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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練3 氧化還原反應(yīng)　離子反應(yīng) 一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.(xx黑龍江哈三中期末)下列各組離子能在指定溶液中大量共存的是(　　) ①無色溶液中:K+、Cl-、N、Al、S ②常溫下,pH=14的溶液中:C、Na+、S2-、Al ③室溫下水電離的c(H+)=10-13 molL-1的溶液:K+、HC、Br-、Ba2+ ④加入Mg能放出H2的溶液中:N、Cl-、Na+、S ⑤使甲基橙變紅的溶液中:Mn、N、Na+、Fe3+ ⑥室溫下=1012的溶液中:Fe2+、Al3+、N、I- A.①③⑥ B.①②⑤ C.②④⑤ D.①③④ 2.(xx福建泉州一月質(zhì)檢)下列反應(yīng)的離子方程式正確的是(　　) A.往NaAlO2溶液中通入過量CO2:2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C B.Na2SiO3溶液與稀醋酸混合:Si+2H+H2SiO3↓ C.鈉與CuSO4溶液反應(yīng):2Na+Cu2+Cu+2Na+ D.往Na2SO3溶液中滴加雙氧水:H2O2+SS+H2O 3.(xx安徽黃山一模)常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　) A.能使甲基橙變黃的溶液中:Na+、K+、S、Al3+ B.pH=2的溶液中:Na+、ClO-、N、S C.某透明澄清的溶液中:N、Cu2+、N、Cl- D.0.1 molL-1 NaHCO3溶液中:K+、Ba2+、OH-、Cl- 4.(xx河南焦作一模)某溶液中可能含有H+、Na+、N、Mg2+、Fe3+、Al3+、S、C等離子。當(dāng)向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí),發(fā)現(xiàn)生成沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液的體積變化的圖像如圖所示,下列說法中正確的是(　　) A.原溶液中含有的陽離子是H+、N、Mg2+、Al3+ B.原溶液中一定含有S和Na+ C.原溶液中S的物質(zhì)的量至少為4.5 mol D.反應(yīng)最后形成的溶液中含有的溶質(zhì)為Na2SO4 5.(xx江西景德鎮(zhèn)二模)已知某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。下列說法中不正確的是(　　) A.該未知物X為Na2SO4 B.該反應(yīng)的氧化劑是KIO3 C.該反應(yīng)中,發(fā)生氧化反應(yīng)的過程是KIO3I2 D.由反應(yīng)可知還原性強(qiáng)弱順序?yàn)?Na2SO3>I2 6.(xx山東泰安期末)對劇毒的氰化物可在堿性條件下用如下方法進(jìn)行處理:2CN-+8OH-+5Cl22CO2+N2+10Cl-+4H2O。下列判斷正確的是(　　) A.當(dāng)有0.2 mol CO2生成時(shí),溶液中陰離子的物質(zhì)的量增加1 mol B.該反應(yīng)中,每有2 mol CN-反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子為10 mol C.上述反應(yīng)中的還原劑是OH- D.還原性:Cl->CN- 7.(xx江西吉安期末)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將a L SO2和Cl2組成的混合氣體通入100 mL 0.2 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,充分反應(yīng)后,溶液的棕黃色變淺。向反應(yīng)后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,將所得沉淀過濾、洗滌、干燥后稱重,其質(zhì)量為23.3 g。則下列關(guān)于該過程的推斷不正確的是(　　) A.混合氣體中氯氣物質(zhì)的量為0.04 mol B.混合氣體中SO2物質(zhì)的量為0.04 mol C.所得的沉淀為0.1 mol BaSO4 D.a的取值范圍為0.896　　　　　　>　　　　　　。 (2)Na2FeO4溶于水會(huì)放出一種無色無味氣體,其殺菌消毒、吸附水中的懸浮雜質(zhì)的原理可用離子方程式表示為　　　　　　　　　　　。 (3)工業(yè)以CH3OH與NaClO3為原料在酸性條件下制取ClO2,同時(shí)產(chǎn)生CO2氣體,已知該反應(yīng)分為兩步進(jìn)行,第一步為2Cl+2Cl-+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。 ①寫出第二步反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　。 ②工業(yè)生產(chǎn)時(shí)需在反應(yīng)物中加少量Cl-,其作用是　　　　　　　　　。 ③生產(chǎn)中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Cl+Cl-+H+Cl2↑+H2O(未配平),若測得反應(yīng)后的混合氣體中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為,則起始投料時(shí)CH3OH與NaClO3的物質(zhì)的量之比為　　　。 (4)已知二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點(diǎn)為-59 ℃,沸點(diǎn)為11.0 ℃,易溶于水。ClO2也可以看作是亞氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸在60 ℃時(shí)反應(yīng)制得。某學(xué)生用如圖所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集ClO2,其中A為ClO2的發(fā)生裝置,B為ClO2的凝集裝置,C為尾氣吸收裝置。請?zhí)羁? ①A部分還應(yīng)添加溫度控制(如水浴加熱)裝置,B部分還應(yīng)補(bǔ)充什么裝置　　　　　　; ②C中應(yīng)裝的試劑為　　　　　　。C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 11. (14分)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。 (1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。 ①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等雜質(zhì)。某次除雜操作時(shí),往粗鹽水中先加入過量的　　　　(填化學(xué)式),至沉淀不再產(chǎn)生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的S,其原因是　　　　　　　　　　[已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10、Ksp(BaCO3)=5.110-9]。 ②該法工藝原理示意圖如下。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有　　　　(填化學(xué)式),發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為　。 (2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法,其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式: 　(D)+24NaClO3+12H2SO4　ClO2↑+　CO2↑+18H2O+　　　 (3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN-氧化為無毒的物質(zhì),自身被還原為Cl-。處理含CN-相同量的電鍍廢水,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的　　　　倍。 三　氧化還原反應(yīng)　離子反應(yīng) 1.C　解析:①銨根離子與偏鋁酸根離子發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和氨氣,故①錯(cuò)誤;②在堿性溶液中各種離子不相互反應(yīng),故②正確;③水電離的c(H+)=10-13 molL-1的溶液,為酸性或堿性溶液,碳酸氫根離子在酸性或堿性溶液中都不能大量存在,故③錯(cuò)誤;④加入Mg能放出H2的溶液為酸性溶液,在酸性溶液中幾種離子均可以大量共存,故④正確;⑤使甲基橙變紅的溶液為酸性溶液,酸性溶液中幾種離子均可以大量共存,故⑤正確;⑥=1012的溶液為酸性溶液,酸性溶液中亞鐵離子被硝酸根離子氧化為鐵離子,故⑥錯(cuò)誤,故正確選項(xiàng)為C。 2.D　解析:A項(xiàng),往NaAlO2溶液中通入過量CO2,生成Al(OH)3沉淀和HC,錯(cuò)誤;B項(xiàng),醋酸為弱酸,不能拆成離子,錯(cuò)誤;C項(xiàng),鈉與CuSO4溶液反應(yīng)時(shí),Na先與H2O反應(yīng)生成NaOH和H2,NaOH再與CuSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),H2O2具有強(qiáng)氧化性,把S氧化為S,正確。 3.C　解析:A項(xiàng),使甲基橙變黃的溶液pH大于4.4,可能為堿性,若為堿性溶液,Al3+與OH-發(fā)生反應(yīng)不能大量共存,錯(cuò)誤;B項(xiàng),pH=2的溶液顯酸性,ClO-與H+反應(yīng)生成HClO,不能大量共存,錯(cuò)誤;C項(xiàng),各離子間互不反應(yīng),可以大量共存,正確;D項(xiàng),HC能與OH-反應(yīng),不能大量共存,錯(cuò)誤。 