高中化学 2021届高考二轮精品专题三 离子反应和氧化还原反应 学生版
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这是一份高中化学 2021届高考二轮精品专题三 离子反应和氧化还原反应 学生版,共23页。试卷主要包含了掌握常见离子的检验方法等内容,欢迎下载使用。
专题 三
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离子反应和氧化还原反应
命题趋势
1.了解离子反应的概念及离子反应发生的条件。
2.掌握常见离子的检验方法。
3.能正确书写离子方程式,并能进行有关计算。
4.了解氧化还原反应的本质,了解常见的氧化还原反应。
5.掌握常见氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
Ⅰ.客观题
(1)考查限定条件的离子能否大量共存的判断、离子方程式的正误判断。
(2)考查通过实验操作、离子检验,推断电解质溶液中存在的离子。
(3)考查氧化还原反应的概念辨析及氧化性、还原性的强弱比较。
(4)结合阿伏加德罗常数考查电子转移数目的计算。
Ⅱ.主观题
(1)结合无机化工流程及实验考查离子方程式的书写。
(2)考查离子检验方法和操作步骤的描述。
(3)通常以典型物质或工业生产流程为载体,考查氧化还原反应方程式的配平,以及运用守恒规律的应用。
考点清单
一、电解质及其电离
1.电解质和非电解质
(1)电解质是在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。
(2)非电解质是在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质
在水溶液中完全电离的电解质叫强电解质。在水溶液中部分电离的电解质叫弱电解质。
3.记忆常见强弱电解质
强电解质:强酸、强碱、大多数的盐;弱电解质:弱酸、弱碱、水、少数盐
强酸:HCl、HI、HClO4、H2SO4、HNO3等;弱酸:H2CO3、CH3COOH、HF、HClO等。
强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2等;弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2、Al(OH)3等。
绝大多数盐:BaSO4、CaCO3、BaCl2等;少部分盐:(CH3COO)2Pb等。
二、离子反应
1.概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
2.离子反应的条件:①生成难溶的物质;②生成难电离的物质;③生成易挥发的物质;④发生氧化还原反应。
三、离子方程式
离子反应方程式的书写
(1)书写离子方程式的技巧
①与量有关的离子方程式的书写
书写时采用“少定多变法”。所谓的“少定”即量少的反应物,其离子的化学计量数确定为1,而“多变”即过量的反应物,其化学计量数根据反应的需要确定,不受化学式中比例的制约,是可变的,即量少物质产生的离子数之比符合化学式。
如Ca(HCO3)2溶液加入过量的NaOH溶液:Ca2++2HCO+2OH−=CaCO3↓+CO+2H2O;若Ca(HCO3)2溶液加入少量的NaOH溶液:Ca2++HCO+OH−=CaCO3↓+H2O。
②离子反应中的优先原理
a.优先氧化原理(或优先还原原理)
书写时以电子守恒法判断离子方程式中的离子的化学计量数。①确定氧化剂或还原剂强弱顺序。②根据强弱规律,判断反应顺序,同一还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的氧化剂优先反应。③分步计算。先判断过量,后计算。
b.优先沉淀原理
若某一溶液中同时存在几种能与所加试剂形成沉淀的离子,则溶解度(严格讲应为溶度积)小的物质优先沉淀。如向Mg(HCO3)2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,应优先生成Mg(OH)2沉淀,而不是MgCO3沉淀。
③多离子反应分析
两种试剂混合,同时存在多个离子反应,分析时可令其中一种离子完全反应,然后分析另一种离子的反应情况。
如明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液与氢氧化钡溶液的反应。如向1mol明矾的溶液中加入氢氧化钡溶液,可假设铝离子完全沉淀,则需要氢氧化钡1.5mol,此时明矾溶液中的硫酸根离子只有1.5mol沉淀为硫酸钡,则离子方程式可表示为:Al3++1.5SO+1.5Ba2++3OH−=1.5 BaSO4↓+Al(OH)3↓,然后将小数调整为整数即可。假设硫酸根离子完全沉淀,则需要氢氧化钡2mol,而2mol氢氧化钡提供4mol氢氧根离子,故与1mol铝离子恰好完全反应生成偏铝酸根离子,则离子方程式可表示为:Al3++2SO+2Ba2++4OH−=2BaSO4↓+AlO+2H2O;同理可写出任意给定物质的量之比的反应的离子方程式。根据相同的分析方法可写出任意比值的硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应的离子方程式。
四、离子不能大量共存的原因
(1)由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
①有气体产生。
如CO、HCO、S2−、HS−、SO、HSO等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
②有沉淀生成。
如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO、CO等大量共存,;Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等不能与OH−大量共存;SiO、AlO、S2O等不能与H+大量共存。
③有弱电解质生成。
如OH−、ClO−、F−、CH3COO−、PO、HPO、H2PO等与H+不能大量共存;一些酸式弱酸根及NH不能与OH−大量共存。
④一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。
