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2014届高考化学(新课标)二轮复习钻石卷 高考专题训练:氧化还原反应和离子反应


氧化还原反应和离子反应
时间:45 分钟 分值:100 分 一、选择题(每小题 5 分,共 50 分) 1.(2013· 山西诊断)LiNi0.25Co0.75O2 是锂离子电池的一种高性能 的二元正极活性材料,其制备原理可表示为 4Ni0.25Co0.75(OH)2 + 4LiOH+O2===4LiNi0.25Co0.75O2+6H2O(已知 Ni 与 Co 的化合价

均有 +2 和+3)。下列说法不正确的是( )

A.Ni0.25Co0.75(OH)2 中 Ni 的化合价是+2 B.LiNi0.25Co0.75O2 中 Co 的化合价是+3 C.该反应中 LiOH 是还原剂 D.该反应中 O2 是氧化剂 解析 根据化合物中化合价代数和为 0 的原则, Ni0.25Co0.75(OH)2

中 Ni 和 Co 的化合价均为+2,LiNi0.25Co0.75O2 中 Ni 和 Co 的化合价 均是+3,A、B 项正确;该反应中 LiOH 既不是氧化剂,也不是还 原剂,C 项错误;O2 得电子化合价降低,O2 是氧化剂,D 项正确。 答案 C

2.(2013· 合肥质检)NaNO2 是一种食品添加剂,它能致癌。酸性
- KMnO4 溶 液 与 NaNO2 反 应 的 化 学 方 程 式 为 MnO - 4 + NO 2 +

―→Mn2++NO- 3 +H2O。下列叙述中正确的是( A.该反应中 NO- 2 被还原 B.反应过程中溶液的 pH 减小 C.生成 1 mol NaNO3 需消耗 0.4 mol KMnO4 D. 解析 中的粒子是 OH-

)

- NO- 2 中 N 元素的化合价升高,NO2 被氧化,A 项错误。

根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为 2MnO- 4+
1

+ - 2+ 5NO- 2 +6H ===2Mn +5NO3 +3H2O,据此可知 B、D 项错误,C

项正确。 答案 C

3. (2013· 大连双基测试)水热法制备纳米颗粒 Y(化合物)的反应为
- - 2- 3Fe2++2S2O2 3 + O2+ aOH ===Y+ S4O6 + 2H2O,下列说法中,不

正确的是( A.a=4

)

B.Y 的化学式为 Fe2O3
- C.S2O2 3 是还原剂

D.每有 1 mol O2 参加反应,转移的电子为 4 mol 解析 选项 A,根据电荷守恒可求出 a=4,A 正确;选项 B,

- 2- 根据元素守恒可分析出 Y 应为 Fe3O4, B 错误; 选项 C, S2O2 3 →S4O6 , - S 元素化合价升高,S2O2 3 是还原剂,C 正确;选项 D,反应方程式

中只有 O2 中 O 的化合价降低:0→-2,O2 是氧化剂,1 mol O2 参加 反应得到 4 mol 电子,D 正确。 答案 B

4.(2013· 长春一调)现取 m g 镁铝合金在一定浓度的稀硝酸中恰 好完全溶解(硝酸的还原产物只有 NO),向反应后的混合溶液中滴加 b mol/L NaOH 溶液,当滴加到 V mL 时,得到沉淀质量恰好为最大 值 n g,则下列有关该实验的说法中正确的有( ①沉淀中 OH-的质量为(n-m)g bV ②恰好溶解后溶液中的 NO- mol 3 的物质的量为 1 000 ③反应过程中转移的电子数为 n-m mol 17 22.4?n-m? L 51 )

④标准状况下生成 NO 的体积为
2

?n-m bV ? ?mol ⑤与合金反应的硝酸的物质的量为? + 1 000? ? 51

A.5 项 C.3 项 解析

B.4 项 D.2 项

本题涉及的反应有 Al+ 4HNO3(稀 )===Al(NO3)3+NO↑

+2H2O; 3Mg+8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O; Al(NO3)3 + 3NaOH===Al(OH)3↓ + 3NaNO3 ; Mg(NO3)2 +

2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaNO3。 当合金恰好溶解时, 溶液中的 NO- 3 与 Na+的物质的量相等,n(NO- 3 )=n(NaOH)= bV mol,②正确。沉 1 000

淀质量最大时,生成的 n g 沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁,根据质量守 恒定律,其中镁、铝元素的质量等于 m g,所以沉淀中氢氧根的质量 为(n-m)g,则反应过程中转移的电子为 n(e-)=n(OH-)= 故①、 ③正确。 根据电子得失守恒知, 标准状况下 V(NO)= n-m mol, 17

22.4?n-m? 51

L,故④正确。参加反应的硝酸有两种作用,起酸性作用的硝酸(生成 硝酸盐)的物质的量等于硝酸钠的物质的量,即 的硝酸的物质的量等于 NO 的物质的量,即 bV mol;作氧化剂 1 000

n-m mol,所以,与合金 51

?n-m bV ? ?mol,故⑤正确。 反应的硝酸的物质的量为? + 1 000? ? 51

答案

A

5.(2013· 南京一模)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的 是( ) A.NO2 通入水中:3NO2+H2O===2H++2NO- 3 +NO 通电 B.用两个铜电极电解 CuSO4 溶液:2Cu +2H2O=====2Cu+
2+ 3

O2↑+4H+
- 2+ C.SO2 通入 FeCl3 溶液中:SO2+Fe3++2H2O===SO2 4 +Fe

+4H+ D . 过 量 的 CO2 通 入 NaAlO2 溶 液 中 : 2AlO - 2 + CO2 +
- 3H2O===2Al(OH)3↓+CO2 3

解析

B 项,铜作电极,则阳极上铜电极溶解,阴极上铜离子放

电析出铜,故不正确;C 项,离子方程式未配平,正确的离子方程式
- + 2+ 应为 SO2+2Fe3++2H2O===SO2 4 +2Fe +4H ;D 项,通入过量的 - CO2 气体应该生成 HCO- 3 ,正确的离子方程式应为 AlO 2 + CO2 +

2H2O===Al(OH)3↓+HCO- 3。 答案 A

6.(2013· 郑州质检)下列实验现象及相关的离子方程式均正确的 是( ) A. 碳酸钙粉末中加入醋酸溶液, 固体逐渐减少, 生成无色气体: CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O B.向 BaCl2 溶液中通入 SO2 气体,出现白色沉淀:Ba2++SO2 +H2O===BaSO3↓+2H+ C. 向 H2O2 溶液中滴加酸化的 KMnO4 溶液, KMnO4 溶液褪色:
+ 2+ 2MnO- 4 +7H2O2+6H ===2Mn +6O2↑+10H2O

D.将等物质的量浓度、等体积的 Ba(OH)2 溶液和 NaHSO4 溶液
- + - 混合,生成白色沉淀:Ba2++SO2 4 +H +OH ===BaSO4↓+H2O

解析

醋酸是弱酸,离子方程式中应用 CH3COOH 表示,A 项

错误;二氧化硫通入氯化钡溶液中,不能形成 BaSO3 沉淀,B 项错
+ + 误;正确的离子方程式为 2MnO- 4 +5H2O2+6H ===2Mn +5O2↑+

8H2O, C 项错误; 等物质的量浓度、 等体积的 Ba(OH)2 溶液和 NaHSO4

4

溶液混合,溶液中剩余 OH-,D 项正确。 答案 D )

7.(2013· 湖北八校联考)下列离子方程式表达正确的是( A.氢氧化铁溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O B.小苏打溶液呈碱性的原因:HCO- 3 +H2O

