维材料,乙是一种重要的半导体材料。则该反应的化学方程式为 。
地 城
考点02
离子反应与离子反应方程式
1.(24-25高一·江苏苏州工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.饱和溶液中通入过量:
B.溶液中滴入少量溶液:
C.溶液中通入少量:
D.溶液中通入少量:
2.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)下列化学反应的离子方程式表示正确的是
A.使用硫化亚铁除去废水中汞离子:
B.黄铁矿与足量氧气在细菌作用下转化为强酸:
C.用除去漂白废水中的余氯:
D.向溶液中滴加足量氨水溶液出现白色沉淀:
3.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.铁粉加到溶液:
B.明矾溶于水产生胶体净水:
C.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的;
D.溶液中加入产生沉淀:
4.(24-25高一上·江苏连云港灌南高级中学·期末)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.向碳酸钠溶液中加入过量醋酸:CO+2H+=H2O+CO2↑
B.氯化铝溶液与足量氨水反应:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
C.向(溶液中加入过量氢氧化钠溶液:
D.少量金属钠投入CuSO4溶液:2Na + Cu2+ = 2Na+ + Cu
5.(24-25高一上·江苏连云港灌南高级中学·期末)室温下,通过下列实验探究一定浓度Na2CO3溶液的性质。
实验1:向溶液中滴几滴酚酞,溶液显红色:
实验2:向实验1所得溶液中缓慢滴加几滴稀盐酸,溶液红色变浅,无气体产生;
实验3:向溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
实验4:向实验3所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是
A.实验l说明Na2CO3溶液中存在OH-
B.实验2中溶液红色变浅的原因是:CO+2H+=H2O+CO2↑
C.由实验3可以推测Na2CO3与CO2没有发生反应
D.实验4中发生反应的离子方程式为:CO+Ba2+= BaCO3↓
6.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)用硫酸渣(主要成分为、)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。已知:“还原”时,发生反应;、均与不反应。下列有关说法不正确的是
A.“酸溶”时加速搅拌或适当升温均可加快酸溶反应速率
B.“过滤Ⅰ”所得滤液中存在的阳离子主要有和
C.“还原”时还原产物与氧化产物的物质的量之比为15:2
D.“氧化”时离子方程式:
7.(24-25高一·江苏徐州第三中学·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
B.将氯气通入冷的氢氧化钠溶液中:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C.铝片与氢氧化钠溶液反应:Al+2OH-=AlO2-+H2↑
D.金属铝溶于盐酸中:Al+2H+=Al3++H2↑
8.(24-25高一·江苏苏州工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1溶液:、、
B.0.1溶液:、、
C.0.1HCl溶液:、、
D.0.1溶液:、、
9.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)下列各组离子中,在溶液中能大量共存的是
A.,Cl-,Mg2+,Na+ B.Cl-,CH3COO-,K+,H+
C.OH-,,K+,Na+ D.,OH-,K+,Fe2+
10.(24-25高一上·江苏天一中学·期末)室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.某碱性无色溶液中:、、、
B.饱和氯水中:、、、
C.0.1mol/L 溶液中:、、、
D.能溶解氧化铝的溶液中:、、、
11.(24-25高一上·江苏连云港灌南高级中学·期末)某无色、澄清溶液中只可能含有①、②、③、④、⑤、⑥、⑦中的几种,且每种离子的物质的量浓度均相等。依次进行下列实验,每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤
操作
现象
(1)
向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液
溶液变红
(2)
向溶液中滴加溶液和稀盐酸
有白色沉淀生成
(3)
将(2)中所得沉淀过滤,向滤液中加入溶液和稀硝酸
有白色沉淀生成
下列结论正确的是
