2020高考化学二轮复习专题限时集训3离子反应与氧化还原反应（含解析）

专题限时集训(三)　离子反应与氧化还原反应

(限时：45分钟)

(对应学生用书第133页)

1．(2019·浙江4月选考)不能正确表示下列变化的离子方程式是(　　)

A．二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应：5SO2＋2H2O＋2MnO===2Mn2＋＋5SO＋4H＋

B．酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水：2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O

C．硅酸钠溶液和盐酸反应：SiO＋2H＋===H2SiO3↓

D．硫酸铜溶液中加少量的铁粉：3Cu2＋＋2Fe===2Fe3＋＋3Cu

D　[硫酸铜溶液中加少量的铁粉：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，D项错误。]

2．(2019·合肥质检)在指定条件下，下列各组离子一定能大量共存的是(　　)

A．滴加甲基橙试剂显红色的溶液中：Na＋、Fe2＋、Cl－、NO

B．滴入KSCN溶液显血红色的溶液中：NH、Mg2＋、SO、Cl－

C.＝1012的溶液中：NH、Al3＋、NO、CO

D．由水电离的c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、AlO、HCO

B　[A项，酸性条件下NO与Fe2＋不共存，错误；C项，碱性溶液中，NH、Al3＋不能大量存在，错误；D项，溶液可能呈酸性或碱性，HCO不共存，错误。]

3．(2019·全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是(　　)

A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变

B．水中的NO、SO、Cl－通过阴离子树脂后被除去

C．通过净化处理后，水的导电性降低

D．阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O

A　[A项，由题图可知，经过阳离子交换树脂后，Ca2＋、Na＋、Mg2＋交换为H＋，由电荷守恒知，阳离子总数会增加，错误；B项，由题图可知，通过阴离子交换树脂后，NO、Cl－、SO被除去，正确；C项，通过净化处理后，水中的导电离子种类与浓度降低，水的导电性降低，正确；D项，阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O，正确。]

4．向暗红色CrO3固体表面喷洒酒精会剧烈反应，生成绿色固体Cr2O3，同时有具有刺激性气味的乙醛生成。下列判断错误的是(　　)

A．该反应说明乙醛既有氧化性又有还原性

B．若有1 mol乙醇参加反应，转移电子的物质的量为2 mol

C．由此反应可知，酒精严禁与强氧化性试剂混合存放

D．上述反应的化学方程式为2CrO3＋3C2H5OH===Cr2O3＋3CH3CHO＋3H2O

A　[由题给信息可写出该反应的化学方程式为2CrO3＋3C2H5OH===Cr2O3＋3CH3CHO＋3H2O，在该反应中C2H5OH为还原剂，乙醛是氧化产物，根据该反应无法说明乙醛既有氧化性又有还原性，A项错误。]

5．(2019·成都模拟)如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法不正确的是(　　)

A．硫在自然界中既有游离态又有化合态

B．过程⑤宜在土壤的缺氧区实现

C．硫元素的循环过程中只有硫的还原

D．若生物体有机硫的成键方式为CSH，则过程④中S未发生氧化还原反应

C　[硫在自然界中有游离态和化合态两种存在形态，A项正确；在土壤中缺氧的条件下可实现⑤的转化，B项正确；题图循环过程中①、②均为硫的氧化，C项错误；结合生物体有机硫中S的成键方式可知，S元素为－2价，则过程④中S元素化合价未发生变化，D项正确。]

6．(2019·济南质检)CuS、Cu2S均可用于处理酸性废水中的Cr2O，发生反应如下。

反应Ⅰ：CuS＋Cr2O＋H＋―→Cu2＋＋SO＋Cr3＋＋H2O(未配平)

反应Ⅱ：Cu2S＋Cr2O＋H＋―→Cu2＋＋SO＋Cr3＋＋H2O(未配平)   

下列有关说法正确的是(　　)

