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            离子反应与氧化还原反应


            2015 年高三化学二轮专题复习学案 专题三 【知识回扣】 知识网络 自己用不同形式总结书写离子化学方程式的注意事项,离子共存中常见误区。 自己总结书写氧化还原反应的常见方法。 要点扫描 一、 完成下列常见离子化学方程式: 1.小苏打溶液和醋酸溶液反应: 2.碳酸钙和醋酸: 3.用碳酸钠吸收少量二氧化硫: 4.用氨水吸收少量二氧化硫: 5.用氨水吸收足量二氧化硫: 6.三氯化铁溶液中加入足量氨水: 7.过量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中: 8.硫酸铝溶液与偏铝酸钠溶液反应: 9.偏铝酸钠溶液中加入过量盐酸: 10.次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳: 11.碳酸氢钙溶液中加入过量氢氧化钠溶液: 12.澄清石灰水与过量小苏打溶液反应: 13.等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液反应: 14.铝遇氢氧化钠溶液反应: 15.将氯气通入溴化亚铁溶液中二者按 1:1 物质的量反应: 16.用 FeCl3 溶液腐蚀电路板: 离子反应和氧化还原反应

            17.硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合: 18.硅与氢氧化钠溶液反应: 19.硫酸氢钾与氢氧化钡反应,溶液显中性: 20.苯酚钠与二氧化碳反应: 二、离子共存中需要注意的几个问题 1.NO3—只有在酸性条件下才具有强氧化性,ClO—具有强氧化性。 2.能发生彻底水解的阳离子和阴离子在溶液中不能大量共存。如 Al3+与 CO32—、 HCO3—、HS—、S2—、AlO2—、ClO—等不能大量共存。 3.注意离子共存题目的附加条件 (1)无色透明溶液与澄清溶液的区别。 (2)由水电离的氢离子、氢氧根离子浓度与溶液中氢离子、氢氧根离子浓度的区 别。 (3)与 Al 反应生成 H2 的溶液。 (4)使指示剂呈现某种颜色 (5)如“一定”、“可能”等。解题时可采用淘汰法。 三、离子检验、推断过程中需要注意的问题 1.在进行离子推断时,应注意的答题模式是:操作→现象→结论。 2.注意检验实验是连续实验还是并列实验,若为连续实验,应注意前面加入试剂对 后面实验的影响。 四、氧化还原反应计算的核心是得失电子守恒,这是氧化还原反应计算列等式的 依据。在涉及被氧化(或被还原)的计算时,还应注意参加反应的物质的量与被氧化 (或被还原)的关系。在答题过程中遇到有关氧化还原反应计算时,先优考虑电子守 恒。 【热点透视】

            【典例 1】下列反应的离子方程式正确的是( A.苯酚与碳酸钠溶液的反应

            )

            B.等体积、等浓度的 Ca(HCO3)2 溶液和 NaOH 溶液混合 Ca2++2HCO3—+2OH—=CaCO3↓+CO32—+2H2O C.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液 Fe2++H++H2O2→Fe3++H2O D.向 Fe(OH)2 中加入足量稀硝酸:Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O 【典例 2】下列离子组一定能大量共存的是( A.甲基橙呈黄色的溶液中:I—、Cl—、NO3—、Na+ B.石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、AlO2—、NO3—、HCO3— C.含大量 Al3+的溶液中:K+、Na+、NO3—、ClO— D.含大量 OH 一的溶液中:CO32—、Cl—、F—、K+ 【典例 3】某含铬 Cr2O72- 废水用硫酸亚铁铵[FeSO4· (NH4)2 SO4· 6H2O]处理, 反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到 n molFeO· FeyCrxO3 。不考 虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是( A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 n(2—x)mol nx B.处理废水中 Cr2O72- 的物质的量为 2 mol C.反应中发生转移的电子的物质的量为 3nx mol D.在 FeO· FeyCrxO3 中 3x=y 【典例 3】赤铜矿的主要成分是 Cu2O,辉铜矿的主要成分是 Cu2S,将赤铜矿和辉 铜矿混合加热有以下反应: 2Cu2O+Cu2S 是( ) B. Cu2S 在反应中既是氧化剂,又是还原剂 6Cu+SO2↑, 下列关于该反应的说法中正确的 ) )

