专题3 氧化还原反应 离子反应
(一) 氧化还原反应
(建议用时25分钟)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·天津河西区一模)下列说法涉及物质的氧化性或还原性的是 ( )
A.用葡萄糖制银镜
B.用硫酸铝净水
C.用小苏打作食品膨松剂
D.用氟化物添加在牙膏中预防龋齿
2.(2022·西宁一模)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是 ( )
选项 物质(括号内为杂质) 除杂试剂
A Cl2(HCl) H2O、浓硫酸
B NaCl溶液(MgCl2) NaOH溶液、 过滤、稀盐酸
C 乙醇(乙酸) NaOH溶液、分液
D NO(NO2) H2O、无水CaCl2
===
===
===
3.(2022·潍坊模拟)含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是 ( )
A.反应①利用了H2Te的还原性
B.反应②中H2O作氧化剂
C.反应③利用了H2O2的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
4.(2022·长沙模拟)我国科研人员发现,在钙钛矿活性层中引入稀土Eu3+/Eu2+离子对,通过循环反应可消除零价铅和零价碘缺陷,大幅提高钙钛矿电池的使用寿命,其原理如图。下列说法正确的是 ( )
A.Eu3+/Eu2+离子对在反应过程中不断损耗,需定时补充
B.消除零价碘的过程中,Eu3+/Eu2+离子对发生还原反应
C.消除零价铅的反应为2Eu3++Pb0 ===2Eu2++Pb2+
D.整个过程实质上将电子从I0转移给Pb0
===
===
5.氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:N+4H++3e- ===NO↑+2H2O,KMnO4、Na2CO3、Cu2O、FeSO4四种物质中物质甲能使上述还原过程发生。则下列说法中正确的是 ( )
A.物质甲可能是KMnO4
B.总反应中只体现了硝酸的强氧化性
C.反应中若产生3.0 g气体,则转移电子数为0.3NA
D.氧化过程的反应式一定为Cu2O-2e-+2H+===2Cu2++H2O
6.(2022·重庆模拟)过氧化氢在医疗方面的用途广泛。合成H2O2的反应过程如图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A.Pd是合成H2O2的催化剂
B.反应①②均为氧化还原反应
C.[PdCl2O2]2-中Pd的化合价为+2
D.反应③的离子方程式:[PdCl2O2]2-+2Cl-+2H+===H2O2+[PdCl4]2-
===
易错提醒
(1)注意区分催化剂和中间产物,一般第一步反应中的反应物又是最后一步的生成物,即为催化剂。
(2)反应③中生成H2O2,[PdCl2O2]2-中氧元素为-1价。
加固训练
(2022·黄山二模)硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示(以NO为例)。下列说法错误的是 ( )
A.反应Ⅰ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
B.反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++4H++2NO===4Ce4++2H2O+N2
C.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的物质的量浓度均保持不变
D.该转化过程的实质是NO被H2还原成N2
===
===
7.(2022·衡水模拟)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,反应原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.苯酚被氧化的总反应:C6H5OH+7O26CO2+3H2O
B.反应过程中BMO表现较强氧化性
C.在酸性条件下,反应①的离子方程式是3C6H5OH+28+28H+===18CO2↑+23H2O
D.过程①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1
===
二、非选择题
8.(2022·杭州模拟)利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系:
(1)将X与Y混合可生成淡黄色固体,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
___________________________________________________________________。
(2)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应,该反应的化学方程式为
___________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是 (填字母)。
a.Na2S+S
b.Na2SO3+S
c.SO2+Na2SO4
d.Na2SO3+Na2SO4
(4)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液恰好反应时,Cr元素在还原产物中的化合价为 。
===
9.NaN3是一种易溶于水(NaN3===Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
(1)反应Ⅰ的化学方程式为___________________________。
(2)销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为___________(被氧化为N2)。
===
===
(二) 离子反应 信息型方程式的书写
(建议用时25分钟)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·岳阳模拟)下列指定反应的离子方程式错误的是 ( )
A.NO2溶于水:3NO2+H2O===2H++2N+NO
B.用NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
C.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液:Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O
D.向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使S沉淀完全:2Ba2++4OH-+Al3++2S===2BaSO4↓+Al+2H2O
===
===
===
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2.(2022·温州模拟)能够正确表示下列变化的离子方程式是 ( )
A.醋酸钠的水解:CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+
B.电解熔融MgCl2:Mg2++2Cl-Mg+Cl2↑
C.MnO2与浓盐酸共热:MnO2+4HClMn2++Cl2↑+2H2O
D.向FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液:3Fe2++K3[Fe(CN)6] ===Fe3[Fe(CN)6]2↓+3K+
===
加固训练
下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2:C+CO2+H2O===2HC
B.向Fe(OH)3中滴加HI溶液:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
C.向橙色K2Cr2O7溶液中滴加氢氧化钾溶液至变黄色:Cr2+2OH-2Cr+H2O
D.将NH4HSO4与同浓度同体积的Ba(OH)2:溶液混合加热:N+2OH-+HS+Ba2+===NH3↑+BaSO4↓+2H2O
===
===
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3.(2022·保定模拟)下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.能使甲基橙变为黄色的溶液中:Fe3+、Na+、S、N
B.lg=10的溶液中:H+、K+、CH3COO-、Cl-
C.明矾溶液中:N、K+、I-、Br-
D.含有N的溶液中:I-、S、S、H+
易错提醒
(1)当溶液中的pH=3.2左右时,Fe3+完全水解,即Fe3+只能在pH<3.2的强酸性溶液中存在。
(2)在酸性溶液中N不能与还原性的微粒共存。
4.(2022·北京东城区模拟)下列各组澄清溶液中的离子能大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是 ( )
选项 离子 试剂 离子方程式
A N、Na+、 Fe3+、Al 少量 铜粉 2Fe3++Cu=== 2Fe2++Cu2+
B N、Fe3+、 Br-、S 过量 Na2S 2Fe3++S2-=== 2Fe2++S↓
C K+、Na+、 ClO-、S 足量 SO2 SO2+2ClO-+H2O ===S+2HClO
D K+、Na+、C、 CH3COO- 少量 HCl H++C=== HC
5.某黄色溶液中含有Na+、N、Fe2+、Fe3+、Cl-、S、C中的一种或几种离子(不考虑水的电离和离子的水解)。某同学为了确定其组分,设计并完成了如下实验:
下列说法正确的是 ( )
A.c(Fe3+)至多为0.2 mol·L-1
B.c(Cl-)至少为0.2 mol·L-1
C.Na+、S一定存在,N一定不存在
D.Fe2+不可能存在
6.(2022·呼和浩特模拟)固体粉末X中可能含有K2SO3、K2CO3、FeO、Fe2O3、MnO2、Na2SO4、NaClO中的若干种。为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及产物如下。根据上述实验,下列说法不正确的是 ( )
A.固体X中一定含有Fe2O3,可能含FeO
B.沉淀E一定是BaSO4
C.气体A一定是Cl2;气体C也可能含Cl2
D.固体X可能不含Na2SO4
二、非选择题
7.利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
(1)Co(OH)3溶解发生还原反应的离子方程式为__________________。
(2)写出沉钴过程中发生反应的化学方程式__________________________。
===
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8.(1)钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的部分流程如下:
①焙烧时生成MoO3的化学方程式是____________________________。
②“碱浸”反应的离子方程式是_______________________________________。
(2)硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:
①加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式是____________________________。
②在调节pH、水解之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为________________________________________________________。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。干法制备K2FeO4的方法是将Fe2O3、KNO3、KOH三者混合共热制得,同时生成了KNO2,请写出化学方程式 。
(4)石墨在材料领域有着重要应用,某石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如图:
溶液Ⅳ中铝元素以Al形式存在。溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为 。
===
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===专题3 氧化还原反应 离子反应
(一) 氧化还原反应
(建议用时25分钟)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·天津河西区一模)下列说法涉及物质的氧化性或还原性的是 ( )
A.用葡萄糖制银镜
B.用硫酸铝净水
C.用小苏打作食品膨松剂
D.用氟化物添加在牙膏中预防龋齿
解析:选A。用葡萄糖制银镜即葡萄糖中醛基和银氨溶液反应生成银单质,葡萄糖被氧化,具有还原性,A正确;用硫酸铝净水,铝离子生成胶体而吸附杂质起净水作用,化合价未变化,B错误;用小苏打作食品膨松剂,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,化合价未变化,C错误;氟化物可与牙齿内部的矿物质结合形成氟化的矿物质,增强牙齿防龋能力,达到预防龋齿的效果,化合价未变化,D错误。
2.(2022·西宁一模)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是 ( )
选项 物质(括号内为杂质) 除杂试剂
A Cl2(HCl) H2O、浓硫酸
B NaCl溶液(MgCl2) NaOH溶液、 过滤、稀盐酸
C 乙醇(乙酸) NaOH溶液、分液
D NO(NO2) H2O、无水CaCl2
解析:选B。除去Cl2中的HCl应该将混合气体通过饱和食盐水,A错误;除去NaCl溶液中的MgCl2,先加稍过量的NaOH溶液,反应为MgCl2+2NaOH ===Mg(OH)2↓+2NaCl,过滤洗涤沉淀后向滤液中滴加稀盐酸至溶液呈中性,反应为NaOH+HCl ===NaCl+H2O,前后发生的反应均为非氧化还原反应,B正确;除去乙醇中的乙酸,可以用NaOH溶液,但由于乙醇和水以任意比互溶,不能用分液法将乙醇和乙酸钠溶液分离,C错误;除去NO中的NO2,先将混合气体通过H2O,发生的反应为3NO2+H2O ===2HNO3+NO,该反应为氧化还原反应,然后通过无水CaCl2干燥即可,D错误。
3.(2022·潍坊模拟)含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是 ( )
A.反应①利用了H2Te的还原性
B.反应②中H2O作氧化剂
C.反应③利用了H2O2的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
解析:选D。H2Te被O2氧化生成Te,H2Te具有还原性,A正确;反应②中Te与H2O反应生成H2TeO3,Te是还原剂,则H2O为氧化剂,有H2生成,B正确;反应③中H2TeO3→H6TeO6,Te元素化合价升高,发生氧化反应,则H2O2作氧化剂,体现氧化性,C正确;H2Te2O5转化为H2Te4O9时不存在元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,D错误。
4.(2022·长沙模拟)我国科研人员发现,在钙钛矿活性层中引入稀土Eu3+/Eu2+离子对,通过循环反应可消除零价铅和零价碘缺陷,大幅提高钙钛矿电池的使用寿命,其原理如图。下列说法正确的是 ( )
A.Eu3+/Eu2+离子对在反应过程中不断损耗,需定时补充
B.消除零价碘的过程中,Eu3+/Eu2+离子对发生还原反应
C.消除零价铅的反应为2Eu3++Pb0 ===2Eu2++Pb2+
D.整个过程实质上将电子从I0转移给Pb0
解析:选C。Eu3+/Eu2+离子对在反应过程中循环使用,不会损耗,A错误;消除零价碘的过程中,发生反应:I0+Eu2+ ===Eu3++I-,Eu2+失电子发生氧化反应,B错误;由图知消除零价铅的反应为2Eu3++Pb0===2Eu2++Pb2+,C正确;整个过程中,Pb0失去电子,I0得到电子,即电子从Pb0转移给I0,D错误。
5.氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:N+4H++3e- ===NO↑+2H2O,KMnO4、Na2CO3、Cu2O、FeSO4四种物质中物质甲能使上述还原过程发生。则下列说法中正确的是 ( )
A.物质甲可能是KMnO4
B.总反应中只体现了硝酸的强氧化性
C.反应中若产生3.0 g气体,则转移电子数为0.3NA
D.氧化过程的反应式一定为Cu2O-2e-+2H+===2Cu2++H2O
解析:选C。硝酸根得到电子是氧化剂,则物质甲应是还原剂,高锰酸钾一般作氧化剂,A错误;反应中还有硝酸盐生成,还体现硝酸的酸性,B错误;3.0 g NO是0.1 mol,转移电子的物质的量是0.3 mol,C正确;作还原剂的可以是氧化亚铜,也可以是硫酸亚铁,D错误。
6.(2022·重庆模拟)过氧化氢在医疗方面的用途广泛。合成H2O2的反应过程如图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A.Pd是合成H2O2的催化剂
B.反应①②均为氧化还原反应
C.[PdCl2O2]2-中Pd的化合价为+2
D.反应③的离子方程式:[PdCl2O2]2-+2Cl-+2H+===H2O2+[PdCl4]2-
解析:选A。[PdCl4]2-作催化剂,Pd、[PdCl2O2]2-、HCl、Cl-都是反应中间体,A错误;反应①②都有氢气、氧气参加,它们的化合价发生变化,属于氧化还原反应,B正确;[PdCl2O2]2-中Cl为-1价、O为-1价,Pd的化合价为+2,C正确;反应③是[PdCl2O2]2-与HCl反应生成H2O2和[PdCl4]2-,离子方程式为[PdCl2O2]2-+2Cl-+2H+===H2O2+[PdCl4]2-,D正确。
易错提醒
(1)注意区分催化剂和中间产物,一般第一步反应中的反应物又是最后一步的生成物,即为催化剂。