A.该实验无法确定溶液中是否含有③ B.溶液中肯定含有的离子是①②⑥
C.溶液中可能含有的离子是①③ D.溶液中肯定没有的离子是④⑤⑦
12.(24-25高一上·江苏盐城八校联考·期末)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的
A.强碱性溶液:Na+、Mg2+、NO、SO
B.含大量SO的澄清溶液:Mg2+、Ca2+、Cl-、NO
C.澄清透明的溶液:K+、Cu2+、SO、Cl-
D.经酸化的0.1mol/L KI溶液中:Na+、K+、ClO-、SO
13.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.强碱性溶液中:、、、
B.澄清透明的溶液中:、、、
C.含有0.1的溶液中:、、、
D.强酸性溶液中:、、、
14.(24-25高一上·江苏徐州第三中学·期末)某无色透明溶液中可能存在大量Ag+、Mg2+、Fe3+、Cu2+中的一种或几种,请填写下列空白。
(1)不用做任何实验就可以肯定溶液中不存在的离子是 。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,沉淀不消失,说明原溶液中肯定存在的离子是 ,有关反应的离子方程式为 。
(3)取(2)的滤液加过量的NaOH溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有 ,有关反应的离子方程式为 。
地 城
考点03
离子反应的应用
1.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)100mL无色溶液可能含有、、、、、、中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)。已知:铵盐与碱共热产生氨气。
下列说法错误的是
A.原溶液一定存在、和,不确定的离子是、,一定不存在、
B.沉淀1中加入氢氧化钠溶液,涉及反应的离子方程式为
C.沉淀2的成分为
D.原溶液中
2.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)下列各组离子中,能在溶液中大量共存的是
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)现有浓度各为1mol/L的FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液100mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空:
(已知:氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+)
(1)反应完毕,铁粉有剩余。反应后的溶液中一定含 阳离子。
(2)反应完毕,有铜生成,铁粉无剩余。反应后的溶液中一定含 阳离子,该阳离子在溶液中物质的量的范围是 ;反应后的溶液中可能含 阳离子。
(3)反应完毕后,无固体沉积物存在,反应后的溶液中一定含 和 阳离子。
4.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)化学实验是研究物质组成和探究物质性质的重要途径。
I.某澄清透明溶液,可能含有、、、、、等离子中的几种,且各离子物质的量浓度相等,为分析其成分,取此溶液分别进行了三个实验,其操作和有关现象如下图所示。
请回答下列问题:
(1)取100mL溶液进行实验②,经足量盐酸洗涤、干燥后,得沉淀质量为2.33g。该溶液中K+的物质的量浓度为 。
(2)根据实验现象和实验数据,可推断原溶液中一定存在的离子有 。
(3)向该溶液中加入硫酸酸化,再通入气体,发生反应使该溶液的颜色发生变化,写出该反应的离子方程式 。
II.具有强氧化性,具有还原性,某实验探究小组根据氧化还原反应的知识推测,与能发生反应。为了验证此推测结果,该小组设计并进行了如图所示实验。其中装置A用锌和稀盐酸制取氢气。
(4)实验过程中先打开 的塞子(填仪器名称),旋转活塞,使稀盐酸逐滴滴入烧瓶中发生反应,打开、,通入氢气,用小试管收集E出口的气体并检验其纯度,其目的是 ,气体纯净后,加热至逐渐熔化,反应一段时间,停止加热,充分冷却,关闭、。干燥管B和E中均放置碱石灰,但作用不完全相同,干燥管B的作用 ,干燥管E的作用 。
(5)实验过程中观察到淡黄色粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。由此可推测出与反应的化学方程式为 。
5.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图所示:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。回答下列问题:
(1)“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为 。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,生成白色的沉淀。写出发生反应的离子方程式: 。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作为电极的石墨易消耗,原因是 。
(4)冰晶石-熔体电解法仍然是目前工业生产金属铝的唯一方法。实验室利用以下装置能达到制备Al2O3的实验目的是 (填字母)。
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。
6.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)铬是一种具有战略意义的金属,它具有多种价态,单质铬熔点为1857℃。工业上以铬铁矿[主要成分是]为原料冶炼铬的流程如图所示:
(1)高温氧化时反应的化学方程式为 。
(2)操作a由两种均发生了化学反应的过程构成,其内容分别是 、铝热反应。
(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用,必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铬氧体():先向含的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁,待充分反应后再通入适量空气(氧化部分)并加入NaOH,就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。
若处理含(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗,则当铁铬氧体中时,铁铬氧体的化学式为 。
7.(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)CuCl常作有机合成工业中的催化剂。氯化亚铜是白色粉末,难溶于水、无水乙醇。潮湿的氯化亚铜在空气中能迅速被氧化呈绿色。现以粗盐水(含、、等杂质)、Cu、稀硫酸、、等为原料合成氯化亚铜的工艺如下:
(1)反应I用于提纯粗盐,加入适量HCl溶液的作用是 。
(2)反应V可制备出硫酸铜。写出其参与反应Ⅳ的离子方程式 。
(3)反应V一般不用NaClO替代,使用NaClO缺点是 。
(4)反应Ⅲ或反应Ⅳ后,过滤得到CuCl沉淀,用无水乙醇洗涤2-3次。使用无水乙醇洗涤的主要目的是 ,将洗涤后CuCl在干燥器内干燥2小时,冷却,密封即得产品。
(5)把去掉氧化膜的铝条投入到氯化亚铜的悬浊液中,并不断搅拌,试写出可能发生的反应的离子方程式 。
8.(24-25高一上·江苏天一中学(理强班)·期末)我国是世界上最早冶炼锌的国家之一,有独立的炼锌发展史。现代炼锌主要采取湿法工艺,以闪锌矿(主要成分为,还含铁等元素)、软锰矿(主要成分为)为原料联合生产锌和高纯度二氧化锰的一种流程如下:
(1)浸出:加入能促进的溶解,提高锌的浸出率,同时生成硫单质。的作用类似催化剂,“催化”过程可表示为:
ⅰ:
ⅱ:……
①写出ⅱ的离子方程式: 。
②下列实验方案可证实上述“催化”过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的溶液中加入溶液,溶液几乎无色,再加入少量,溶液变红。
b. 。
(2)除铁:已知①进入除铁工艺的溶液的pH约为3;②控制溶液pH为2.5~3.5,使铁主要以沉淀的形式除去。结合离子方程式说明,通入空气需同时补充适量的理由是 。
(3)电解:总反应(未配平):。若不考虑副反应,为了使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加哪种离子? (填“”、“”或“都不需要”)。
地 城
考点04
氧化还原反应的基本概念
1.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是
A.CuO→Cu B.→ C.→ D.→
2.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)关于反应,下列说法正确的是
A.既是氧化剂又是还原剂 B.是氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2 D.生成1mol,转移2mol电子
3.(24-25高一上·江苏天一中学·期末)CO与反应生成的历程如下(部分微粒未画出):
下列分析不正确的是
A.分子的空间结构是直线型
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的
D.CO和O生成的过程涉及了电子转移
4.(24-25高一上·江苏无锡·期末)铝热反应用于焊接钢轨,下列说法不正确的是
A.Al是还原剂 B.Fe2O3是氧化剂
C.Fe是氧化产物 D.Al2O3是氧化产物
5.(24-25高一上·江苏盐城东台·期末)氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在“碳达峰”“碳中和”的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.反应器I中化合价发生变化的元素有2种
B.反应器II中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
C.反应器III中生成时,转移电子
D.含和各的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得
6.(24-25高一上·江苏徐州·期末)用处理碱性含氰废水的反应如下:(中C元素的化合价为+2价)。下列说法正确的是
A.发生氧化反应
B.每消耗转移电子
C.中碳元素被氧化,氮元素被还原
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
7.(24-25高一上·江苏无锡·期末)K2FeO4具有强氧化性,可用于自来水的杀菌、消毒。其制备反应为:。下列说法不正确的是
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6 B.反应中铁元素失去电子,被氧化
C.每生成1 mol K2FeO4,转移3 mol电子 D.KClO发生氧化反应
8.(23-24高三上·江苏盐城·期中)是一种压电材料。以为原料,采用下列路线可制备粉状。
“焙烧”后固体产物有易溶于水的BaS和微溶于水的CaS;“沉淀”生成。下列说法正确的是
A.“焙烧”步骤中碳粉的主要作用做还原剂,将还原
B.焙烧后的产物可以直接用酸浸取
C.“酸化”步骤选用的酸可以是稀硫酸
D.“热分解”生成粉状钛酸钡,产生的
9.(24-25高一上·江苏徐州第三中学·期末)已知5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O,下列说法不正确的是( )
A.该反应中的H2SO4只体现酸性,不体现氧化性
B.1molKClO3参加反应时有5mol电子转移
C.发生氧化反应与还原反应的氯元素的质量比为5:1
D.生成标准状况下22.4LCl2,则有molKClO3被还原
10.(24-25高一·江苏苏州工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)一种二氧化硫催化氧化反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.作催化剂,为中间产物
B.过程②中发生反应的化学方程式为
C.过程③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D.过程①②③均为氧化还原反应
11.(24-25高一上·江苏昆山第二中学·期末)根据下列实验操作和现象所得出的结论或解释一定正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
向淀粉-KI溶液中通入Cl2,再通入SO2,溶液先出现蓝色,后蓝色褪去
还原性:SO2>I->Cl-
B
检验SO2气体中是否混有SO3(g):将气体通入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
混有SO3(g)
C
取少量铁与水蒸气反应后的固体于试管中,加足量稀盐酸溶解,再滴加KSCN溶液,溶液未变血红色
固体产物中不存在三价铁
D
用大理石和盐酸反应制取CO2气体,立即通入一定浓度的Na[Al(OH)4]溶液中,出现白色沉淀
元素非金属性:C>Al
A.A B.B C.C D.D
12.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)水体中过量氨氮(以NH3表示)或总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素总量)含量过高会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如图所示。下列说法错误的是
A.NaClO除去氨氮的总反应化学方程式为2NH3+3NaC1O=N2+3NaCl+3H2O
B.整个过程中发生的反应都是氧化还原反应
C.在较高温度下,氨氮去除率会降低
D.溶液的酸性增加,除氮率会上升
地 城
考点05
氧化还原反应的应用
1.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.工业上用电解法冶炼a
B.向含c的溶液中依次加入和溶液以检验c
C.d易与水反应生成e
D.可存在的转化
2.(24-25高一上·江苏南通·期末)发蓝工艺是将钢铁浸入热的碱性溶液中,在其表面形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化(假设的还原产物均为表示阿伏加德罗常数。)
下列说法中,不正确的是
A.反应①为
B.当反应②转移的电子数目为时,该反应需要消耗
C.反应③中与的物质的量之比为
D.上述工艺过程中,生成四氧化三铁薄膜的同时产生(标准状况下)