            A.该反应中的氧化剂是 Cu2O

            C.Cu 既是氧化产物,又是还原产物 为 0.6mol

            D.每生成 19.2gCu,转移电子的物质的量

            【典例 4】下列是某同学对相应反应的离子方程式所作的评价,其中评价合理的是 ( 编 化学反应 号 错误,碳酸 碳酸钙与醋 A 酸 Ca2++2CH3COOH=H2O+CO2↑+2CH3COO— 钙是弱电解 质,不应写 成离子形式 碳酸钠溶液 B 中滴加过量 的盐酸 错误,不满 石灰水中滴 C 加少量 KHCO3 溶液 硫酸氢钠溶 液与足量氢 D 氧化钡溶液 混合 【直击高考】 1.在溶液中能大量共存的一组离子或分子是( A.NH4+、H+、NO3—、HCO3— ) Ba2++SO42—+2H++2OH—=BaSO4↓+2H2O 正确 Ca2++HCO3—+OH—=CaCO3↓+H2O 足 Ca(OH)2 的配比 CO32—+2H+= H2O+CO2↑ 正确 离子方程式 评价 )

            B.K+ 、Al3+、SO42—、NH3· H2O

            C.Na+、K+、SO32—、Cl2

            D.Na+ 、CH3COO—、CO32—、OH—

            2.下列各组离子,在溶液中能大量共存、加入 NaOH 溶液后加热既有气体放出又有 沉淀生成的一组是( ) B. Ca2+、HCO3—、NH4+、AlO2— D. Mg2+ 、NH4+、SO42—、K+ )

            A.Ba2+ 、NH4+、NO3—、Cl— C. Ba2+ 、K+、HSO3—、Cl—

            3.下列离子方程式与所述事实相符且正确的是(

            A.漂白粉溶液在空气中失效:ClO— +CO2+H2O=HClO+HCO3— B.用浓盐酸与 MnO2 反应制取少量氯气:MnO2+4H++2Cl— 2H2O+Cl2↑+Mn2+

            — C.向 NaAlO2 溶液中通入少量 CO2 制 Al (OH) AlO2—+CO2+2H2O=Al (OH) 3: 3↓+HCO3

            D.在强碱溶液中次氯酸钠与 Fe(OH)3 反应生成 Na2FeO4: 3ClO—+2Fe(OH)3=2FeO42—+3Cl—+H2O+4H+ 4. 往 FeCl3 和 BaCl2 的混合溶液中通入 SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时 产生白色沉淀。下列有关说法中不正确的是 A.白色沉淀为 BaSO4 C.此实验表明 SO2 有漂白性 ( )

            B.反应后溶液的 pH 减小 D.此实验中 Fe3+表现出氧化性

            5. 将 0.03molCl2 缓缓通入含有 0.02molH2SO4 和 0.02molHBr 的溶液中, 在此过程中, 溶液中的 c(H+)与 Cl2 的用量的关系示意图正确的是(
            c H

            )
            c H+ /mol L_1
            ( )

            ( )

            ( )

            +

            /mol L

            _1

            c H+ /mol L_1

            c H+ /mol L_1

            ( )

            (

            (

            (

            A

            )

            B

            )

            C

            )

            0.02 0.04

            n Cl2 /mol

            0.02 0.04 n Cl2 /mol

            0.02 0.04 n Cl2 /mol

            0.02 0.04 n Cl2 /mol
            ( )

            D
            c(C1? ) c(C1O? )

            6.已知:将 Cl2 通人适量 KOH 溶液,产物中可能有 KC1、KClO、KC1O3,且 的值与温度高低有关。当 n(KOH)=amol 时,下列有关说法错误的是

            A.若某温度下,反应后 B.