如:AlO、S2−、HS−、CO、HCO、SO、HSO、ClO−、F−、CH3COO-、PO、SiO、C6H5O−等必须在碱性条件下才能在溶液中大量存在;Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、NH等必须在酸性条件下才能在溶液中大量存在。
(2)由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存
①一般情况下,具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如I−、S2−、HS−和Fe3+不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。
如NO和I−在中性或碱性溶液中可以共存,但在有大量H+存在情况下不能共存;SO、S2O和S2−在碱性条件下可以共存,但在酸性条件下不能共存。ClO−与S2−不论是在酸性条件下还是在碱性条件下都不能大量共存。
(3)由于形成络合离子,离子不能大量共存
如Fe3+和C6H5O−,由于Fe3++SCN−[Fe(SCN)]2+等络合反应的发生而不能大量共存。
(4)相互促进水解的离子间一般不能同时存在在同一溶液中。
如:Al3+和HCO、CO、S2−、HS−、AlO、C6H5O−,Fe3+和AlO、HCO、CO,NH和AlO等。特别注意:NH和CO、HCO、CH3COO−在同一溶液中能大量共存。
五、氧化还原反应
1.氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移,特征是反应前后元素化合价的升降;判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。
2.基本概念关系
3.氧化还原反应的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法
六、氧化性、还原性及其强弱比较
氧化性→得电子能力,得到电子越容易→氧化性越强。
还原性→失电子能力,失去电子越容易→还原性越强。
物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易程度,与得失电子的数目无关。
七、氧化还原反应规律
1.价态变化规律
(1)归中规律:含同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”),也可以不同,但此时必是高价转变成较高中间价,低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。
(2)歧化规律:同一种物质中的同一元素部分化合价升高,另一部分化合价降低,发生自身的氧化还原反应。
2.优先规律
在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时,当加入氧化剂时,还原性强的还原剂优先被氧化;同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时,当加入还原剂时,氧化性强的氧化剂优先被还原。
3.得失电子守恒规律
在任何氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定相等。对于氧化还原反应的计算,利用得失电子守恒规律,抛开烦琐的反应过程,可不写化学方程式,能更快、更便捷地解决有关问题。
4.氧化还原反应方程式的配平
(1)配平原则:电子守恒、原子守恒、电荷守恒
(2)配平步骤:标变价—列变化—求总数—配系数—细检查。
(3)配平方法:①正向配平法:如果被氧化、被还原的元素分别是两种不同的反应物,通常从方程式左边进行配平;②逆向配平法:对于自身氧化还原反应或反应物只有一种的,一般从方程式右边配平较简单。
精题集训
(70分钟)
经典训练题
1.下列离子方程式正确的是( )
A.向Na2SiO3溶液中通入过量CO2气体:Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO+2Na+
B.酸性介质中KMnO4氧化H2O2:2MnO+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
C.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO−+2Fe(OH)3==2FeO+3Cl−+4H++H2O
D.用热的NaOH溶液溶解S:3S+4OH−2S2−+SO2↑+2H2O
2.在处理废水时某反应体系中有6种粒子:N2、HCO、ClO−、CNO−、H2O、Cl−,在反应过程中部分离子浓度与反应进程关系如图所示。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.上述反应中,只有两种元素化合价发生了变化
B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶3
C.在标准状况下,产生4.48L N2时转移0.8mol电子
D.在上述反应体系中,CNO−是氧化剂
3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.NaHCO3溶液:K+、SO、Cl−、AlO
B.由水电离出的c(H+)=1×10−14mol·L−1的溶液中:Ca2+、K+、Cl−、HCO
C.c(H+)/c(OH−)=1012的溶液中:NH、Al3+、NO、Cl−
D.c(Fe3+)=0.1mol·L−1的溶液中:K+、ClO−、SO、SCN−
4.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NO)转化为无害物质。常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.该转化过程的实质为NO被H2还原
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
C.反应Ⅰ的离子反应方程式为Ce4++H2=Ce3++2H+
D.反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数减少
