2020高考化学二轮复习专题四氧化还原反应离子反应专题强化训练

专题四 氧化还原反应 离子反应

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾，其中某些反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛

B．生成O3的反应属于氧化还原反应

C．反应Ⅰ属于复分解反应

D．该过程中O2做催化剂

解析：选A。丙烯双键发生断裂加氧转化成甲醛和乙醛，此反应属于氧化反应，故A正确；根据示意图，O2→O3，化合价没有发生变化，因此生成O3的反应不属于氧化还原反应，故B错误；反应Ⅰ中NO转化成NO2，化合价升高，即反应Ⅰ为氧化还原反应，故C错误；有O2参与反应，但没有O2生成，因此O2不做催化剂，故D错误。

2．含氟的卤素互化物通常做氟化剂，使金属氧化物转化为氟化物，如2Co3O4＋6ClF3===6CoF3＋3Cl2＋4X。下列有关该反应的说法正确的是(　　)

A．X是还原产物

B．ClF3中氯元素为－3价

C．反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子

D．Co3O4在反应中做氧化剂

解析：选C。由原子守恒可知X为O2，O2为氧化产物，A不正确；ClF3中氯元素显＋3价，B不正确；反应中只有氯元素化合价降低，生成3 mol Cl2时转移18 mol e－，C正确；Co3O4是还原剂，D不正确。

3．下列离子方程式不正确的是(　　)

A．澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：CO2＋OH－===HCO

B．金属钠和水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

C．酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水：2Fe2＋＋H2O2===2Fe3＋＋O2↑＋2H＋

D．三氧化硫与氯化钡溶液生成沉淀的反应：SO3＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋2H＋

解析：选C。C中只有元素化合价升高，无元素化合价降低，应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

4．已知下列实验事实：①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液；②将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝；③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液。下列判断不正确的是(　　)

A．化合物KCrO2中Cr元素为＋3价

B．实验①证明Cr2O3是两性氧化物

C．实验②证明氧化性：Cr2O＞I2

D．实验③证明H2O2既有氧化性又有还原性

解析：选D。根据化合价规则判断：化合物KCrO2中K和O元素的化合价分别是＋1价和－2价，则Cr元素为＋3价，A项正确；根据两性氧化物的概念判断，Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液，又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液，则Cr2O3是两性氧化物，B项正确；根据氧化还原反应的强弱规律判断，将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中，溶液变蓝，这说明反应中有单质碘生成，K2Cr2O7是氧化剂，其氧化性强于氧化产物单质碘的氧化性，C项正确；向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液，再酸化，可得K2Cr2O7溶液，Cr元素的化合价从＋3价升高到＋6价，失去电子，KCrO2是还原剂，H2O2中氧元素的化合价从－1价降低到－2价，H2O2是氧化剂，只表现氧化性，D项错误。

5．(2019·泰安一模)25 ℃时，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)

A．pH＝1的溶液中：Na＋、K＋、Cl－、CO

B．弱碱性溶液中：Na＋、K＋、NO、HCO

C．c(Fe3＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、Mg2＋、SCN－、Cl－

D．能溶解Al2O3的溶液中：Na＋、Fe2＋、ClO－、SO

解析：选B。pH＝1的溶液显酸性，CO不能大量共存，A错误；弱碱性溶液中，Na＋、K＋、NO、HCO之间不反应，可以大量共存，B正确；c(Fe3＋)＝1 mol·L－1的溶液中，SCN－不能大量共存，C错误；能溶解Al2O3的溶液可能显酸性，也可能显碱性，酸性溶液中ClO－不能大量共存，碱性溶液中Fe2＋不能大量共存，且在溶液中Fe2＋、ClO－之间发生氧化还原反应，也不能大量共存，D错误。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

6．(2020·山东等级考模拟)已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应Ⅰ：Pb3O4＋4H＋===PbO2＋2Pb2＋＋2H2O; PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ：5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋＋5SO===2MnO＋5PbSO4＋2H2O。下列推断正确的是(　　)

A．由反应Ⅰ可知，Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1

B．由反应Ⅰ、Ⅱ可知，氧化性：HNO3>PbO2>MnO

C．Pb可与稀硝酸发生反应：3Pb＋16HNO3===3Pb(NO3)4＋4NO↑＋8H2O

D．Pb3O4可与盐酸发生反应：Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑

解析：选AD。A.反应Ⅰ未发生氧化还原反应，且产物Pb2＋与PbO2的物质的量之比为2∶1，说明Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1，故A正确；B.反应Ⅰ中HNO3未能将Pb(Ⅱ)氧化成Pb(Ⅳ)，不能说明氧化性HNO3>PbO2，反应Ⅱ中PbO2将Mn2＋氧化成MnO，说明氧化性PbO2>MnO，故B错误；C.根据反应Ⅰ可知硝酸不能将Pb氧化成Pb4＋，不能生成Pb(NO3)4，故C错误；D.根据反应Ⅱ可知氧化性PbO2>MnO，而酸性条件下MnO能将HCl氧化成Cl2，则Pb(Ⅳ)也能将HCl氧化成Cl2，所以反应Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋4H2O＋Cl2↑能发生，故D正确。

7．能正确表示下列反应离子方程式的是(　　)

A．Fe2＋、Fe3＋共存时，检验Fe3＋：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　

B．向次氯酸钙溶液中通入过量CO2：Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO

C．除去MgO中少量的Al2O3杂质：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

D．Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)∶n(HNO3)＝1∶2时：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O

解析：选AD。Fe(SCN)3为络合物，不是沉淀，故A正确；向次氯酸钙溶液中通入过量CO2生成次氯酸和碳酸氢钙：ClO－＋H2O＋CO2===HCO＋HClO，故B错误；应用氢氧化钠溶液除去MgO中少量的Al2O3杂质：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，故C错误；Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)∶n(HNO3)＝1∶2时，铁过量生成Fe2＋，所以反应的离子方程式是3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，故D正确。

8．下列各组离子中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(　　)

A．无色透明溶液中：Fe3＋、NH、SO、Cl－

B．Ba(OH)2溶液中：K＋、Mg2＋、HCO、NO

C．能使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－

D．pH＝0的溶液中：Na＋、K＋、S2－、SO

解析：选D。A.无色透明溶液中，Fe3＋可以使溶液呈黄色而不能大量共存；B.Ba(OH)2溶液中，OH－与Mg2＋、HCO发生复分解反应而不能大量共存；C.能使酚酞变红色的溶液显碱性，Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－几种离子可以大量共存；D.pH＝0的溶液显酸性，在酸性条件下 S2－和SO可以发生氧化还原反应生成S而不能大量共存。综上所述，D正确。

三、非选择题

9．锌及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。

(1)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料，也是一种催化剂，能催化烯类有机物氧化脱氢等反应。

①ZnFe2O4中Fe的化合价是________。

②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4＋2CO2↑＋4CO↑＋6H2O制备ZnFe2O4。该反应中还原产物是__________(填化学式)，每生成1 mol ZnFe2O4转移的电子总数是________________________________________________________________________。

(2)工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下：

①酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，为达到这一目的，还可采用的措施是________________(任答一条)。写出ZnFe2O4溶于酸的离子方程式：

________________________________________________________________________。

②净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为____________________________________

________________________________________________________________________。

③净化Ⅱ中Y的主要成分是__________(填化学式)。

解析：(1)①ZnFe2O4中Zn是＋2价，O是－2价，则根据化合物中正负化合价代数和为0可知，Fe的化合价是＋3价。②反应中Fe元素化合价从＋2价升高到＋3价，碳元素化合价从＋3价部分降低到＋2价，部分升高到＋4价，所以还原产物是CO；根据化学方程式可知，每生成1 mol ZnFe2O4转移的电子的物质的量是4 mol，总数是4NA或2.408×1024。(2)将锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含少量FeO、CuO等氧化物杂质)酸浸，发生反应ZnFe2O4＋8H＋===2Fe3＋＋Zn2＋＋4H2O、ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O、FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，向溶液中加入双氧水，发生反应2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O，调节溶液的pH将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，不能引入新的杂质，可以用ZnO，所以X可以为ZnO，然后向溶液中加入过量ZnS，发生反应Cu2＋＋ZnS===Zn2＋＋CuS，然后过滤所得Y中含有CuS、ZnS，滤液经过一系列操作最后电解得到Zn。①酸浸时要将锌焙砂粉碎，其目的是提高酸浸效率，为达到这一目的，还可采用的措施是适当增大硫酸的浓度或升高温度、搅拌等。ZnFe2O4 溶于酸的离子方程式为ZnFe2O4＋8H＋===2Fe3＋＋Zn2＋＋4H2O。②净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。③由于ZnS过量，则净化Ⅱ中Y的主要成分是CuS、ZnS。

答案：(1)①＋3价　②CO　4NA(或2.408×1024)

(2)①适当增大c(H＋)(或升高温度、搅拌等其他合理答案)

ZnFe2O4＋8H＋===2Fe3＋＋Zn2＋＋4H2O

②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

③CuS、ZnS

10．某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱，设计如下实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验)。

实验记录如下(表格中空白不需要填写)：

完成下列填空：

(1)在进行操作①时，A中的实验现象是____________________________________，

有关反应的离子方程式是________________________________________________。

(2)操作②吹入热空气的目的是___________________________________________。

B中产生的白色沉淀的化学式是______________。

(3)装置C的作用是____________。

(4)由上述实验可知，在此实验条件下，H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱顺序为_____________________________________________________________________________。

(5)操作③开始时溶液颜色无明显变化的原因可能是_____________________________________________________(写出一条即可)。

解析：本题利用“氧化剂的氧化性大于氧化产物”这一原理来比较H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱。向NaBr溶液中滴加氯水，氯水置换出溴单质；然后吹入热空气，将Br2(g)吹入B装置，H2SO3与BaCl2不反应，当Br2(g)进入时，产生了白色沉淀，说明Br2将H2SO3氧化成H2SO4，Br2被还原为Br－，说明Br2的氧化性强于H2SO3，该白色沉淀为BaSO4；再向B装置中加入H2O2溶液，一段时间后溶液变为橙红色，则Br－被氧化为Br2，说明H2O2的氧化性比Br2强。

(1)打开活塞a，向NaBr溶液中滴加氯水，氯水氧化溴离子生成溴单质，离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；A中因为有溴单质生成导致溶液变为橙红色。

(2)Br2具有挥发性，热空气能促进Br2挥发，将Br2(g)吹入B装置；Br2将H2SO3氧化为H2SO4，所以白色沉淀为BaSO4。

(3)装置C中为NaOH溶液，反应过程中产生的氯气、溴蒸气等污染性气体不能直接排放到空气中，可以用NaOH溶液吸收，所以装置C的作用是吸收尾气。

(4)根据上述分析可知氧化性：H2O2＞Br2＞H2SO3。

(5)操作③中，向B装置中逐滴加入H2O2溶液，开始时溶液颜色无明显变化可能是因为B装置中H2SO3有剩余，H2O2先与H2SO3反应，再与Br－反应；或H2O2浓度小；或Br－与H2O2反应慢等。

答案：(1)溶液变为橙红色　Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

(2)吹出单质Br2　BaSO4

(3)吸收尾气

(4)H2O2＞Br2＞H2SO3

(5)H2SO3有剩余(或H2O2浓度小或Br－与H2O2反应慢等，合理即可)

11．高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。

(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。

①该反应中的氧化剂是________，还原剂是________，每生成1 mol Na2FeO4转移________mol 电子。

②简要说明K2FeO4作为水处理剂时，在水处理过程中所起的作用：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO、Cl－、H2O。

①写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式：_______________________________

________________________________________________________________________。

②每生成1 mol FeO转移________mol 电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________mol。

③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，说明_____________________________________________________________________________。

解析：(1)①反应中FeSO4中Fe元素由＋2价升高为＋6价，被氧化，FeSO4为还原剂，过氧化钠中O元素一部分由－1价降低为－2价，另一部分由－1价升高为0价，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂；由题给化学方程式可知，每生成2 mol Na2FeO4，有6 mol Na2O2参加反应，转移10 mol 电子，则每生成1 mol Na2FeO4转移电子的物质的量为5 mol；②K2FeO4中Fe的化合价为＋6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，且还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附并除去水中的悬浮杂质。(2)①湿法制备高铁酸钾时，Fe(OH)3失电子被氧化生成FeO，Fe的化合价升高了3价，ClO－做氧化剂被还原成Cl－，Cl的化合价降低了2价，根据得失电子守恒，得到含铁元素物质的化学计量数是2，含氯元素物质的化学计量数是3，再根据电荷守恒和原子守恒可得反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O；②该反应中每生成1 mol FeO转移3 mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物氯离子的物质的量为0.15 mol。

答案：(1)①Na2O2　FeSO4和Na2O2　5　②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，且消毒过程中自身被还原成铁离子，铁离子水解生成的氢氧化铁胶体能吸附并除去水中的悬浮杂质

(2)①2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O　②3　0.15　③该温度下高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小

12．铁矿石有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)和菱铁矿(FeCO3)等，若对矿样进行预处理后，加入H2SO4­H3PO4混酸溶液，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准液可测定铁矿石的含铁量(Fe2＋＋Cr2O＋H＋―→Fe3＋＋Cr3＋＋H2O)。现有如下两种预处理方法：

提示：(A)Sn、Hg、Ti在溶液中可存在的形式有Sn2＋、Sn4＋、Hg2＋、Hg、Ti3＋、TiO2＋，且Sn2＋能与K2Cr2O7反应，而Hg2＋不能；氯化汞溶于水，氯化亚汞不溶于水(白色沉淀)。

(B)钨酸钠(Na2WO4)可做指示剂，若W(Ⅵ)被还原为W(Ⅴ)，溶液将呈现蓝色。

(C)氧化性：Fe3＋>WO。

回答下列问题：

(1)配平：

Fe2＋＋Cr2O＋H＋===Fe3＋＋Cr3＋＋H2O

(2)过程①发生反应的离子方程式为___________________________________，过程②中加入HgCl2溶液的目的是____________________________，出现的丝状白色沉淀是__________(填化学式)。

(3)溶液Ⅱ中阳离子有________________，加入指示剂钨酸钠(Na2WO4)的作用是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)两种预处理方法，哪一种更好？________，理由是_________________________________________________________________________。

(5)矿样预处理后必须立即进行滴定的原因是________________________；现称取0.2 g矿样进行实验，最终消耗0.010 0 mol/L的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，原矿样中含铁量为________。

解析：(1)根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平即可。(2)根据提示信息(A)及实验现象知过程①发生反应2Fe3＋＋Sn2＋===Sn4＋＋2Fe2＋。由提示信息(A)知过量的Sn2＋会与HgCl2发生氧化还原反应，生成Sn4＋和Hg2Cl2白色沉淀。(3)溶液Ⅱ呈浅黄色，则必含有Fe3＋，SnCl2反应完全，生成Fe2＋和Sn4＋，又矿样溶解用的是浓盐酸，故溶液Ⅱ中存在的阳离子有Fe2＋、Sn4＋、Fe3＋、H＋。根据提示信息(B)、(C)和实验现象知，TiCl3具有还原性，先将溶液中的Fe3＋还原后，多余的TiCl3继续还原WO，而使溶液呈现蓝色，因此加入指示剂后溶液显蓝色，证明溶液中的Fe3＋已经被完全还原，从而停止滴加TiCl3溶液。(4)从环境的角度出发，方法Ⅱ更好，避免了方法Ⅰ中汞对环境的污染。(5)Fe2＋不稳定，易被氧化。

6Fe2＋　＋　Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O

  6  1

  n(Fe2＋)  0.010 0 mol/L×0.020 L

＝，

n(Fe2＋)＝1.2×10－3 mol，

原矿样的含铁量为×100%＝33.6%。

答案：(1)6　1　14　6　2　7

(2)2Fe3＋＋Sn2＋===Sn4＋＋2Fe2＋　除去溶液Ⅰ中过量的Sn2＋，防止对实验产生干扰　Hg2Cl2

(3)Fe2＋、Sn4＋、Fe3＋、H＋　保证剩余的Fe3＋被完全还原为Fe2＋，也防止加入的TiCl3过量，干扰实验

(4)方法Ⅱ　避免了方法Ⅰ中汞对环境的污染

(5)Fe2＋易被氧化　33.6%