            1 c(C1? ) c(C1? ) 11 ,则溶液中 ? = ? = 2 c(C1O ) c(C1O ) 1 2

            参加反应的氯气的物质的量等于 amol

            5 1 C.改变温度,反应中转移电子的物质的量 ne 的范围: amol≤ne≤ 6 amol 2

            D.改变温度,产物中 KC1O3 的最大理论产量为 amol 7.含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管 中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为 1.50 mg,则 A.被氧化的砒霜为 1.98 mg C.和砒霜反应的锌为 3.90 mg B.分解产生的氢气为 0.672 mL D.转移的电子总数为 6×10-3NA

            1 7

            8.现有 A、B、C、D、E 五种强电解质,它们在水中可电离出下列离子(各种离子不重 复) 阳 离 子 阴 离 子 已知: ①A、B 两溶液呈碱性;C、D、E 溶液呈酸性。 ②A 溶液与 E 溶液反应既有气体生成,又有沉淀生成;A 溶液与 C 溶液反应只生成 气体(沉淀包括微溶物,下同) 。 ③D 溶液与另外四种溶液反应都能生成沉淀;C 只能与 D 反应产生沉淀。 试回答下列为题: (1)写出化学式:A ;B ;C 。 OH—、 Cl—、 SO42—、 NO3—、 CO32— Na+、 H+、 Al3+、 Ba2+、 Ag+、

            ( 2 ) E 示) :

            溶 液 呈 酸 性 的 原 因 是 ( 用 离 子 方 程 式 表 。

            (3)将 C 溶液逐滴加入等体积、等物质的量浓度的 A 溶液中,反应后溶液中各离 子浓度由大到小的顺序为 。

            (4)在 100mL0.1mol· L—1E 溶液中,逐滴加入 35mL 2mol· L—1NaOH 溶液,最终得到 沉淀物质的量为 。

            9.氧化还原反应实际包括氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式: NO3—+4H++3e—=NO↑+2H2O。KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3 四种物质中的一 种物质(甲)能使上述还原过程发生。 (1)写出该氧化还原反应的化学方程式 (2)反应中硝酸体现了 、 。 mol。 。

            (3)反应中若产生标准状况下 11.2L 气体,则转移电子的物质的量为

            (4)现称取含有杂质的甲样品(杂质与酸不反应)5.4g,恰好和 100mL1.4 moL· L—1 的硝酸溶液完全反应,则该样品的纯度为 。

            (5)若有 1mol 甲与某浓度的硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因 是 。 10.某强碱溶液中可能含有 K+、NH4+、Al3+、AlO2—、SO42—、SiO32—、CO32—、Cl—中的 某几种离子,现进行如下实验: a.取少量的溶液用硝酸酸化后,加 Ba(NO3)2 溶液,无沉淀生成。 b.另取少量溶液逐滴滴加盐酸,其现象是:开始无沉淀,一段时间后开始产生沉淀 并逐渐增多,沉淀量基本不变后产生一种气体,最后沉淀逐渐减少至消失。 (1) 原溶液中一定存在的离子是 ; 肯定不存在的离子是 。

            (2)已知向一定量的原溶液中加入 5mL0.2 moL· L—1 盐酸时,沉淀会完全消失,再 加足量的硝酸银溶液可得到沉淀 0.187g,则原溶液中是否含有 Cl—? 。

            (3)按照反应顺序逐步写出实验 b 中发生反应的离子方程式: ① ② ③ ④ ⑤ ; ; ; ; ;

            11.(12 分) 实验室可由软锰矿(主要成分为 MnO2)制备 KMnO4,方法如下:软锰矿 与过量固体 KOH 和 KClO3 在高温下反应, 生成锰酸钾(K2MnO4)和 KCl; 用水溶解, 滤去残渣,滤液酸化后,K2MnO4 转变为 MnO2 和 KMnO4;滤去 MnO2 沉淀,浓缩 滤液,结晶得到深紫色的针状 KMnO4 请回答: (1)软锰矿制备 K2MnO4 的化学方程式是 (2)K2MnO4 制备 KMnO4 的离子方程式是 (3)配平氧化还原反应方程式: __ C2O42-+__MnO4-+__H+=__CO2+__Mn2++__H2O (4) 称取 6.0 g 含 H2C2O4· 2H2O、 KHC2O4 和 K2SO4 的试样, 加水溶解, 配成 250mL 溶液。量取两份此溶液各 25.00 mL,分别置于两个锥形瓶中。 ①第一份溶液中加入酚酞试液,滴加 0.25 mol· L-1NaOH 溶液至 20.00 mL 时,溶 液由无色变为浅红色。该溶液被中和的 H+的物质的量为___mol。 ②第二份溶液中滴加 0.10 mol· L-1 的酸性高锰酸钾溶液至 16.00 mL 时反应完全, 此时溶液颜色由__变为__。该溶液中还原剂的物质的量为___mol。 ③原试样中 H2C2O4· 2H2O 的质量分数为_____。 实验探究:某研究性学习小组在网上收集到如下信息:硫化钠,俗称臭碱,是一种强 还原剂,在工业上用途广泛。他们对硫化钠与次氯酸钠的反应进行探究。 【实验】 。 。