4.C　解析:向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí),開始無沉淀,說明溶液中含有H+,由于2H++CH2O+CO2↑,所以不含有C。隨著NaOH的加入,沉淀越來越多,當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時(shí),沉淀的質(zhì)量不再變化,說明發(fā)生反應(yīng)N+OH-NH3H2O,則含有N。再繼續(xù)加入NaOH溶液時(shí)沉淀又有所減少,說明含有Al3+,則根據(jù)圖像可知n(Al3+)=1 mol,產(chǎn)生Al(OH)3沉淀消耗NaOH的物質(zhì)的量為3 mol,使Al(OH)3沉淀溶解消耗NaOH為1 mol,由圖可看出1 mol的NaOH占有的體積為1個(gè)格。在溶液中發(fā)生反應(yīng):Al3++3OH-Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-Al+2H2O,由于沉淀未完全溶解,說明還含有難溶性物質(zhì)。該沉淀為1 mol,產(chǎn)生該沉淀消耗NaOH為3 mol,是Fe(OH)3,則原溶液含有n(H+)=1 mol;n(N)=2 mol;n(Al3+)=1 mol;n(Fe3+)=1 mol。根據(jù)溶液的電中性原理,則一定還含有S。若原溶液中不含有Na+,則2n(S)=n(H+)+n(N)+3n(Al3+)+3n(Fe3+)=(1+2+31+31) mol=9 mol,n(S)=4.5 mol;若原溶液中含有Na+,則陰離子S的物質(zhì)的量還要增多。因此原溶液中S的物質(zhì)的量至少為4.5 mol。由上述分析可知:反應(yīng)到最后一定含有的物質(zhì)為Na2SO4及NaAlO2。 5.C　解析:Na2SO3是反應(yīng)物,H2O是生成物,根據(jù)原子守恒,知硫酸是反應(yīng)物,硫酸鈉是生成物;根據(jù)化合價(jià)的變化判斷亞硫酸鈉是還原劑;另一種反應(yīng)物是氧化劑,所以KIO3是氧化劑,還原產(chǎn)物是I2;2KIO3+5Na2SO3+H2SO45Na2SO4+I2+K2SO4+H2O;根據(jù)化合價(jià)變化知,還原劑是Na2SO3,發(fā)生氧化反應(yīng),故C錯(cuò)誤。 6.B　解析:根據(jù)離子方程式可知,反應(yīng)中碳元素的化合價(jià)從+2價(jià)升高到+4價(jià),氮元素的化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià),因此CN-是還原劑;氯元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià),氯氣是氧化劑。A項(xiàng),根據(jù)離子方程式可知,反應(yīng)前后溶液中陰離子的個(gè)數(shù)不變,A不正確;B項(xiàng),該反應(yīng)中,每有2 mol CN-反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子為2 mol5=10 mol,B正確;C項(xiàng),還原劑是CN-,C不正確;D項(xiàng),氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性,所以還原性是CN->Cl-,D不正確。答案選B。 7.A　解析:將a L SO2和Cl2組成的混合氣體通入100 mL 0.2 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,充分反應(yīng)后,溶液的棕黃色變淺。主要發(fā)生了:①二氧化硫與氯氣在水溶液中的氧化還原反應(yīng)且兩者按物質(zhì)的量之比1∶1進(jìn)行;②由于溶液的棕黃色變淺,知①中反應(yīng)物二氧化硫過量繼而發(fā)生了二氧化硫與三價(jià)鐵離子的氧化還原反應(yīng),且二者按物質(zhì)的量之比1∶2進(jìn)行。再據(jù)向反應(yīng)后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,將所得沉淀過濾、洗滌、干燥后稱重,其質(zhì)量為23.3 g,知沉淀為硫酸鋇且是=0.1 mol,故C正確。同時(shí)知溶液中硫酸根總量為0.1 mol,其中來自于硫酸鐵0.06 mol,那么另外0.04 mol硫酸根肯定來自于二氧化硫的氧化產(chǎn)物,由此推知有0.04 mol二氧化硫被氧化,故B正確。由于發(fā)生了Fe2(SO4)3與SO2的反應(yīng),則n(Cl2)Cl2>Na2FeO4。(2)根據(jù)題意可得Na2FeO4把H2O氧化為O2,氧氣殺菌消毒,它本身被還原為Fe3+。Fe3+水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體吸附水中的懸浮物質(zhì),從而凈化了水。