專題訓練(三)氧化還原反應和離子反應時間：45分鐘 分值：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1(2013·山西診斷)LiNi0.25Co0.75O2是鋰離子電池的一種高性能的二元正極活性材料，其制備原理可表示為4Ni0.25Co0.75(OH)24LiOHO2=4LiNi0.25Co0.75O26H2O(已知Ni與Co的化合價均有2和3)。下列說法不正確的是()ANi0.25Co0.75(OH)2中Ni的化合價是2BLiNi0.25Co0.75O2中Co的化合價是3C該反應中LiOH是還原劑D該反應中O2是氧化劑解析根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和為0的原則，Ni0.25Co0.75(OH)2中Ni和Co的化合價均為2，LiNi0.25Co0.75O2中Ni和Co的化合價均是3，A、B項正確；該反應中LiOH既不是氧化劑，也不是還原劑，C項錯誤；O2得電子化合價降低，O2是氧化劑，D項正確。答案C2(2013·合肥質檢)NaNO2是一種食品添加劑，它能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應的化學方程式為MnONOMn2NOH2O。下列敘述中正確的是()A該反應中NO被還原B反應過程中溶液的pH減小C生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4D.中的粒子是OH解析NO中N元素的化合價升高，NO被氧化，A項錯誤。根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知反應的離子方程式為2MnO5NO6H=2Mn25NO3H2O，據(jù)此可知B、D項錯誤，C項正確。答案C3(2013·大連雙基測試)水熱法制備納米顆粒Y(化合物)的反應為3Fe22S2OO2aOH=YS4O2H2O，下列說法中，不正確的是()Aa4BY的化學式為Fe2O3CS2O是還原劑D每有1 mol O2參加反應，轉移的電子為4 mol解析選項A，根據(jù)電荷守恒可求出a4，A正確；選項B，根據(jù)元素守恒可分析出Y應為Fe3O4，B錯誤；選項C，S2OS4O，S元素化合價升高，S2O是還原劑，C正確；選項D，反應方程式中只有O2中O的化合價降低：02，O2是氧化劑，1 mol O2參加反應得到4 mol電子，D正確。答案B4(2013·長春一調)現(xiàn)取m g鎂鋁合金在一定濃度的稀硝酸中恰好完全溶解(硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)，向反應后的混合溶液中滴加b mol/L NaOH溶液，當?shù)渭拥絍 mL時，得到沉淀質量恰好為最大值n g，則下列有關該實驗的說法中正確的有()沉淀中OH的質量為(nm)g恰好溶解后溶液中的NO的物質的量為mol反應過程中轉移的電子數(shù)為mol標準狀況下生成NO的體積為L與合金反應的硝酸的物質的量為molA5項 B4項C3項 D2項解析本題涉及的反應有Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O；3Mg8HNO3(稀)=3Mg(NO3)22NO4H2O；Al(NO3)33NaOH=Al(OH)33NaNO3；Mg(NO3)22NaOH=Mg(OH)22NaNO3。當合金恰好溶解時，溶液中的NO與Na的物質的量相等，n(NO)n(NaOH)mol，正確。沉淀質量最大時，生成的n g沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鎂，根據(jù)質量守恒定律，其中鎂、鋁元素的質量等于m g，所以沉淀中氫氧根的質量為(nm)g，則反應過程中轉移的電子為n(e)n(OH)mol，故、正確。根據(jù)電子得失守恒知，標準狀況下V(NO)L，故正確。參加反應的硝酸有兩種作用，起酸性作用的硝酸(生成硝酸鹽)的物質的量等于硝酸鈉的物質的量，即mol；作氧化劑的硝酸的物質的量等于NO的物質的量，即mol，所以，與合金反應的硝酸的物質的量為mol，故正確。答案A5(2013·南京一模)下列表示對應化學反應的離子方程式正確的是()ANO2通入水中：3NO2H2O=2H2NONOB用兩個銅電極電解CuSO4溶液：2Cu22H2O2CuO24HCSO2通入FeCl3溶液中：SO2Fe32H2O=SOFe24HD過量的CO2通入NaAlO2溶液中：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO解析B項，銅作電極，則陽極上銅電極溶解，陰極上銅離子放電析出銅，故不正確；C項，離子方程式未配平，正確的離子方程式應為SO22Fe32H2O=SO2Fe24H；D項，通入過量的CO2氣體應該生成HCO，正確的離子方程式應為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。答案A6(2013·鄭州質檢)下列實驗現(xiàn)象及相關的離子方程式均正確的是()A碳酸鈣粉末中加入醋酸溶液，固體逐漸減少，生成無色氣體：CaCO32H=Ca2CO2H2OB向BaCl2溶液中通入SO2氣體，出現(xiàn)白色沉淀：Ba2SO2H2O=BaSO32HC向H2O2溶液中滴加酸化的KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色：2MnO7H2O26H=2Mn26O210H2OD將等物質的量濃度、等體積的Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液混合，生成白色沉淀：Ba2SOHOH=BaSO4H2O解析醋酸是弱酸，離子方程式中應用CH3COOH表示，A項錯誤；二氧化硫通入氯化鋇溶液中，不能形成BaSO3沉淀，B項錯誤；正確的離子方程式為2MnO5H2O26H=2Mn5O28H2O，C項錯誤；等物質的量濃度、等體積的Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液混合，溶液中剩余OH，D項正確。