            在次氯酸钠溶液中加入硫化钠溶液,发现溶液始终澄清。 (1)下列有关硫化钠的说法正确的是 a. 硫化钠溶液不宜久置,应现用现配 b. 硫化钠溶液中通入 SO2 有淡黄色浑浊,可证明 SO2 有氧化性 c. 硫化钠在空气中潮解并不断放出 H2S 气体,说明酸性:H2CO3>H2S d. 配制硫化钠溶液时加入少量氢氧化钾 e. 向硫化钠溶液中滴加稀硝酸有臭鸡蛋气味的气体生成 【提出假设】 (2)反应后的溶液中肯定存在 Cl-、SO42-和 OH-,为探究溶液中可能还存在的其他阴 离子(不考虑离子水解及空气中 CO2 的影响) ,该学习小组提出如下假设: 假设 1:只还存在 S2- 假设 2:只还存在 ClO- 假设 3: 【设计实验方案,验证假设】 (3)请写出实验步骤以及预期现象和结论。 限选实验试剂:1 mol? L-1 的 CuSO4 溶液、1 mol? L-1NaOH 溶液、淀粉-KI 溶液、紫色 石蕊试液、酚酞试液。 实验步骤 步骤 1:取少许反应后溶液于试管中,滴加 若 立。 若 步 骤 :2 : 另 取 少 许 反 应 后 溶 液 于 试 管 中 , 滴 立。 加 若 , , 则假设 成 预期现象和结论 , 则假设 成 。

            则假设 3 成立。

            【思考与交流】 (4)实验时某同学发现所用硫化钠溶液呈黄色,联想到工业盐酸呈黄色的原因,该同 学认为所用硫化钠溶液中混有少量 FeCl3。你是否同意该同学的的观点 意”或“不同意”) ,请简述理由: 答案与解析:(1)a b c(3 分) (2)既不存在 S2- 也不存在 ClO- (1 分) (3)每空 1 分,其他合理答案也可,步骤 1 和步骤 2 可以对调。 实验步骤 预期现象和结论 溶液中出现黑色沉淀 步骤 1: 1 mol/L 的 CuSO4 溶液 则假设 1 成立。 若 溶液变蓝 步 骤 :2 : 液 不变蓝色 , 则假设 3 成立。 1-2 滴 淀 粉 KI 溶 若 步骤 1 中没有出现黑色沉淀,步骤 2 中溶液 , , 。 (填“同

            则假设 2 成立。

            (4)不同意, (1 分) 因为硫化钠具有强还原性,氯化铁具有强氧化性,二者发生氧 化还原反应不能共存。 (2 分) 【解析】 试题分析: (1) a. 氧气可以氧化硫离子为硫单质, 硫化钠溶液不宜久置, 应现用现配, 故 a 正确;b.硫化钠溶液中通入 SO2 有淡黄色浑浊,生成 S 单质,SO2 中 S 元素化合 价降低,SO2 体现氧化性,故 b 正确;c.空气中潮解并不断放出 H2S 气体,潮湿的空

