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            离子反应与氧化还原反应的综合应用


            专题强化训练(一)
            离子反应与氧化还原反应的综合应用 (45 分钟 100 分) 一、选择题(本题包括 7 小题,每题 6 分,共 42 分) 1.常温下,下列各组离子在 pH=0 的溶液中不能大量共存,且与氧化还原反应无 关的是( ) B.Ba2+、Cu2+、S D.N 、Br-

            A.Na+、S2-、Br-、S C.K+、Fe2+、I-、Mn

            、K+、HS-、ClO-

            【解析】选 B。pH=0 的溶液呈酸性,溶液中含有大量 H+。A 项,H+能与 S2-、S 反应生成弱电解质,酸性条件下 S2-与 S 与S 发生氧化还原反应生成 S;B 项,Ba2+ 能氧化

            生成 BaSO4 沉淀,与氧化还原反应无关;C 项,酸性条件下 Mn

            Fe2+、 I-; D 项, 酸性条件下 HS-与 H+不能大量共存, HS-与 ClO-发生氧化还原反应。 2. 水 热 法 制 备 纳 米 颗 粒 Y( 化 合 物 ) 的 反 应 为 3Fe2++2S2 Y+S4 A.a=4 B.Y 的化学式为 Fe2O3 C.S2 是还原剂 +2H2O,下列有关说法不正确的是( ) +O2+aOH-

            D.每 32 g O2 参加反应,转移电子的物质的量为 4 mol 【解析】选 B。Y 为化合物,由电荷守恒知,a=4,A 项正确;由 2S2 →S4 ,

            失去 2 mol 电子,O2→2O2-,得到 4 mol 电子,说明只有 2Fe2+→2Fe3+,失去 2 mol 电子,再由原子守恒知,Y 为四氧化三铁,B 项错误;在反应中 S2 中硫元素

            的化合价升高,C 项正确;1 mol 氧气参加反应转移 4 mol 电子,D 项正确。
            -1-

            3.下列化学反应的离子方程式正确的是( A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+ B.醋酸与 NaHCO3 溶液反应:H++HC

            ) Fe2++2H2O

            CO2↑+ H2O Fe2++I2 2Al +3H2↑

            C.向 KI 溶液中加入 FeCl3 溶液:Fe3++2ID.将铝片加入烧碱溶液中:2Al+2OH-+2H2O

            【解析】选 D。硝酸具有强氧化性可以把 Fe2+氧化为 Fe3+,A 错误;醋酸为弱酸 不能拆成离子形式,B 错误;C 项电荷不守恒。 4.(2015·资阳模拟)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.加入 Mg 能放出 H2 的溶液:Na+、Al3+、Cl-、S B.常温下,c(H+)/c(OH-)=1010 的溶液:Fe2+、K+、N C.新制饱和氯水中:Na+、Al3+、S D.使甲基橙呈红色的溶液:N 、S 、HC 、S )

            、Na+、Al

            【解析】选 A。A 中溶液呈酸性,离子能共存;B 中溶液呈酸性,Fe2+被 HNO3 氧化, 而不能大量共存;C 中氯水能氧化还原性的 S 酸性,Al 、HC 与 H+均不能大量共存。 而不能大量共存;D 中溶液呈

            【加固训练】 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( A.c(OH-)/c(H+)=10-12 的溶液中:N 、Cu2+、N 、Cl)

            B.通入过量 SO2 气体的溶液中:Fe3+、N

            、Ba2+、H+

            C.(NH4)2Fe(SO4)2 溶液中:Ba2+、K+、OH-、BrD.c(I-)=0.1 mol·L-1 的溶液中:Na+、Fe3+、ClO-、S
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            【解析】 选 A。 A 项溶液呈酸性, 离子能共存; B 中 SO2 与 N 然后和 Ba2+结合生成沉淀;C 中 OH-与 N

            、 H+反应生成 S

            , 不

            、Fe2+均不能大量共存,Ba2+与 S

            能共存;D 中 Fe3+能氧化 I-而不能大量共存。 5.向含 Fe3+、H+、N 的混合液中加入少量 S ) +2H+ ,充分反应后,下列表示该反

            应的离子方程式正确的是( A.2Fe3++S B.2H++S C.2H++2N D.2Fe3++3S +H2O 2Fe2++S

            H2O+SO2↑ +3S +3H2O 3S +2NO↑+H2O

            2Fe(OH)3↓+3SO2↑

            【解析】选 C。此题看上去似乎 4 个选项都可能发生,但我们知道氧化还原反应 优先于非氧化还原反应,因此 B、D 不正确,那么 S H++N 是先与 Fe3+反应还是先与