A．反应Ⅰ和Ⅱ中各有2种元素的化合价发生变化

B．处理1 mol Cr2O时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H＋的物质的量相等

C．反应Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶5

D．质量相同时，Cu2S能去除更多的Cr2O

C　[反应Ⅰ中S、Cr元素的化合价发生变化，反应Ⅱ中Cu、S、Cr元素的化合价发生变化，A项错误；配平离子方程式Ⅰ为3CuS＋4Cr2O＋32H＋===3Cu2＋＋3SO＋8Cr3＋＋16H2O，配平离子方程式Ⅱ为3Cu2S＋5Cr2O＋46H＋===6Cu2＋＋3SO＋10Cr3＋＋23H2O，处理1 mol Cr2O时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H＋的物质的量不相等，B项错误；反应Ⅱ中还原剂为Cu2S，氧化剂为Cr2O，二者物质的量之比为3∶5，C项正确；假设CuS、Cu2S的质量均为a g，则CuS去除的Cr2O的物质的量为 mol×＝ mol，Cu2S去除的Cr2O的物质的量为 mol×＝ mol，CuS能去除更多的Cr2O，D项错误。]

7．我国工业废水中几种污染物及其最高允许排放浓度如表。下列说法不正确的是(　　)

注：我国规定酸、碱废水pH的最大允许排放标准是大于6、小于9。

A．Hg2＋、Cd2＋、Pb2＋是重金属离子

B．对于pH>9的废水可用中和法处理

C．将CrO转化为Cr2O是用氧化还原的方法

D．在含有Hg2＋的废水中加入Na2S，可使Hg2＋转变成沉淀而除去

C　[Hg2＋、Cd2＋、Pb2＋是重金属离子，A项正确；pH>9的废水呈碱性，可用中和法处理，B项正确；将CrO转化为Cr2O，Cr元素和O元素的化合价均不变，不是用氧化还原的方法，而是通过控制溶液的pH实现的，反应的离子方程式为2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O，C项错误；在含有Hg2＋的废水中加入Na2S，可使Hg2＋转变为HgS沉淀而除去，D项正确。]

8．某黄色溶液中含有Na＋、NH、Fe2＋、Fe3＋、Cl－、SO、CO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＋)一定为0.2 mol·L－1

B．c(Cl－)至少为0.2 mol·L－1

C．Na＋、SO一定存在，NH一定不存在

D．Na＋、Fe2＋可能存在，CO一定不存在

D　[溶液呈黄色，证明存在Fe3＋，则不存在CO，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SO，n(SO)＝0.02 mol，根据电荷守恒，Cl－一定存在，可能存在Na＋，一定不存在NH，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，D项正确；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。]

9．(2019·高考样题示例)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。回答下列问题：

(1)H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：

_____________________________________________________

_____________________________________________________。

(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。

①H3PO2中，P元素的化合价为________。

②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为________(填化学式)。

③NaH2PO2为________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显________(填“弱酸性”或“中性”或“弱碱性”)。

(3)H3PO2的工业制法是将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式：_____________________________________________________

_____________________________________________________。

[解析]　(1)H3PO2为中强酸，部分电离，用“”连接。

(2)②根据题意，H3PO2为还原剂，Ag＋为氧化剂，故4×(1－0)＝1×(n－1)，故n＝5，即＋5价。氧化产物为H3PO4。

③H3PO2为一元酸，故NaH2PO2为正盐，H2PO水解呈碱性。

(3)可根据倒配法配平化学方程式。

[答案]　(1)H3PO2H2PO＋H＋

(2)①＋1　②H3PO4　③正盐　弱碱性　

(3)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑

10．菱锰矿的主要成分为MnCO3，另外还含有SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等杂质。工业上利用这种菱锰矿为原料制取MnO2，其生产工艺流程如下：

若金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1，则生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：

请回答下列问题：

(1)“试剂1”是酸，该酸的化学式为________，“滤渣1”的成分是________。

(2)“滤液1”中加入CaO的目的是调节溶液酸碱性，调节的pH最好为________(选填字母代号)。

a．10　　　　b．9　　　　c．4　　　　d．3

(3)若“试剂2”为双氧水，则生成红褐色沉淀的离子方程式为_____________________________________________________。

(4)该流程中生成Cu2＋的离子反应方程式是_____________________________________________________

_____________________________________________________，

该流程中除去Cu2＋的离子方程式是_____________________________________________________

_____________________________________________________。

[解析]　(1)根据流程图中生成MnCl2溶液可知加入的试剂1为盐酸；SiO2与盐酸不反应，故滤渣1为SiO2。(2)滤液1中含有MnCl2、FeCl2、CuCl2、HCl，结合流程图及各金属离子沉淀的pH知，需将Fe2＋转化成Fe(OH)3沉淀以避免锰元素损失，“滤液1”加入CaO调节pH稍大于3.7，故c项正确。(3)在溶液中Fe2＋被H2O2氧化生成Fe(OH)3沉淀。(4)酸性条件下，Cu2(OH)2CO3溶解生成Cu2＋、CO2和H2O；加入MnS，可使Cu2＋转化为CuS沉淀而除去。

[答案]　(1)HCl　SiO2　(2)c

(3)2Fe2＋＋H2O2＋4H2O===2Fe(OH)3↓＋4H＋

(4)Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O＋CO2↑

Cu2＋＋MnSCuS＋Mn2＋

11．工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)CeCO3F中，Ce元素的化合价为________。

(2)酸浸过程中可用稀硫酸和H2O2替换HCl，优点为

_____________________________________________________；

写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式：_____________________________________________________

_____________________________________________________。

(3)写出Ce(BF4)3中加入KCl溶液反应的离子方程式：

_____________________________________________________。

[解析]　(1)根据化合物中元素化合价代数和为零可知，Ce元素在CeCO3F中化合价为＋3。

(2)CeO2能将盐酸中的Cl－氧化为Cl2，对环境产生污染；若改为稀硫酸和H2O2，可避免产生Cl2，不会造成环境污染，其离子方程式为H2O2＋2CeO2＋6H＋===2Ce3＋＋4H2O＋O2↑。

(3)根据工艺流程可知Ce(BF4)3中加入KCl生成KBF4沉淀和CeCl3溶液，故其离子反应方程式为Ce(BF4)3＋3K＋===3KBF4＋Ce3＋。

[答案]　(1)＋3　(2)避免产生Cl2，不会造成环境污染　H2O2＋2CeO2＋6H＋===2Ce3＋＋4H2O＋O2↑

(3)Ce(BF4)3＋3K＋===3KBF4＋Ce3＋

12．(1)MnO2可以与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，写出该反应的化学方程式为____________________________________。

(2)硫化氢具有还原性，可以和许多氧化剂反应，在硫酸酸化条件下，H2S和KMnO4反应，反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式为__________________________________________。

(3)S2O的结构式为，其中S元素的化合价为________。在Ag＋催化下，S2O能使含Mn2＋的溶液变成紫红色，氧化产物是________(填离子符号)。

[解析]　(1)反应中MnO2作还原剂，氧化产物是K2MnO4，KClO3作氧化剂，还原产物是KCl，利用化合价升降法配平化学方程式为3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O。

(2)H2S中S元素化合价升高2，KMnO4中Mn元素化合价降低5，则H2S前配5，KMnO4前配2，利用原子守恒配平其他物质，得化学方程式为5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5S↓＋8H2O。

(3)S2O中含1个过氧键，除过氧键中2个O均为－1价外，其余6个O均为－2价，则S元素的化合价为＋6。在Ag＋催化下，S2O能使含Mn2＋的溶液变成紫红色，由此可判断氧化产物为MnO。

[答案]　(1)3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O

(2)5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5S↓＋8H2O

(3)＋6　MnO

13．(2019·济南模拟)NaCN属于剧毒化学品，应与酸类、氧化剂、食用化学品分开存放。其阴离子CN－中各原子均满足8电子稳定结构，NaCN的电子式为________；NaCN溶液显碱性，原因是____________________(用离子方程式表示)；强氧化剂NaClO会将CN－氧化，生成N2、CO和Cl－等无毒无害物质，可用该反应处理含氰废水(破氰)，反应的离子方程式为___________________。

若用一定量NaClO处理浓缩后的含氰废水10 L[c(CN－)＝0.2 mol·L－1]，过程中产生标准状况下21 L氮气，则该过程的破氰率达到________%。

[解析]　根据关系式：2CN－～N2，知去除的n(CN－)＝2n(N2)＝×2＝ mol，10 L浓缩后的含氰废水中n(CN－)＝0.2 mol·L－1×10 L＝2 mol，故该过程的破氰率为÷2×100%＝93.75%。

[答案]　Na＋[∶C⋮⋮N∶]－　CN－＋H2OHCN＋OH－　2CN－＋5ClO－＋2OH－===2CO＋N2↑＋5Cl－＋H2O　93.75

14. (2019·潍坊模拟)三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废水(镍主要以NiR2络合物形式存在)制取草酸镍(NiC2O4)，再高温灼烧草酸镍制取三氧化二镍。工艺流程如图所示：

已知：①NiR2(aq)Ni2＋(aq)＋2R－(aq)(R－为有机物配体，K＝1.6×10－14)

②Ksp[Fe(OH)3]＝2.16×10－39，Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15

③Ka1(H2C2O4)＝5.6×10－2，Ka2(H2C2O4)＝5.4×10－5

④“脱络”过程中，R－与中间产物·OH反应生成·R(有机物自由基),  ·OH能与H2O2发生反应。有关反应的方程式如下：

ⅰ.Fe2＋＋H2O2===Fe3＋＋OH－＋·OH

ⅱ.R－＋·OH===OH－＋·R

ⅲ.H2O2＋2·OH===O2↑＋2H2O

请回答下列问题：

(1)中间产物·OH的电子式是________。

(2)“沉铁”时，若溶液中c(Ni2＋)＝0.01 mol·L－1，加入碳酸钠调节溶液的pH为________(假设溶液的体积不变，lg 6≈0.8)使Fe3＋恰好沉淀完全(离子的浓度≤1.0×10－5mol·L－1)，则此时________(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。

(3)25 ℃时，pH＝3的草酸溶液中c(C2O)/c(H2C2O4)________(保留两位有效数字)。“沉镍”即得到草酸镍沉淀，其离子方程式是_____________________________________________________。

(4)“灼烧”氧化草酸镍的化学方程式为_____________________________________________________

_____________________________________________________。

(5)加入Fe2＋和H2O2能够实现“脱络”的原因是_____________________________________________________

_____________________________________________________。

(6)三氧化二镍能与浓盐酸反应生成氯气，写出反应的离子方程式_____________________________________________________

_____________________________________________________。

[解析]　(1)·OH有一个孤电子，核外有9个电子，其电子式为O,H。(2)Ksp[Fe(OH)3]＝2.16×10－39，则使Fe3＋恰好沉淀完全所需的c(OH－)＝ mol·L－1＝6×10－12 mol·L－1，此时溶液的pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝2＋lg 6≈2.8，因溶液中c(Ni2＋)＝0.01 mol·L－1，则c(Ni2＋)×c2(OH－)＝0.01×(6×10－12)2＝3.6×10－25<Ksp[Ni(OH)2]，因此无Ni(OH)2沉淀。

(3)草酸在水溶液中发生电离，第一步电离方程式为H2C2O4H＋＋HC2O，其电离平衡常数Ka1(H2C2O4)＝，同理第二步电离方程式为HC2OH＋＋C2O，其电离平衡常数Ka2(H2C2O4)＝，＝××＝Ka2(H2C2O4)×Ka1(H2C2O4)×＝5.4×10－5×5.6×10－2×≈3.02，“沉镍”过程加入草酸，其离子方程式为Ni2＋＋H2C2O4===NiC2O4↓＋2H＋。(4)(5)(6)略。

[答案]　(1)O,H　(2)2.8　无　(3)3.02　Ni2＋＋H2C2O4===NiC2O4↓＋2H＋　(4)4NiC2O4＋3O22Ni2O3＋8CO2↑　(5)Fe2＋和H2O2发生反应生成·OH，·OH将R－转化为·R，c(R－)减小，使平衡NiR2(aq)Ni2＋(aq)＋2R－(aq)向正向移动，实现“脱络”　(6)Ni2O3＋6H＋＋2Cl－===2Ni2＋＋Cl2↑＋3H2O