- H3O++CO2 3

C.溴化亚铁溶液中通入足量氯气:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3


+2Br2+6Cl-
3+ D.向硫酸铝铵溶液中滴加少量 Ba(OH)2 溶液:NH+ 4 +Al +

- - - 2+ 2SO2 H2O+2H2O 4 +2Ba +5OH ===AlO2 +2BaSO4↓+NH3·

解析

选项 A,Fe3+会氧化 I-,错误;选项 B,写的是电离方程 OH - +

式不是水解方程式,错误,正确的应为 HCO - 3 + H2O

H2CO3 ;选项 D , Ba(OH)2 溶液少量不可能生成 AlO - 2 ,应生成
- 3+ 2- 2+ Al(OH)3 ,错误,正确的应为 NH + 4 + Al + 2SO 4 + 2Ba + 4OH

===2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3· H2O。 答案 C

8.(2013· 南昌调研)下列离子组在水溶液中能大量共存,且投入 铝有气体生成的是( )

- + + A.NO- 3 、Cl 、Na 、H + - 2- B.AlO- 2 、K 、ClO 、CO3 - + C.Ca2+、Cl-、SO2 4 、Na - - + 2+ D.SO2 4 、Fe 、OH 、NH4

解析

B 中离子能共存,但向该溶液中投入铝时不会产生气体,

- B 错误;C 中 Ca2+与 SO2 4 不能大量共存,且溶液显中性,与铝不反

应,错误;D 中 OH-与 Fe2+和 NH+ 4 均不能大量共存,错误。 答案 A

5

9.(2013· 大连双基测试)常温下,下列各组离子在指定溶液中能 大量共存的是( )

+ 2- A.pH=1 的溶液中:Fe2+、NO- 3 、SO4 、Na

B.水电离出的 c(H+)=10-12 mol/L 的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、 HCO- 3
- - 3+ C.c(H+)/c(OH-)=1012 的水溶液中:NH+ 4 、Al 、NO3 、Cl

2- D.c(Fe3+)=0.1 mol/L 的溶液中:K+、ClO-、SO4 、SCN-

解析

选项 A, pH=1 的溶液显酸性, 溶液中存在大量 H+, H+、

+ 2+ NO- 3 与 Fe 不能大量共存,A 错误;选项 B,水电离出的 c(H )=10 -12

mol· L-1 的水溶液既有可能显酸性,也有可能显碱性,但 HCO- 3都

不能大量存在,B 错误;选项 C,c(H+)/c(OH-)=1012 的水溶液显酸 性,这些离子可以大量共存,C 正确;选项 D,Fe3+与 SCN-因发生 络合反应而不能大量共存,D 错误。 答案 C

10. (2013· 长春一调)常温下下列各组离子在给定条件下一定能大 量共存的是( )

A.水电离出的 c(H+)=1×10-14 mol· L-1 的溶液:K+、AlO- 2、 Br-、Cl-
- + 2+ B.在含有 Al3+、Cl-的溶液中:HCO- 3 、I 、NH4 、Mg - C.在 c(H+)=1×10-13 mol· L-1 的溶液中:Na+、S2-、SO2 3 、

NO- 3 D.在溶质为 KNO3 和 NaHSO4 的溶液中:Fe2+、Ca2+、Al3+、 Cl- 解析 A 项,溶液呈酸性或碱性,AlO- 2 不能存在于酸性溶液中;

B 项, Al3+与 HCO- D 项, 3 因发生水解相互促进反应而不能大量共存;

6

2+ H+、NO- 3 和 Fe 因发生氧化还原反应而不能大量共存。

答案

C

二、填空题(共 50 分) 11.(10 分)(2013· 山西诊断)高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2) 是两种典型的氧化剂。 (1)H2O2 的结构式为________________。 (2) 下列物质中能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 ________( 填序 号)。 A.臭碱(Na2S) B.小苏打(NaHCO3) C.水玻璃(Na2SiO3) D.酒精(C2H5OH) (3)高锰酸钾、双氧水、活性炭常用于饮用水的处理,但三者联 合作用时必须有先后顺序。 ①在稀硫酸中,KMnO4 和 H2O2 能发生氧化还原反应: 氧化反应:H2O2-2e-―→2H++O2↑
- + 2+ 还原反应:MnO- 4 +5e +8H ―→Mn +4H2O