(2)反应③中生成H2O2,[PdCl2O2]2-中氧元素为-1价。
加固训练
(2022·黄山二模)硝酸厂烟气中含有大量氮氧化物(NOx)。常温下,将烟气与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示(以NO为例)。下列说法错误的是 ( )
A.反应Ⅰ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
B.反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++4H++2NO===4Ce4++2H2O+N2
C.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的物质的量浓度均保持不变
D.该转化过程的实质是NO被H2还原成N2
解析:选C。反应Ⅰ为H2+2Ce4+===2H++2Ce3+,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,A正确;反应Ⅱ的离子方程式为4Ce3++4H++2NO===4Ce4++2H2O+N2,B正确;Ce3+和Ce4+为催化剂,参与反应,混合溶液内Ce3+和Ce4+的物质的量浓度发生变化,C错误;反应物为H2和NO,生成物为N2和H2O,Ce3+和Ce4+为催化剂,总反应方程式为2NO+2H2N2+2H2O,D正确。
7.(2022·衡水模拟)BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,反应原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.苯酚被氧化的总反应:C6H5OH+7O26CO2+3H2O
B.反应过程中BMO表现较强氧化性
C.在酸性条件下,反应①的离子方程式是3C6H5OH+28+28H+===18CO2↑+23H2O
D.过程①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1
解析:选B。该过程中苯酚在光照、BMO作催化剂的条件下被氧气氧化生成CO2和H2O,A正确;BMO在光催化下失电子生成了BMO+,BMO表现出了还原性,B错误;酸性条件下,反应①中苯酚、与H+反应生成CO2和H2O,C正确;BMO+O2===BMO++,过程①利用作氧化剂,过程②利用BMO+作氧化剂,1 mol 得3 mol e-,1 mol BMO+得1 mol e-,故过程①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1,D正确。
二、非选择题
8.(2022·杭州模拟)利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系:
(1)将X与Y混合可生成淡黄色固体,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
___________________________________________________________________。
(2)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应,该反应的化学方程式为
___________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是 (填字母)。
a.Na2S+S
b.Na2SO3+S
c.SO2+Na2SO4
d.Na2SO3+Na2SO4
(4)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液与20 mL 0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液恰好反应时,Cr元素在还原产物中的化合价为 。
解析:(1)由图像可知,X为H2S,Y为SO2,发生2H2S+SO2===3S↓+2H2O,X为还原剂,Y为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(2)Z为硫酸,Cu与浓硫酸的反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑。
(3)Na2S2O3中S元素的化合价为+2,若要用归中反应制备Na2S2O3,反应物中S元素的化合价必须有1个大于+2,有1个小于+2,只有b中S元素化合价1个大于+2,1个小于+2。
(4)S元素的化合价由+4升高为+6,Cr元素的化合价由+6降低,设还原产物中Cr元素的化合价为x,由电子守恒可知,0.024 L×0.05 mol·L-1×(6-4)=0.02 L×0.02 mol·L-1×2×(6-x),解得x=+3。
答案:(1)1∶2 (2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑ (3)b (4)+3
9.NaN3是一种易溶于水(NaN3===Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
(1)反应Ⅰ的化学方程式为___________________________。
(2)销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为___________(被氧化为N2)。
解析:(1)根据流程图知反应物是NaNH2、N2O,生成物有NaN3,分离又得NH3和NaOH,方程式为2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH。
(2)销毁NaN3可用NaClO溶液,被氧化为N2,NaClO溶液显碱性,离子方程式为ClO-+2+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑。
答案:(1)2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH (2)ClO-+2+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑
(二) 离子反应 信息型方程式的书写
(建议用时25分钟)
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.(2022·岳阳模拟)下列指定反应的离子方程式错误的是 ( )
A.NO2溶于水:3NO2+H2O===2H++2N+NO
B.用NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
C.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液:Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O
D.向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使S沉淀完全:2Ba2++4OH-+Al3++2S===2BaSO4↓+Al+2H2O
解析:选C。NO2溶于水的离子方程式为3NO2+H2O===2H++2N+NO,A正确;用NaOH溶液吸收Cl2,离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O,B正确;C项离子方程式为2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O,C错误;向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使S沉淀完全,离子方程式为2Ba2++4OH-+Al3++2S===2BaSO4↓+Al+2H2O,D正确。
2.(2022·温州模拟)能够正确表示下列变化的离子方程式是 ( )
A.醋酸钠的水解:CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+
B.电解熔融MgCl2:Mg2++2Cl-Mg+Cl2↑
C.MnO2与浓盐酸共热:MnO2+4HClMn2++Cl2↑+2H2O
D.向FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液:3Fe2++K3[Fe(CN)6] ===Fe3[Fe(CN)6]2↓+3K+
解析:选B。醋酸钠的水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,A错误;MnO2与浓盐酸共热:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,C错误;K3[Fe(CN)6]应拆写成离子形式:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓,D错误。
加固训练
下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2:C+CO2+H2O===2HC
B.向Fe(OH)3中滴加HI溶液:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
C.向橙色K2Cr2O7溶液中滴加氢氧化钾溶液至变黄色:Cr2+2OH-2Cr+H2O
D.将NH4HSO4与同浓度同体积的Ba(OH)2:溶液混合加热:N+2OH-+HS+Ba2+===NH3↑+BaSO4↓+2H2O
解析:选C。A项的离子方程式为2Na++C+CO2+H2O===2NaHCO3↓,A错误;B项的离子反应为2I-+2Fe(OH)3+6H+===2Fe2++I2+6H2O,B错误;向橙色K2Cr2O7溶液中滴加氢氧化钾溶液至变黄色,反应为Cr2+H2O2Cr+2H+,H++OH-H2O,总反应为Cr2+2OH-2Cr+H2O,C正确;将NH4HSO4与同浓度同体积的Ba(OH)2溶液混合加热:N+2OH-+H++S+Ba2+===NH3↑+BaSO4↓+2H2O,D错误。
3.(2022·保定模拟)下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( )
A.能使甲基橙变为黄色的溶液中:Fe3+、Na+、S、N
B.lg=10的溶液中:H+、K+、CH3COO-、Cl-
C.明矾溶液中:N、K+、I-、Br-
D.含有N的溶液中:I-、S、S、H+
解析:选C。pH>4.4的溶液能使甲基橙变为黄色,该条件下Fe3+一定不能大量存在,A错误;lg=10,c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,H+和CH3COO-不能大量共存,B错误;明矾溶液中的N、K+、I-、Br-能大量共存,C正确;H+与N同时存在相当于硝酸,有强氧化性,能将I-氧化为I2,S氧化为S,D错误。
易错提醒
(1)当溶液中的pH=3.2左右时,Fe3+完全水解,即Fe3+只能在pH<3.2的强酸性溶液中存在。
(2)在酸性溶液中N不能与还原性的微粒共存。
4.(2022·北京东城区模拟)下列各组澄清溶液中的离子能大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是 ( )
选项 离子 试剂 离子方程式
A N、Na+、 Fe3+、Al 少量 铜粉 2Fe3++Cu=== 2Fe2++Cu2+
B N、Fe3+、 Br-、S 过量 Na2S 2Fe3++S2-=== 2Fe2++S↓
C K+、Na+、 ClO-、S 足量 SO2 SO2+2ClO-+H2O ===S+2HClO
D K+、Na+、C、 CH3COO- 少量 HCl H++C=== HC
解析:选D。N、Fe3+都与Al发生水解相互促进反应,在溶液中不能大量共存,A错误;N、Fe3+、Br-、S之间能够共存,加入过量Na2S发生反应:2Fe3++3S2-===2FeS↓+S↓,B错误;K+、Na+、ClO-、S之间能够共存,通入足量的SO2反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2O===S+Cl-+2H+,C错误;K+、Na+、C、CH3COO-之间能够共存,少量HCl先与C反应,D正确。