3.(24-25高一上·昆山第二中学·期末)向和的混合溶液中通入氯气至恰好完全反应,的物质的量的变化如下图所示。下列说法正确的是
A.还原性:
B.通入氯气的总量为5mol
C.若反应过程中滴入KSCN溶液,呈血红色,则
D.c点时加入过量NaOH溶液,反应后溶液中只含四种离子
4.(24-25高一上·江苏省苏州市工业园区西安交通大学苏州附属中学·期末)BrCl的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,也可以与水发生如下反应:BrCl+H2O=HCl+HBrO,下列说法正确的是( )
A.BrCl与Ca(OH)2溶液反应,产物有CaBr2、Ca(ClO)2和H2O
B.BrCl与水反应时,水既是氧化剂又是还原剂
C.BrCl与钠反应,化学方程式是2Na+BrCl=NaCl+NaBr
D.BrCl与铁反应,化学方程式是2Fe+2BrCl=FeCl2+FeBr2
5.(24-25高一上·江苏徐州第三中学·期末)下列叙述正确的是的( )
A.人工固氮的过程一定涉及到氧化还原反应
B.简单的金属阳离子只有氧化性,简单的非金属阴离子只有还原性
C.1mol钠在足量氧气中燃烧生成Na2O2,失去2mol电子
D.发生化学反应时,得电子越多的物质,氧化能力越强
6.(24-25高一上·江苏部分高中·期末)CuCl2是常见的化学试剂,某小组利用废铜屑“湿法”制备并开展相关探究。已知:CuCl2在不同温度下结晶形成的结晶水合物如表所示:
温度
15℃以下
15~25.7℃
26~42℃
42℃以上
结晶水合物
CuCl2·4H2O
CuCl2·3H2O
CuCl2·2H2O
CuCl2·H2O
(1)实验装置如上图所示,仪器a的名称为 。
(2)上述方法制备CuCl2的离子方程式为 。
(3)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,反应完全后要进行的操作是:除去其他可能的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入HCl气体,加热蒸发浓缩, ,过滤,洗涤,低温干燥。
(4)实验中,H2O2的实际用量要大于理论用量,可能因素有:
原因1: 。
原因2:生成的CuCl2催化了H2O2的分解。
(5)该小组对“原因2”进行拓展探究。为验证CuCl2对H2O2分解的催化作用,该小组向5支盛有10mL5%H2O2的试管中滴加不同溶液,实验记录如下表(忽略溶液体积的微小变化;已知一定条件下,还原产物的浓度越小,氧化剂的氧化性越强):
实验
滴加试剂
现象
Ⅰ
2滴1mol/LNaCl
无气泡产生
Ⅱ
2滴1mol/LNa2SO4
无气泡产生
Ⅲ
2滴1mol/LCuSO4
均产生气泡,且气泡速率从Ⅲ到Ⅴ依次加快
Ⅳ
2滴1mol/LCuSO4和2滴1mol/LNaCl
Ⅴ
2滴1mol/LCuSO4和4滴1mol/LNaCl
①实验Ⅳ过程中观察到有白色沉淀(经检验为CuCl)生成,反应的机理表示为
第一步:H2O2+2Cu2++2Cl-=O2↑+2CuCl+2H+;
第二步: (写离子方程式)。
②分析上述实验,下列说法正确的是 (填字母)。
A.实验Ⅰ的目的是证明仅有NaCl对H2O2分解没有催化作用
B.S对H2O2分解有显著催化作用
C.Cl-增强了Cu2+对H2O2分解的催化效果,且Cl―浓度越大催化效果越强
③写出一种H2O2的用途: 。
7.(24-25高一上·江苏南通·期末)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:
(1)写出“酸溶”时发生的氧化还原反应的离子方程式: 、。
(2)固体经灼烧后得到红棕色固体和混合气体,若,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)“还原”中使用的还原剂为,在“还原”前要对装置进行充分干燥处理,不得留有水,其原因是 (用化学方程式表示)。
(4)纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐转化为,其催化还原反应的过程如图1所示。
①从电子转移的角度,硝酸盐()转化为的过程可以描述为 。
②为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体为4.2,当时,随减小,生成率逐渐降低,结合图1和图2分析原因: 。
8.(24-25高一上·江苏无锡·期末)稳定溶液是常见的消毒剂,法制备稳定溶液的工艺流程如图所示:
已知:常温下为黄绿色气体,高浓度气体易发生爆炸,在生产、使用时需用其他气体进行稀释。随温度升高分解速率加快。
(1)①选用作还原剂,发生反应的化学方程式是 。
②该法中生成的气体不需要进行稀释,原因是 。
(2)选用作还原剂,生成两种黄绿色气体。
①这两种黄绿色气体是 (写化学式)。
②该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(3)选用作还原剂,浓度和反应温度对产率的影响分别如图2、图3所示:
①反应中的最佳浓度是 。
②温度高于60℃时,产率下降的可能原因是 。
(4)采用碘量法测定稳定溶液中浓度的步骤如下:量取5.00mL稳定溶液于250mL锥形瓶中,加入缓冲溶液(保持稳定),再加入5.00mL及0.5g固体,充分溶解,密闭避光静置5分钟,用标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,滴加1.00mL1%的淀粉溶液,继续用标准溶液滴定至恰好完全反应,消耗标准溶液100.00mL。已知:;。计算稳定溶液中浓度(以为单位),写出计算过程 。
9.(17-18高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)Ⅰ.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4 和较多的Fe3+和Cu2+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。实验室模拟该工业流程如图:
(1)检验废水中的Fe2+,实验室中用酸性KMnO4溶液检验,发生反应的离子方程式为 。
(2)加入过量物质1后,发生反应的离子方程式为 。
(3)固体2是 ,实验室为长期保存硫酸亚铁溶液往往向其溶液中加入 。
Ⅱ.工业上冶炼铝的原料是铝土矿( 主要成分是Al2O3,杂质为Fe2O3、FeO、SiO2等)。某研究小组设计的提纯Al2O3的方案如下:
(1)加入过量的NaOH溶液,过滤后的滤液中含有的溶质有 (填化学式)。
(2)加入过量NaOH溶液过滤后,若滤渣中Fe(OH)2也被氧化,写出其被氧化的化学方程式 。
(3)写出通入过量CO2生成沉淀A时反应的离子方程式为 。
10.(24-25高一上·江苏连云港·期末)是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生爆炸,常将其制备成固体以便运输和贮存,高于60℃时分解。实验装置如图所示。
(1)装置A产生。将一定量固体与溶液、溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈烧瓶中,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应。
①恒压滴液漏斗中的溶液为 。
②制备过程中持续通入空气的目的是 。
(2)装置B制备。
①生成的化学方程式为 。
②溶液在不同温度时析出的晶体情况如图所示。从溶液中获得固体的操作: (须使用的试剂:无水乙醇)。
(3)纯度测定。称取样品1.000g溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液。充分反应后滴加两滴淀粉溶液作指示剂,用0.2000mol·L-1的标准溶液反应,至恰好完全反应时消耗溶液20.00mL。测定过程中发生下列反应:,。
①计算该产品的纯度 (写出计算过程)。
②配制标准溶液,下列操作将导致测定的纯度偏高的是 (填字母)。
a.定容时俯视刻度线 b.摇匀后发现液面下降,补加蒸馏水至刻线
c.未洗涤烧杯和玻璃棒 d.容量瓶洗涤后未干燥直接进行配制
11.(23-24高一上·江苏镇江·期末)用黄铁矿(主要成分为FeS2)与软锰矿(主要成分为MnO2)制备MnO并回收单质硫的流程如下。
已知:①酸浸反应时有Fe2(SO4)3和S生成,滤液1主要含有Mn2+、Fe2+、Fe3+等金属阳离子
②形成Fe(OH)3沉淀较Fe(OH)2沉淀更利于去除完全
③氧化性顺序:MnO2>Fe3+>S
④(NH4)2S等铵盐受热易分解
Ⅰ.制备MnO:MnO是一种重要的化工原料,可用Mn(OH)2在隔绝空气的条件下加热制得:Mn(OH)2MnO+H2O
(1)①酸浸:保持酸浸时的温度和稀硫酸的浓度不变,请再写出一条提高浸取率的措施: 。
②除杂步骤中,在加碱溶液前要先加适量软锰矿粉,其原因是 。
③请补充完整由滤液2(主要含有MnSO4)制取MnO的实验方案:边搅拌边向滤液2中加入1mol/L的NaOH溶液,静置后向上层消液中继续滴加1mol/L的NaOH溶液不再产生沉淀,过滤 得高纯的MnO固体。(实验中必须使用的试剂:蒸馏水,0.1mol/L的盐酸,0.1mol/L的BaCl2)
Ⅱ.回收硫单质
(2)①回收单质硫的流程中可循环利用的物质是 。
②(NH4)2S溶液浸取滤渣1时的反应为(n-1)S+S2-=,硫单质浸取率随温度变化曲线如图-1所示。温度高于30℃,硫单质浸取率下降的可能原因是 。
(3)热分解过程中也可能产生SO2气体,用FeS2/Al2O3负载型催化剂(以Al2O3为催化剂载体、FeS2为催化剂)来催化H2还原烟气中SO2制S,处理SO2的同时回收硫,反应部分机理如图-2所示。
①图-2中X的电子式为 。
②其他条件一定,改变起始时的值,反应相同时间,测得S的产率与温度和的关系如图-3所示。500℃时,的值从2变化到3,S的产率减小的原因是 。
试卷第1页,共3页
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