答案D7(2013·湖北八校聯(lián)考)下列離子方程式表達正確的是()A氫氧化鐵溶于氫碘酸：Fe(OH)33H=Fe33H2OB小蘇打溶液呈堿性的原因：HCOH2OH3OCOC溴化亞鐵溶液中通入足量氯氣：2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26ClD向硫酸鋁銨溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液：NHAl32SO2Ba25OH=AlO2BaSO4NH3·H2O2H2O解析選項A，F(xiàn)e3會氧化I，錯誤；選項B，寫的是電離方程式不是水解方程式，錯誤，正確的應為HCOH2OOHH2CO3；選項D，Ba(OH)2溶液少量不可能生成AlO，應生成Al(OH)3，錯誤，正確的應為NHAl32SO2Ba24OH=2BaSO4Al(OH)3NH3·H2O。答案C8(2013·南昌調研)下列離子組在水溶液中能大量共存，且投入鋁有氣體生成的是()ANO、Cl、Na、HBAlO、K、ClO、COCCa2、Cl、SO、NaDSO、Fe2、OH、NH解析B中離子能共存，但向該溶液中投入鋁時不會產(chǎn)生氣體，B錯誤；C中Ca2與SO不能大量共存，且溶液顯中性，與鋁不反應，錯誤；D中OH與Fe2和NH均不能大量共存，錯誤。答案A9(2013·大連雙基測試)常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()ApH1的溶液中：Fe2、NO、SO、NaB水電離出的c(H)1012 mol/L的溶液中：Ca2、K、Cl、HCOCc(H)/c(OH)1012的水溶液中：NH、Al3、NO、ClDc(Fe3)0.1 mol/L的溶液中：K、ClO、SO、SCN解析選項A，pH1的溶液顯酸性，溶液中存在大量H，H、NO與Fe2不能大量共存，A錯誤；選項B，水電離出的c(H)1012 mol·L1的水溶液既有可能顯酸性，也有可能顯堿性，但HCO都不能大量存在，B錯誤；選項C，c(H)/c(OH)1012的水溶液顯酸性，這些離子可以大量共存，C正確；選項D，F(xiàn)e3與SCN因發(fā)生絡合反應而不能大量共存，D錯誤。答案C10(2013·長春一調)常溫下下列各組離子在給定條件下一定能大量共存的是()A水電離出的c(H)1×1014 mol·L1的溶液：K、AlO、Br、ClB在含有Al3、Cl的溶液中：HCO、I、NH、Mg2C在c(H)1×1013 mol·L1的溶液中：Na、S2、SO、NOD在溶質為KNO3和NaHSO4的溶液中：Fe2、Ca2、Al3、Cl解析A項，溶液呈酸性或堿性，AlO不能存在于酸性溶液中；B項，Al3與HCO因發(fā)生水解相互促進反應而不能大量共存；D項，H、NO和Fe2因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。答案C二、填空題(共50分)11(10分)(2013·山西診斷)高錳酸鉀(KMnO4)和過氧化氫(H2O2)是兩種典型的氧化劑。(1)H2O2的結構式為_。(2)下列物質中能使酸性KMnO4溶液褪色的是_(填序號)。A臭堿(Na2S) B小蘇打(NaHCO3)C水玻璃(Na2SiO3) D酒精(C2H5OH)(3)高錳酸鉀、雙氧水、活性炭常用于飲用水的處理，但三者聯(lián)合作用時必須有先后順序。在稀硫酸中，KMnO4和H2O2能發(fā)生氧化還原反應：氧化反應：H2O22e2HO2還原反應：MnO5e8HMn24H2O寫出該氧化還原反應的離子方程式：_。在處理飲用水時，活性炭應在高錳酸鉀反應結束后投加，否則會發(fā)生反應：KMnO4CH2OMnO2XK2CO3(未配平)，其中X的化學式為_。解析(1)H2O2中每個原子都達到了穩(wěn)定結果。(2)A項中S2、D項中的酒精(碳元素是2價)都具有還原性，能使酸性KMnO4溶液褪色；B、C項中的物質不與酸性KMnO4溶液反應。(3)KMnO43eMnO2，C4eK2CO3，根據(jù)得失電子守恒有4KMnO412e3C，再結合原子守恒可得X是KHCO3。答案(1)HOOH(2)AD(3)5H2O22MnO6H=2Mn25O28H2OKHCO312(12分)(1)請將下列五種物質：KBr、Br2、I2、KI、K2SO4分別填入下列橫線上，組成一個未配平的化學方程式：KBrO3_H2SO4_H2O。(2)如果該化學方程式中I2和KBr的化學計量數(shù)分別是8和1，則Br2的化學計量數(shù)是_；請將反應物的化學式及配平后的化學計量數(shù)填入下列相應的位置中：KBrO3_H2SO4；若轉移10 mol e，則反應后生成I2的物質的量為_。解析(1)根據(jù)KBrO3在反應后Br元素的化合價降低，則其作氧化劑，則需填入還原劑KI，故所得的未配平的化學方程式為KBrO3KIH2SO4I2Br2K2SO4KBrH2O。(2)如果I2前是8，KBr前是1，則根據(jù)碘元素化合價變化知共失電子16 mol, KBr的系數(shù)是1，得電子為6 mol，則KBrO3Br2共得電子10 mol，即Br2的系數(shù)為1；由中變化可知，KI的系數(shù)為16，KBrO3的系數(shù)為3，再根據(jù)K的原子數(shù)守恒推出K2SO4的系數(shù)為9，所以H2SO4的系數(shù)為9，即3KBrO316KI9H2SO4=8I2Br29K2SO4KBr9H2O；若轉移10 mol電子，則16KI16e8I2 10 y解得y5 mol。答案(1)KBrO3KIH2SO4I2Br2K2SO4KBrH2O(2)1316KI95 mol13(14分)(2013·東北三省聯(lián)考模擬)某工業(yè)廢水僅含下表中的某些離子，且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.1 mol/L(此數(shù)值忽略水的電離及離子的水解)。甲同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：.取該無色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且離子種類增加。.用鉑絲蘸取溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察，無紫色火焰。.另取溶液加入過量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色。.向中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。請推斷：(1)由、判斷，溶液中一定不含有的陽離子是_。(2)中加入鹽酸生成無色氣體的離子方程式是_。(3)甲同學最終確定原溶液中所含陽離子有_，陰離子有_；并據(jù)此推測原溶液應該呈_性，原因是_(請用離子方程式說明)。(4)另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此過程中涉及的離子方程式為_。充分反應后過濾，洗滌，灼燒沉淀至恒重，得到的固體質量為_g。解析(1)根據(jù)，溶液為無色，則溶液中不含Cu2，生成沉淀后離子種類增加，說明原溶液中不含NH；根據(jù)可確定溶液中不含K。(2)根據(jù)的描述可確定生成的無色氣體為NO，則原溶液中一定含有NO和I，根據(jù)轉移電子數(shù)目相等、電荷守恒可寫出離子方程式。(3)結合和溶液中各離子濃度相等可確定溶液中含有的陰離子為SO、Cl、NO和I，溶液中含有的陽離子為Mg2、Al3；結合溶液的組成可確定溶液顯酸性，是Mg2、Al3水解的緣故。(4)加入NaOH溶液，Mg2轉化為Mg(OH)2沉淀，Al3最后轉化為NaAlO2，最終得到0.01 mol Mg(OH)2沉淀，灼燒至恒重得到0.4 g MgO。答案(1)K、NH、Cu2(2)6I2NO8H=3I22NO4H2O(3)Mg2、Al3Cl、NO、SO、I酸Mg22H2OMg(OH)22H、Al33H2OAl(OH)33H(4)Mg22OH=Mg(OH)2、Al34OH=AlO2H2O0.414(14分)(2013·江西聯(lián)考)現(xiàn)有五種可溶性物質A、B、C、D、E，它們所含陰、陽離子互不相同，分別含有五種陽離子Na、Al3、Mg2、Ba2、Fe3和五種陰離子Cl、OH、NO、CO、X中的一種。(1)某同學通過比較分析，認為無需檢驗就可判斷其中必有的兩種物質是_和_(填化學式)。(2)為了確定X，現(xiàn)將(1)中的兩種物質記為A和B，含X的物質記為C，當C與B的溶液混合時，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無味氣體；當C與A的溶液混合時產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴入稀硝酸沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。則X為_。ASOBSOCCH3COO DSiO(3)將Cu投入到裝有D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)。則物質D一定含有上述離子中的_(填相應的離子符號)。有關反應的離子方程式為_。(4)利用上述已經(jīng)確定的物質，可以檢驗出D、E中的陽離子。請簡述實驗操作步驟、現(xiàn)象及結論：_。解析(1)五種碳酸鹽中，只有Na2CO3是可溶的，五種堿中，只有NaOH、Ba(OH)2是可溶的，因為各物質所含陰、陽離子互不相同，所以兩種物質分別是Na2CO3、Ba(OH)2。(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象可知C為Fe2(SO4)3，F(xiàn)e2(SO4)3與Na2CO3發(fā)生雙水解反應，有氫氧化鐵沉淀和二氧化碳氣體生成，F(xiàn)e2(SO4)3與Ba(OH)2反應有氫氧化鐵沉淀和硫酸鋇沉淀生成，滴入稀硝酸，只有氫氧化鐵沉淀溶解。(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象，Cu與NO在酸性條件下發(fā)生反應：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。(4)利用氫氧化鋁溶于強堿的性質進行檢驗。答案(1)Na2CO3Ba(OH)2(2)B(3)NO3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(4)往D的溶液中逐漸加入Ba(OH)2溶液直至過量，若先出現(xiàn)白色沉淀后又逐漸溶解，則D中含有Al3；若生成的白色沉淀不溶解，則D中含有Mg2