5.某黄色溶液中含有Na+、N、Fe2+、Fe3+、Cl-、S、C中的一种或几种离子(不考虑水的电离和离子的水解)。某同学为了确定其组分,设计并完成了如下实验:
下列说法正确的是 ( )
A.c(Fe3+)至多为0.2 mol·L-1
B.c(Cl-)至少为0.2 mol·L-1
C.Na+、S一定存在,N一定不存在
D.Fe2+不可能存在
解析:选A。溶液呈黄色,证明存在Fe3+,则不存在C,向溶液中加入过量NaOH溶液加热产生红褐色Fe(OH)3沉淀,沉淀灼烧后得到1.60 g(0.01 mol)Fe2O3固体,说明原溶液中存在铁元素的物质的量为0.02 mol,可能仅以Fe3+形式存在,也可能同时含有Fe3+和Fe2+。则c(Fe3+)≤0.2 mol·L-1,A项正确、D项错误;向滤液中加入足量BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥后得到固体4.66 g,该固体为BaSO4,说明原溶液中存在S,n(S)=0.02 mol,根据电荷守恒,Cl-一定存在,可能存在Na+,一定不存在N,因为与过量NaOH溶液在加热条件下反应时无气体生成,C项错误;当原溶液中不含Fe2+、Na+时,c(Cl-)=0.2 mol·L-1,当原溶液中含Fe2+,不含Na+时,c(Cl-)<0.2 mol·L-1,当原溶液中含大量Na+时,c(Cl-)>0.2 mol·L-1,B项错误。
6.(2022·呼和浩特模拟)固体粉末X中可能含有K2SO3、K2CO3、FeO、Fe2O3、MnO2、Na2SO4、NaClO中的若干种。为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及产物如下。根据上述实验,下列说法不正确的是 ( )
A.固体X中一定含有Fe2O3,可能含FeO
B.沉淀E一定是BaSO4
C.气体A一定是Cl2;气体C也可能含Cl2
D.固体X可能不含Na2SO4
解析:选A。X溶于水过滤分离出沉淀甲、滤液乙,沉淀甲与浓盐酸反应生成溶液B遇KSCN溶液变为血红色,可知B中一定含Fe3+,气体A为Cl2,则沉淀甲一定含MnO2,至少含Fe2O3、FeO中的一种;滤液乙与足量稀盐酸反应生成气体C、溶液D,溶液D与氯化钡反应生成白色沉淀E为BaSO4,气体C可能为CO2、SO2、Cl2其中的若干种。固体X中不一定含有Fe2O3,可能存在的是FeO,因为Fe2+可被氯气氧化生成Fe3+,A错误;溶液D与氯化钡反应生成白色沉淀E为BaSO4,B正确;浓盐酸与二氧化锰加热生成气体A为Cl2,滤液乙中含NaClO、K2SO3时,NaClO与盐酸发生氧化还原反应生成气体C含Cl2,C正确;滤液乙中含NaClO、K2SO3也符合图中转化,则X可能不含Na2SO4,D正确。
二、非选择题
7.利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
(1)Co(OH)3溶解发生还原反应的离子方程式为__________________。
(2)写出沉钴过程中发生反应的化学方程式__________________________。
解析:(1)Co(OH)3在酸性条件下被S还原为Co2+。
(2)沉钴时加入(NH4)2C2O4生成CoC2O4沉淀。
答案:(1)2Co(OH)3+S+4H+===2Co2++S+5H2O (2)CoSO4+(NH4)2C2O4===CoC2O4↓+(NH4)2SO4
8.(1)钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的部分流程如下:
①焙烧时生成MoO3的化学方程式是____________________________。
②“碱浸”反应的离子方程式是_______________________________________。
(2)硼镁泥是一种工业废料,主要成分是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:
①加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式是____________________________。
②在调节pH、水解之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为________________________________________________________。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色净水剂,具有净水和消毒双重功能。干法制备K2FeO4的方法是将Fe2O3、KNO3、KOH三者混合共热制得,同时生成了KNO2,请写出化学方程式 。
(4)石墨在材料领域有着重要应用,某石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如图:
溶液Ⅳ中铝元素以Al形式存在。溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为 。
解析:(1)①焙烧MoS2生成MoO3和SO2。
②“碱浸”是加入碳酸钠与MoO3反应生成Mo和CO2。
(2)①NaClO将Mn2+氧化生成MnO2沉淀,本身被还原生成Cl-。
②在调节pH、发生水解之前,Fe2+也会被NaClO氧化生成Fe3+。
(3)Fe2O3、KNO3、KOH三者混合共热制K2FeO4,同时生成了KNO2和水。
(4)Al与乙酸乙酯反应生成了氢氧化铝沉淀,是乙酸乙酯水解生成的乙酸与Al反应得到的。
答案:(1)①2MoS2+7O22MoO3+4SO2
②MoO3+C===Mo+CO2↑
(2)①Mn2++ClO-+H2O===MnO2↓+2H++Cl-
②2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O
(3)Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O
(4)Al+CH3COOCH2CH3+2H2OCH3COO-+Al(OH)3↓+CH3CH2OH