該反應(yīng)的離子方程式為4Fe+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2↑。(3)①第二步反應(yīng)的離子方程式為:CH3OH+3Cl2+H2O6Cl-+CO2+6H+。②由第一步和第二步兩個(gè)離子方程式可以看出若轉(zhuǎn)移相同的電子,Cl-的消耗與產(chǎn)生量相等。之所以在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)要在反應(yīng)物中加少量Cl-,是因?yàn)镃l-起催化劑作用。③將第一步與第二步的方程式疊加可得總方程式:6Cl+CH3OH+6H+CO2↑+6ClO2↑+5H2O。將副反應(yīng)Cl+Cl-+H+Cl2↑+H2O配平可得:Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O。若測得反應(yīng)后的混合氣體中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為,假設(shè)氣體的總物質(zhì)的量為73 mol,則Cl2為3 mol;CO2和ClO2總物質(zhì)的量為70 mol。產(chǎn)生3 mol的Cl2消耗NaClO3的物質(zhì)的量1 mol;根據(jù)離子方程式6Cl+CH3OH+6H+CO2↑+6ClO2↑+5H2O可知產(chǎn)生CO2和ClO2總物質(zhì)的量為70 mol時(shí),消耗CH3OH的物質(zhì)的量為10 mol;消耗NaClO3的物質(zhì)的量為60 mol。所以共消耗CH3OH的物質(zhì)的量為10 mol;消耗NaClO3的物質(zhì)的量為60 mol+1 mol=61 mol。因此起始投料時(shí)CH3OH與NaClO3的物質(zhì)的量之比為10∶61=1∶6.1。(4)①因?yàn)镃lO2的沸點(diǎn)低,容易揮發(fā),所以B部分還應(yīng)補(bǔ)充的裝置是冷凝裝置?？梢杂帽M(jìn)行降溫。②C為尾氣吸收裝置,由于ClO2能與堿發(fā)生反應(yīng),所以通常用NaOH溶液來吸收。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO2+2NaOHNaClO2+NaClO3+H2O。 11.答案:(1)①BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當(dāng)溶液中存在大量C時(shí),BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)(或其他合理答案) ②H2、Cl2 2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O (2)1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO424ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4 (3)2.5 解析:(1)①加入Na2CO3和NaOH分別除去Ca2+、Mg2+,要除去S,則應(yīng)加入BaCl2;難溶電解質(zhì)BaSO4和BaCO3的沉淀可相互轉(zhuǎn)化,當(dāng)溶液中存在大量C時(shí),根據(jù)沉淀溶解平衡,BaSO4(s)會(huì)部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s),使濾液中仍含有一定量的S;②根據(jù)工藝原理示意圖,電解食鹽水,可得到H2和Cl2,利用H2和Cl2可生成合成塔中的HCl;根據(jù)題目文字“氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2”及示意圖的箭頭指向,則發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為2NaClO3 +4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;(2)纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D為葡萄糖,根據(jù)元素守恒,產(chǎn)物還有Na2SO4,依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒進(jìn)行配平,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6+ 24NaClO3+12H2SO424ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4;(3)ClO2中的Cl元素是+4價(jià),被還原為Cl-,要得到5個(gè)e-,Cl2中Cl元素是0價(jià),被還原為Cl-,要得到2個(gè)e-,處理含CN-相同量的電鍍廢水,反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同,Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍。