天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练3离子反应氧化还原反应含解析

天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练3离子反应氧化还原反应含解析

专题能力训练三　离子反应　氧化还原反应 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)‎ ‎1.下列中国传统工艺,利用氧化还原反应原理实现的是(　　)‎ A.丹砂(HgS)炼汞 B.石灰石生产生石灰 C.酒精蒸馏 D.活性炭使蔗糖脱色 答案:A 解析:丹砂炼汞过程中,汞的化合价由+2价降低到0价,该过程发生的是氧化还原反应;石灰石高温分解生成生石灰,该过程中所有元素的化合价没有变化,不是氧化还原反应;酒精蒸馏过程中只发生了物理变化;活性炭脱色只发生了物理变化。‎ ‎2.(2019天津新华中学高三质量检测)下列离子方程式正确的是(　　)‎ A.漂白粉露置在空气中失效:ClO-+CO2+H2OHClO+HCO‎3‎‎-‎ B.向银氨溶液中加入足量的HCl:[Ag(NH3)2]++OH-+3H+Ag++2NH‎4‎‎+‎+H2O C.过量的CO2通入水玻璃中:SiO‎3‎‎2-‎+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2HCO‎3‎‎-‎ D.NH4Al(SO4)2溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:NH‎4‎‎+‎+Al3++5OH-NH3·H2O+AlO‎2‎‎-‎+2H2O 答案:C 解析:漂白粉露置在空气中失效的反应为Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,CaCO3难溶于水,应写化学式,漏写HClO的分解反应,A项错误;Ag+与Cl-形成AgCl沉淀,正确离子方程式为[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-AgCl↓+2NH‎4‎‎+‎+H2O,B项错误;过量CO2与Na2SiO3溶液反应生成NaHCO3和H2SiO3,C项正确;漏写Ba2+与SO‎4‎‎2-‎形成BaSO4沉淀,正确的离子方程式为NH‎4‎‎+‎+Al3++2SO‎4‎‎2-‎+2Ba2++5OH-2BaSO4↓+NH3·H2O+AlO‎2‎‎-‎+2H2O,D项错误。‎ ‎3.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)‎ A.在溶液中加KSCN溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+‎ B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明该气体中含有水蒸气 C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+‎ D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2‎ 答案:B 解析:加入KSCN溶液,溶液显红色,说明一定含有Fe3+,但无法确定是否含有Fe2+,A项错误;气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,说明生成CuSO4·5H2O,则该气体含有水蒸气,B项正确;该粉末的焰色反应为黄色,故含有Na+,但需要透过蓝色钴玻璃片观察火焰是否显紫色才能确定是否含有K+,C项错误;使澄清石灰水变浑浊的气体可以是CO2,也可以是SO2,D项错误。‎ ‎4.(2019天津耀华中学高三联考)下列离子组在给定条件下可能大量共存的是(　　)‎ 选项 条件 离子 A 滴加氨水 Na+、Mg2+、Cl-、SO‎4‎‎2-‎ B pH=1的溶液 Fe2+、Al3+、S2O‎3‎‎2-‎、MnO‎4‎‎-‎ C 由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol·L-1‎ NH‎4‎‎+‎、K+、NO‎3‎‎-‎、Cl-‎ D 通入SO2气体 K+、Na+、ClO-、SO‎4‎‎2-‎ 答案:C - 6 -‎ 解析:滴加氨水,Mg2++2NH3·H2OMg(OH)2↓+2NH‎4‎‎+‎,A项错误;pH=1的溶液显酸性,酸性条件下,Fe2+能被MnO‎4‎‎-‎氧化成Fe3+,S2O‎3‎‎2-‎与H+、MnO‎4‎‎-‎也不能大量共存,B项错误;由水电离出的H+浓度为1×10-12mol·L-1,水电离受到抑制,说明原溶液中存在大量H+或OH-,NH‎4‎‎+‎、K+、NO‎3‎‎-‎、Cl-、H+可以大量共存,C项正确;通入SO2气体,ClO-+SO2+H2O2H++Cl-+SO‎4‎‎2-‎,D项错误。‎ ‎5.(2019天津武清高三期中)过氧化钠具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为一种常见的高效水处理剂,化学方程式为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。下列说法中不正确的是(　　)‎ A.氧化性:Na2O2>Na2FeO4>FeSO4‎ B.FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂,又作还原剂 C.由反应可知每3 mol FeSO4完全反应时,反应中共转移12 mol电子 D.用Na2FeO4处理水时,不仅能杀菌消毒,还能起到净水的作用 答案:C 解析:由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Na2O2>Na2FeO4>FeSO4,A项正确。由反应的化学方程式可知铁元素的化合价由+2价升高为+6价,氧元素的化合价部分由-1价降低为-2价,部分由-1价升高为0价,所以FeSO4只作还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,B项正确。每2molFeSO4参加反应,共转移10mol电子,所以每3molFeSO4完全反应时,反应中共转移15mol电子,C项错误。Na2FeO4有强氧化性,可以杀菌消毒,生成的还原产物氢氧化铁又具有吸附作用,可以起到净水的作用,D项正确。‎ ‎6.(2019天津滨海新区高三检测)已知H2SO3+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,将0.1 mol Cl2通入100 mL含等物质的量HBr与H2SO3的混合溶液中,有一半的HBr被氧化,则下列说法正确的是(　　)‎ A.物质的还原性:HBr>H2SO3>HCl B.HBr与H2SO3的物质的量浓度均为0.6 mol·L-1‎ C.通入0.1 mol Cl2发生反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2Br-+4H2O4SO‎4‎‎2-‎+Br2+10Cl-+16H+‎ D.若再通入0.05 mol Cl2,恰好能将HBr和H2SO3完全氧化 答案:C 解析:根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性,可知还原性H2SO3>HBr,A项错误。设HBr与H2SO3的物质的量均为x,则根据得失电子守恒有2x+0.5x=0.1mol×2,解得x=0.08mol,因此HBr与H2SO3的物质的量浓度均为0.8mol·L-1,B项错误。根据上述计算,通入0.1molCl2发生反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2Br-+4H2O4SO‎4‎‎2-‎+Br2+10Cl-+16H+,C项正确;若再通入0.05molCl2,氧化的HBr的物质的量应该为0.1mol,而溶液中只剩余0.04molHBr,故氯气过量,D项错误。‎ ‎7.(2019安徽合肥高三调研)某溶液中可能有K+、Mg2+、AlO‎2‎‎-‎、SiO‎3‎‎2-‎、CO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎中的若干种离子。某同学对溶液进行了如图实验。下列判断错误的是(　　)‎ A.有气体甲生成,表明溶液X中一定含有CO‎3‎‎2-‎ B.沉淀甲可能是硅酸镁 C.K+一定存在于溶液X中 D.不能确定SO‎4‎‎2-‎是否存在于溶液X中 答案:B 解析:加过量稀盐酸有气体生成,说明有CO‎3‎‎2-‎,生成的气体是二氧化碳,A项正确;溶液中含有CO‎3‎‎2-‎,则一定不含有Mg2+,因为CO‎3‎‎2-‎与Mg2+‎ - 6 -‎ 不能大量共存,所以沉淀甲是硅酸,不可能是硅酸镁,B项错误;要保证溶液电中性,一定存在钾离子,C项正确;硫酸根离子是否存在不能确定,D项正确。‎ ‎8.某离子反应中涉及H2O、ClO-、NH‎4‎‎+‎、H+、N2、Cl-六种粒子。其中N2、ClO-的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是(　　)‎ A.该反应的氧化剂是ClO-‎ B.消耗1 mol还原剂,转移3 mol电子 C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3‎ D.反应后溶液的酸性明显增强 答案:C 解析:由题意知ClO-→Cl-得到2个电子,2NH‎4‎‎+‎→N2失去6个电子,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,A、B两项正确,C项错误;反应的离子方程式为3ClO-+2NH‎4‎‎+‎2H++N2↑+3Cl-+3H2O,反应后溶液的酸性明显增强,D项正确。‎ 二、非选择题(共4小题,共52分)‎ ‎9.(12分)ClO2是一种黄绿色或橙黄色的气体,极易溶于水,可用于水的消毒杀菌、水体中Mn2+等重金属离子的除去及烟气的脱硫脱硝。回答下列问题:‎ ‎(1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中Cl元素的化合价是　　　,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)将ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成。‎ ‎①ClO2和MnO2均属于氧化物,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)为研究ClO2脱硝的适宜条件,在1 L 200 mg·L-1 ClO2溶液中加NaOH溶液调节pH,通入NO气体并测定NO的去除率,其关系如下图所示:‎ ‎①实验中使用的ClO2溶液的物质的量浓度为　　　　　　　　;要使NO的去除率更高,应控制的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②当溶液pH>7时,NO的去除率增大的原因是ClO2与NaOH溶液反应生成更强的吸收剂NaClO2,写出碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案:(1)+3价　1∶2　(2)①均含两种元素,且其中一种为氧元素　②2ClO2+5Mn2++6H2O5MnO2↓+12H++2Cl-‎ ‎(3)①2.96×10-3 mol·L-1　控制溶液呈强酸性或强碱性　②4NO+3ClO‎2‎‎-‎+4OH-4NO‎3‎‎-‎+3Cl-+2H2O - 6 -‎ 解析:(1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中氯元素的化合价为+3价,该反应中过硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价由+7价降低为+6价,过硫酸钠为氧化剂,亚氯酸钠(NaClO2)中氯元素的化合价由+3价升高为+4价,亚氯酸钠为还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。‎ ‎(2)①ClO2和MnO2均含两种元素,且其中一种为氧元素,均属于氧化物。②将ClO2通入MnSO4溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成,反应的离子方程式为2ClO2+5Mn2++6H2O5MnO2↓+12H++2Cl-。‎ ‎(3)①200mgClO2的物质的量为‎0.2g‎67.5g·mol‎-1‎≈0.00296mol,因此ClO2溶液的物质的量浓度为2.96×10-3mol·L-1;据图可知,要使NO的去除率更高,应该控制溶液呈强酸性或强碱性。②在碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式为4NO+3ClO‎2‎‎-‎+4OH-4NO‎3‎‎-‎+3Cl-+2H2O。‎ ‎10.(12分)(1)①将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,含VO2+、K+、SO‎4‎‎2-‎等。写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②向上述溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO‎2‎‎+‎、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。‎ ‎(2)将酸性条件下,铁与NO‎3‎‎-‎反应的离子方程式补充完整:‎ ‎　Fe+1NO‎3‎‎-‎+　　　　 　Fe2++1NH‎4‎‎+‎+　　　　 ‎ ‎(3)六价铬[Cr(Ⅵ)]有剧毒,废水中的Cr2O‎7‎‎2-‎常用铁氧磁体法除去,即把过量的FeSO4·7H2O加入含Cr2O‎7‎‎2-‎的废水中,调节pH<4,Fe2+将Cr(Ⅵ)还原为Cr3+。‎ 写出上述Fe2+还原Cr2O‎7‎‎2-‎的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。‎ 答案:(1)①V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O ‎②‎ ‎(2)4　10　H+　4　3　H2O ‎(3)‎ 解析:(1)①K2SO3为还原剂,氧化产物为K2SO4,V2O5为氧化剂,还原产物为VO2+。②KClO3把VO2+氧化成VO‎2‎‎+‎,本身被还原成Cl-,离子方程式为ClO‎3‎‎-‎+6VO2++3H2OCl-+6VO‎2‎‎+‎+6H+。‎ ‎11.(14分)某学生认为某强酸性溶液X中可能含有Ba2+、Al3+、NH‎4‎‎+‎、Fe2+、Fe3+、CO‎3‎‎2-‎、SO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎、NO‎3‎‎-‎、Cl-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,能实现如下转化:‎ 根据以上信息,回答下列问题。‎ ‎(1)上述溶液X中除H+外还肯定含有的离子是　　　　　　　　　　　　,不能确定是否含有的离子是　　　　　　。 ‎ ‎(2)反应①②③④中,包含氧化还原反应的是　　　　(填序号)。 ‎ ‎(3)写出步骤①中生成气体A的反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ - 6 -‎ 答案:(1)Al3+、NH‎4‎‎+‎、Fe2+、SO‎4‎‎2-‎　Fe3+、Cl-‎ ‎(2)①‎ ‎(3)3Fe2++NO‎3‎‎-‎+4H+3Fe3++NO↑+2H2O 解析:(1)强酸性溶液中不含CO‎3‎‎2-‎、SO‎3‎‎2-‎;加入Ba(NO3)2溶液有气体和沉淀生成,根据题意应发生反应3Fe2++NO‎3‎‎-‎+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,则溶液中不含Ba2+和NO‎3‎‎-‎,一定含有Fe2+和SO‎4‎‎2-‎,气体A为NO。加入过量NaOH溶液并加热,产生的气体一定为氨气,通入过量CO2发生反应的离子方程式为AlO‎2‎‎-‎+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HCO‎3‎‎-‎,故不能确定是否含有的离子是Fe3+和Cl-。‎ ‎(2)反应①是溶液中SO‎4‎‎2-‎结合Ba2+生成BaSO4沉淀,Fe2+在稀硝酸中被氧化为Fe3+发生氧化还原反应。反应②是NaOH溶液和NH‎4‎‎+‎反应生成氨气,不是氧化还原反应;OH-结合Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,不是氧化还原反应;Al3+和过量OH-反应生成偏铝酸盐,不是氧化还原反应。③是Fe(OH)3和盐酸反应发生的复分解反应,不是氧化还原反应。④NaAlO2溶液中通入过量二氧化碳气体生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,不是氧化还原反应。故包含氧化还原反应的是①。‎ ‎(3)步骤①中生成气体A的反应为酸性条件下NO‎3‎‎-‎氧化Fe2+,故溶液中存在Fe2+,不存在NO‎3‎‎-‎,气体A是NO;离子方程式为3Fe2++NO‎3‎‎-‎+4H+3Fe3++NO↑+2H2O。‎ ‎12.(14分)高锰酸钾是一种强氧化剂,在生产、生活中有广泛应用。‎ Ⅰ.在用酸性KMnO4溶液处理Cu2S和CuS的混合物时,发生的反应如下:‎ ‎①MnO‎4‎‎-‎+Cu2S+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)‎ ‎②MnO‎4‎‎-‎+CuS+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)‎ ‎(1)下列关于反应①的说法错误的是　　　(填序号)。 ‎ A.被氧化的元素是Cu和S B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5‎ C.生成2.24 L(标准状况下)SO2,转移电子的物质的量是0.8 mol D.还原性的强弱关系是Mn2+>Cu2S ‎(2)标出反应②中电子转移的方向和数目。‎ Ⅱ.在稀硫酸中,MnO‎4‎‎-‎与H2O2也能发生氧化还原反应。‎ 氧化反应:H2O2-2e-2H++O2↑‎ 还原反应:MnO‎4‎‎-‎+8H++5e-Mn2++4H2O ‎(3)若有0.2 mol H2O2参加此反应,转移的电子为　　　 mol。由上述反应得出物质氧化性强弱的结论是　　　　　　>　　　　　　　　　　(填化学式)。 ‎ ‎(4)已知:KMnO4+H2O2+H2SO4K2SO4+MnSO4+O2↑+H2O(未配平),则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是　　　　mol。 ‎ 答案:(1)D　(2)+28H+5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O　(3)0.4　KMnO4　H2O2(或O2)　(4)2.5‎ 解析:(1)铜元素的化合价由+1价升高到+2价,硫元素的化合价由-2价升高到+4价,均被氧化,A项正确;设氧化剂的物质的量为x,还原剂的物质的量为y,则5x=(2+6)y,则xy‎=‎‎8‎‎5‎,B项正确;当生成5molSO2时,转移电子40mol,当有标准状况下2.24L(0.1mol)SO2生成时,转移电子0.8mol,C项正确;根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性,可知还原性:Cu2S>Mn2+,D项错误。(2)由反应②可得,锰元素化合价由+7价降到+2价,硫元素化合价由-2价升高到+4价,根据得失电子守恒得+28H+5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O。(3)由H2O2-2e-2H - 6 -‎ ‎++O2↑可知,0.2molH2O2参加反应转移0.4mol电子。在该反应中MnO‎4‎‎-‎是氧化剂,H2O2是还原剂,故氧化性:KMnO4>H2O2(或O2)。(4)根据得失电子守恒可知,1molKMnO4得5mol电子,而1molH2O2参加反应失去2mol电子,故1molKMnO4可氧化2.5molH2O2。‎ - 6 -‎