            反应呢?可以用“假设法”进行判断。如果先与 Fe3+反应,则生成的 Fe2+ 反应,所以应先与 H++N 反应,故应选 C。

            又会与 H++N

            6.已知 Co2O3 在酸性溶液中易被还原成 Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2 的氧化性依次 减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( A.3Cl2+6FeI2 B.Cl2+FeI2 C.Co2O3+6HCl D.2Fe3++2I2FeCl3+4FeI3 FeCl2+I2 2CoCl2+Cl2↑+3H2O 2Fe2++I2 )

            【解析】选 A。根据氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还 原剂>还原产物,可判断氧化性 B 中 Cl2>I2;C 中 Co2O3>Cl2;D 中 Fe3+>I2,这些结 论与题给信息一致。对于 A,由于 I-的还原性强于 Fe2+,所以 Cl2 应先氧化 I-,
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            而不是先氧化 Fe2+。 【方法规律】氧化还原反应能否发生的判断方法 已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系,判断某一氧化还原反应能否发生时 可采用假设法。 (1)先假设反应成立。 (2)然后根据氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物规律,列出 假设反应中的上述关系。 (3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则 不成立。 7.下列离子方程式书写正确且属于氧化还原反应的是( A.向 NaHCO3 溶液中加入足量的 Ba(OH)2 溶液:HC B.向亚硫酸钠溶液中滴入少量新制的氯水: 3S C.电解 KBr 溶液时阴极的电极反应式为 2H2O-4eD.将 Fe2O3 固体投入少量 HI 溶液中:Fe2O3+6H++6I) BaCO3↓+H2O S +2Cl-+2HS

            +Ba2++OH+Cl2+H2O O2↑+4H+

            2Fe2++3I2+3H2O

            【解析】选 B。A 项,离子方程式本身正确但不属于氧化还原反应;C 项,阴极 应是溶液中的阳离子放电,电极反应式为 2H++2eH2↑;D 项,电荷不守恒。

            【易错提醒】本题易忽视题干要求“属于氧化还原反应” ,仅根据离子方程式本 身正确错选 A;易只关注氧化还原反应及反应产物而忽视电荷守恒导致错选 D。

            二、非选择题(本题包括 4 小题,共 58 分) 8.(15 分)(2015·广州模拟)(1)含氯消毒剂可防甲型 H1N1 流感。二氧化氯是国 际上公认的第四代高效、 无毒的广谱消毒剂, 它可由 KClO3 在 H2SO4 存在下与 Na2SO3
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            反应制得。请写出反应的离子方程式_________________________________。 (2)某无色溶液只含有下列 8 种离子中的某几种:Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、 HC 、N 。已知该溶液可与 Al2O3 反应,则:

            ①该溶液与 Al2O3 反应后有 Al3+生成,则原溶液中一定含有________,一定不会 含有大量的________。 ②该溶液与 Al2O3 反应后有 Al 有大量的________。 ③写出该溶液与 Al2O3 反应生成 Al 的离子方程式:___________________。 被氧化成 S 。(2)①该 一 生成,则原溶液中一定含有________,可能含

            【解析】(1)KClO3 在 H2SO4 存在下与 Na2SO3 反应,S

            溶液与 Al2O3 反应后有 Al3+生成,说明该溶液显酸性,一定含有 H+,OH-、HC 定不会大量存在。②该溶液与 Al2O3 反应后有 Al H+、Mg2+、Ag+、HC

            生成,说明该溶液显碱性,

            与 OH-不能大量共存,根据电荷守恒,溶液中必定要含有一 。

            种阳离子即 Na+,故溶液中一定含有 OH-、Na+,可能含有 Cl-、N 答案:(1)2Cl +S +2H+ 2ClO2↑+S +H2O

            (2)①H+ OH-、HC ②OH-、Na+ Cl-、N ③Al2O3+2OH2Al +H2O

            9.(15 分)含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重。某校环保小组的 同学认为可以用金属铝将水中的 N 还原成 N2,从而消除氮污染。

            (1)配平以下有关的离子反应方程式: □N +□Al+□H2O □N2↑+□Al(OH)3+□OH-

            (2)以上反应中失电子的物质是________,还原产物是________,每生成 1 mol
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            还原产物,将有________mol 电子发生转移。 (3)现需除去 1 m3 含氮 0.3 mol 的废水中的 N (设氮元素都以 N 的形式存在),

            则至少需要消耗金属铝的物质的量为________。 【解析】(1)用化合价升降法配平。在该反应中,氧化剂(2 降低的总数为 10;还原剂[ → → ),化合价

            (OH)3],化合价升高的总数为 3。由此先确定

            氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物的化学计量数。由电荷守恒确定 OH-的化 学计量数,最后用观察法配平其他物质。 (2)在该反应中,失电子的物质是 Al,还原产物是 N2。生成 1 mol N2 时,转移电 子的物质的量是 1 mol×2×(5-0)=10 mol。 (3)设需要铝的物质的量为 x,由得失电子守恒可知: 0.3 mol×(5-0)=3x,解得 x=0.5 mol。 答案:(1)6 10 18 3 10 6 (2)Al N2 10 (3)0.5 mol 【方法规律】氧化还原方程式的配平基本技能 (1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物 着手配平。 (2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解反应、歧化反应)一般从右边着 手配平。 (3)缺项配平法:先使得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电 荷,一般加 H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加 OH-,生成物 一边加水。然后进行两边电荷数配平。 10.(12 分)(1)将 Cu 投入装有足量某溶液的试管中,Cu 不溶解;再滴加稀硫酸,
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            Cu 逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,则溶液中一定含有的离子是 ______(填离子符号),有关反应的离子方程式为_________________________。 (2)已知用铝粉可以除去某废水中的一种阴离子(X)。若控制溶液的 pH 为 10.7 左右,再加入铝粉,除去 X 离子的同时产生氨气和氮气,且体积比为 1∶4,写 出上述反应的离子方程式并配平(X 用具体的离子符号表示):______________。 该反应的还原产物是______。若除去 0.2 mol X 离子,要消耗铝________g。 (3)酸性 KMnO4 溶液是实验室常用的强氧化剂之一。 向 FeSO4 溶液中滴入几滴酸性 KMnO4 溶液振荡,KMnO4 溶液褪色,请将反应的离子方程式补充完整: 1Mn +□Fe2++□______ 1Mn2++□Fe3++□________。 ;管口有红棕色气 3Cu2++

            【解析】(1)红棕色气体是二氧化氮,则溶液中一定含有 N

            体,说明开始产生的是 NO,所以反应的离子方程式为 3Cu+8H++2N 2NO↑+4H2O。 (2)根据题中信息可知,阴离子 X 应为 N

            ,再根据产生氨气和氮气的体积比为

            1∶4 和化合价升降总数相等配平即可,根据配平的离子方程式计算消耗的铝的 质量。 (3)由氧化还原反应中得失电子守恒可知 Mn 然后观察配平,得 Mn 答案:(1)N (2)16Al + 9N NH3、N2 9.6 (3)5 8 H+ 5 4 H 2O +5Fe2++8H+ 和 Fe2+的化学计量数之比为 1∶5,

            Mn2++5Fe3++4H2O。

            3Cu+8H++2N + 7OH16Al

            3Cu2++2NO↑+4H2O +NH3↑+ 4N2↑+2H2O

            11.(16 分)(2015· 济南模拟)为鼓励发展新能源汽车, 国家出台了多项优惠政策。
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            新能源不断被应用到现代的汽车中,高铁电池技术就是科研机构着力研究的一 个方向。 (1)高铁酸钾-锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池,则该种电池负极材料 是________。 (2)工业上常采用 NaClO 氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4), K2FeO4 在碱性环境中稳定, 在中性和酸性条件下不稳定。反应原理为 Ⅰ.在碱性条件下,利用 NaClO 氧化 Fe(NO3)3 制得 Na2FeO4: 3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH 2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O

            Ⅱ.Na2FeO4 与 KOH 反应生成 K2FeO4: Na2FeO4+2KOH K2FeO4↓+2NaOH

            主要的生产流程如下:

            写出反应①的离子方程式________________________________。 (3)已知 K2FeO4 在水溶液中可以发生: ________Fe +________H2O ______Fe(OH)3↓+________OH-+________O2↑, 配平上述方程式。K2FeO4 在水处理中的作用是________________________。
            -8-

            (4)Fe

            在水溶液中的存在形态如图所示:

            ①若向 pH=10 的这种溶液中加硫酸至 pH=2,HFe ________。

            的分布分数的变化情况是

            ②若向 pH=6 的这种溶液中滴加 KOH 溶液, 则溶液中含铁元素的微粒中, ________ 转化为________(填化学式)。 【解析】(1)负极失去电子,应为 Zn。 (2)Cl2 和 NaOH 反应生成 NaCl、NaClO 和 H2O。 (3) +H2O (OH)3↓+OH-+ ↑。

            采用倒配法:氧化合价降低 4,铁化合价升高 3,Fe(OH)3 化学计量数为 4,O2 化 学计量数为 3,根据电荷守恒、元素守恒再配其他物质的化学计量数。 (4)根据图变化判断即可。 答案:(1)Zn (2)Cl2+2OHCl-+ClO-+H2O

            (3)4 10 4 8 3 作净水剂和消毒剂 (4)①先增大后减小 ②HFe Fe

            -9-


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