            气中含有碳酸,说明酸性:H2CO3>H2S,故 c 正确;d.加入 KOH 溶液,引入钾离子, 应加入 NaOH,故 d 错误;e.硝酸具有强氧化性,硫化钠具有强还原性,二者发生氧 化还原反应,不能生成硫化氢,故 e 错误。 (2)S2-、ClO-不能共存,根据假设 1、假设 2 可知,可能既不存在 S2- 也不存在 ClO-。 (3)步骤 1:取少许反应后溶液于试管中,滴加 1mol/L 的 CuSO4 溶液,若溶液中出现 黑色沉淀,则假设 1 成立;步骤:2:另取少许反应后溶液于试管中,滴加 1-2 滴淀粉 KI 溶液,若溶液变蓝,则假设 2 成立;若步骤 1 中没有出现黑色沉淀,步骤 2 中溶液 不变蓝色,则假设 3 成立。 (4)不同意,硫化钠具有强还原性,氯化铁具有强氧化性,二者发生氧化还原反应不 能共存。 考点:本题考查探究实验方案与设计、离子检验。 练习:1、写出在酸性条件下 KMNO4 和 SO2 反应生成 MnSO4 的离子方程式:

            答案:5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2+ +5SO42- +4H+ 解读:注意酸、碱性条件下的离子的灵活处理。 2、在室温下,向 Cu(IO3)2 饱和溶液中加入足量的经稀硫酸酸化的 KI 溶液,产生 CuI 沉淀,溶液由蓝色变为棕黄色,反应前加入淀粉溶液不变蓝,反应后加入淀粉溶液 变为蓝色. (1)该反应中氧化剂是 (2)该反应的还原产物是 ; ; mol;

            (3)1mol 氧化剂在反应中得到电子的物质的量为

            (4)某反应体系中有物质:Bi2(SO4)3、NaMnO4、H2O、MnSO4、NaBiO3、Na2SO4、 H2SO4.请将 NaBiO3 之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,配平化学计量数,并 在氧化剂与还原剂之间标出电子转移的方向和数目.

            解答:解: (1)向 Cu(IO3)2 饱和溶液中加入足量的经稀硫酸酸化的 KI 溶液,产生 CuI
            沉淀,溶液由蓝色变为棕黄色,反应前加入淀粉溶液不变蓝,反应后加入淀粉溶液变 为蓝色, 则反应过程中有碘生成, 同时说明铜离子、 碘酸根离子得电子发生还原反应, 则 Cu(IO3)2 作氧化剂,碘化钾中碘离子失电子作还原剂, 故答案为:Cu(IO3)2; (2)该反应中 Cu(IO3)2 得电子生成 CuI、I2,所以还原产物是 CuI、I2, 故答案为:CuI、I2; (3) 根据氧化剂和转移电子之间的关系式得转移电子的物质的量=1mol×( [ 2-1) + (5-0) ×2]=11mol, 故答案为:11mol; (4)该反应中 NaBiO3 是反应物,根据 Bi 元素守恒,Bi2(SO4)3 是生成物,Bi 元素由 反应物到生成物,化合价降低,所以 NaBiO3 是氧化剂;NaMnO4 中锰元素的化合价是+7 价,MnSO4 中锰元素的化合价是+2 价,要选取还原剂,只能是化合价由低变高,所以 MnSO4 作还原剂,NaMnO4 是氧化产物;再根据元素守恒,反应物中还有硫酸,产物中 还有 Na2SO4 和 H2O; 该反应中,NaBiO3 是氧化剂,MnSO4 作还原剂;MnSO4→NaMnO4,锰元素由+2 价→+7 价,一个 MnSO4 失去 5 个电子;NaBiO3→Bi2(SO4)3,Bi 元素由+5 价→+3 价,生成一 个 Bi2(SO4)3,需得 4 个电子,所以其得失电子的最小公倍数为 20,则其化学反应方 程式为 10NaBiO3+4MnSO4+14H2SO4=5Bi2(SO4)3+4NaMnO4+3Na2SO4+14H2O . 故答案为:10NaBiO3+4MnSO4+14H2SO4=5Bi2(SO4)3+4NaMnO4+3Na2SO4+14H2O;

            . 解读:本题可延伸为让学生写出

            Cu(IO3)2 与 HI 反应的离子化学方程式,

            从而对照得出通过方程式得出答案与通过分析氧化还原反应实质得 出电子转移数目答案的取舍。并且可以训练该反应方程式的书写技 巧。


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