写 出 该 氧 化 还 原 反 应 的 离 子 方 程 式 : ____________________________。 ②在处理饮用水时, 活性炭应在高锰酸钾反应结束后投加, 否则 会发生反应:KMnO4+C+H2O―→MnO2+X+K2CO3(未配平),其 中 X 的化学式为________。 解析 (1)H2O2 中每个原子都达到了稳定结果。 (2)A 项中 S2-、 D

项中的酒精(碳元素是-2 价)都具有还原性,能使酸性 KMnO4 溶液 褪色;B、C 项中的物质不与酸性 KMnO4 溶液反应。(3)②KMnO4~ 3e-~MnO2,C~4e-~K2CO3,根据得失电子守恒有 4KMnO4~12e


~3C,再结合原子守恒可得 X 是 KHCO3。

7

答案 (2)AD

(1)H—O—O—H ===2Mn2

(3)①5H2O2 + 2MnO ②KHCO3



4

+ 6H





+ 5O2↑ + 8H2O

12.(12 分)(1)请将下列五种物质:KBr、Br2、I2、KI、K2SO4 分别填入下列横线上,组成一个未配平的化学方程式: KBrO3+________+H2SO4―→________+________+________ +________+H2O。 (2)如果该化学方程式中 I2 和 KBr 的化学计量数分别是 8 和 1, 则 ①Br2 的化学计量数是________; ②请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的 位置中: KBrO3+ ________+ H2SO4―→;

③若转移 10 mol e-,则反应后生成 I2 的物质的量为________。 解析 (1)根据 KBrO3 在反应后 Br 元素的化合价降低,则其作

氧化剂, 则需填入还原剂 KI, 故所得的未配平的化学方程式为 KBrO3 +KI+H2SO4―→I2+Br2+K2SO4+KBr+H2O。 (2)①如果 I2 前是 8,KBr 前是 1,则根据碘元素化合价变化知共 失电子 16 mol, KBr 的系数是 1,得电子为 6 mol,则 KBrO3→Br2 共得电子 10 mol,即 Br2 的系数为 1;②由①中变化可知,KI 的系 数为 16,KBrO3 的系数为 3,再根据 K 的原子数守恒推出 K2SO4 的 系数为 9, 所以 H2SO4 的系数为 9, 即 3KBrO3+16KI+9H2SO4===8I2 +Br2+9K2SO4+KBr+9H2O;③若转移 10 mol 电子,则 16KI~16e-~8I2 10 y
8

解得 y=5 mol。 答案 (2)①1 ②3 16 KI 9 (1)KBrO3+KI+H2SO4―→I2+Br2+K2SO4+KBr+H2O

③5 mol 13. (14 分)(2013· 东北三省联考模拟)某工业废水仅含下表中的某 些离子,且各种离子的物质的量浓度相等,均为 0.1 mol/L(此数值忽 略水的电离及离子的水解)。

甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验: Ⅰ.取该无色溶液 5 mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类 增加。 Ⅱ.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无 紫色火焰。 Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空 气变成红棕色。 Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入 BaCl2 溶液,有白色沉淀生成。 请推断: (1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是________。 (2)Ⅲ 中 加 入 盐 酸 生 成 无 色 气 体 的 离 子 方 程 式 是 ________________。 (3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有 ________,阴离子有 ______ ; 并 据 此 推 测 原 溶 液 应 该 呈 ________ 性 , 原 因 是 ________________________
9

(请用离子方程式说明)。 (4)另取 100 mL 原溶液,加入足量的 NaOH 溶液,此过程中涉 及的离子方程式为________________。充分反应后过滤,洗涤,灼烧 沉淀至恒重,得到的固体质量为________g。 解析 (1)根据Ⅰ,溶液为无色,则溶液中不含 Cu2+,生成沉淀

后离子种类增加,说明原溶液中不含 NH+ 4 ;根据Ⅱ可确定溶液中不 含 K+。(2)根据Ⅲ的描述可确定生成的无色气体为 NO,则原溶液中
- 一定含有 NO- 3 和 I ,根据转移电子数目相等、电荷守恒可写出离子

方程式。(3)结合Ⅳ和溶液中各离子浓度相等可确定溶液中含有的阴
- - - - 2+ 3+ 离子为 SO2 4 、Cl 、NO3 和 I ,溶液中含有的阳离子为 Mg 、Al ;

结合溶液的组成可确定溶液显酸性,是 Mg2+、Al3+水解的缘故。(4) 加入 NaOH 溶液, Mg2 + 转化为 Mg(OH)2 沉淀, Al3 + 最后转化为 NaAlO2,最终得到 0.01 mol Mg(OH)2 沉淀,灼烧至恒重得到 0.4 g MgO。 答案
2+ (1)K+、NH+ 4 、Cu

+ (2)6I-+2NO- 3 +8H ===3I2+2NO↑+4H2O

(3)Mg2 + 、 Al3 + 2H2O

- 2- Cl - 、 NO - 3 、 SO 4 、 I



Mg2 + +

Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O

Al(OH)3+3H+

(4)Mg2+ +2OH- ===Mg(OH)2↓、 Al3++ 4OH-===AlO- 2 + 2H2O 0.4 14.(14 分)(2013· 江西联考)现有五种可溶性物质 A、B、C、D、 E,它们所含阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子 Na+、Al3+、
2- Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子 Cl-、OH-、NO- 3 、CO3 、X 中的

一种。 (1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两 种物质是________和________(填化学式)。
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(2)为了确定 X,现将(1)中的两种物质记为 A 和 B,含 X 的物质 记为 C,当 C 与 B 的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体; 当 C 与 A 的溶液混合时产生棕黄色沉淀,向该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。则 X 为________。
- A.SO2 3 - B.SO2 4 - D.SiO2 3

C.CH3COO-

(3)将 Cu 投入到装有 D 溶液的试管中,Cu 不溶解;再滴加稀 H2SO4,Cu 逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。则物质 D 一定 含有上述离子中的________(填相应的离子符号)。有关反应的离子方 程式为____________。 (4)利用上述已经确定的物质,可以检验出 D、E 中的阳离子。请 简 述 实 验 操 作 步 骤 、 现 象 及 结 论 :

________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ________。 解析 (1)五种碳酸盐中,只有 Na2CO3 是可溶的,五种碱中,只

有 NaOH、 Ba(OH)2 是可溶的, 因为各物质所含阴、 阳离子互不相同, 所以两种物质分别是 Na2CO3、Ba(OH)2。 (2)根据实验现象可知 C 为 Fe2(SO4)3,Fe2(SO4)3 与 Na2CO3 发生 双水解反应,有氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体生成, Fe2(SO4)3 与 Ba(OH)2 反应有氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀生成,滴入稀硝酸,只有 氢氧化铁沉淀溶解。 (3)根据实验现象, Cu 与 NO- 3Cu+8H 3 在酸性条件下发生反应:


2+ +2NO- 3 ===3Cu +2NO↑+4H2O。

(4)利用氢氧化铝溶于强碱的性质进行检验。
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答案 (2)B

(1)Na2CO3 Ba(OH)2
2+ 3Cu+8H++2NO- 3 ===3Cu +2NO↑+4H2O

(3)NO- 3

(4)往 D 的溶液中逐渐加入 Ba(OH)2 溶液直至过量,若先出现白 色沉淀后又逐渐溶解,则 D 中含有 Al3+;若生成的白色沉淀不溶解, 则 D 中含有 Mg2+

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