5.以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2],含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如下,关于该流程说法错误的是( )
A.煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为:4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4 +8CO2
B.SiO2在“浸出过滤”步骤中和Fe2O3一起除去
C.Na2CrO4到Na2Cr2O7转化的原理为:2H++2CrOCr2O+H2O
D.该工艺中“煅烧”产生的CO2可用于“除杂”步骤以节约生产成本,为完全除去AlO,发生的离子反应为:CO2+AlO+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
高频易错题
1.含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为:CN−+OH−+Cl2—CO2+N2+Cl−+H2O(未配平)。NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C.若有5NA个电子发生转移,生成CO2的体积为22.4L
D.若将该反应设计成原电池,则CN−在正极区发生反应
2.以下现象中不涉及氧化还原反应的是( )
A.氯化铁溶液可用于刻制含铜箔的印刷电路板
B.在新冠肺炎疫情期间,使用84消毒液进行消毒
C.用盐酸除去铁锈(Fe2O3·xH2O)
D.将紫色石蕊溶液滴加到新制氯水中,可以看到溶液先变红后褪色
3.下列离子方程式中,正确的是( )
A.苯酚钠溶液中通入少量CO2:+CO2+H2O→+HCO
B.亚硝酸钠溶液和碘化钾溶液混合:NO+2I−+2H+=NO↑+I2+H2O
C.硫酸铜溶液中加过量氨水:Cu2++2NH3·2H2O=Cu(OH)2↓+2NH
D.Cu与浓硝酸反应:3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
4.下列各溶液中离子能大量共存,且加入(或滴入)X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是( )
选项
离子组
X试剂
离子方程式
A
K+、Na+、ClO−、SO
少量SO2
SO2+ClO−+H2O=SO+Cl−+2H+
B
NH、Fe3+、Br−、SO
过量H2S
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
C
NH、Mg2+、Fe3+、ClO−
过量铜粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
D
K+、Na+、HSO、AlO
少量HCl
H++AlO+H2O=Al(OH)3↓
5.雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂改修正胶。浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄,并生成砷酸(H3AsO4)和一种红棕色气体,利用此反应原理设计为某原电池。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应中每析出4.8g硫黄,则转移0.5mol电子
B.该反应中被氧化的元素只有S
C.该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为6∶1
D.红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出
精准预测题
1.某溶液中含有下列离子中的五种:Ba2+、Fe2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、HCO、CO、Cl–、NO、SO,浓度均为0.1mol/L。向其中加入足量的盐酸,有气体生成且反应后溶液中阴离子的种类没有变化。以下分析错误的是( )
A.原溶液中不含HCO和CO
B.向加盐酸后的溶液中再加KSCN溶液,显红色
C.能确定原溶液中的五种离子
D.原溶液中有三种阳离子和两种阴离子
2.用NCl3和NaClO2溶液制备绿色消毒剂ClO2气体的离子方程式为NCl3+6ClO+3H2O=6ClO2↑+3Cl–+3OH–+
NH3↑。已知NCl3易发生非氧化还原的水解反应:NCl3(l)+3H2O(l)=NH3(aq)+3HClO(aq)。下列有关说法错误的是( )
A.NCl3的电子式为
B.制备ClO2的离子反应中NCl3被还原为NH3
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.ClO2可用于自来水的杀菌消毒和面粉的漂白
3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.常温下pH=7溶液中:Cl−、SO、Na+、Fe3+
B.使石蕊试液变蓝色的溶液:K+、SO、Na+、S2−
C.与Al反应生成H2的溶液:NH、K+、NO、SO
D.c(KNO3)=1.0mol·L−1的溶液:H+、Fe2+、Cl−、SO
4.下列离子方程式与所述事实相符且正确的是( )
A.用草酸钠为标准液,通过氧化还原滴定来测定高锰酸钾溶液的浓度,其反应的离子方程式为:5C2O+2MnO+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
B.Fe(OH)3固体溶于HI溶液:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
C.向NaHSO4中滴入Ba(OH)2溶液至恰好显中性:H++SO+Ba2++OH−=H2O+BaSO4↓
D.向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至生成沉淀的物质的量最多:Al3++2SO+2Ba2++4OH−=AlO+2BaSO4↓
+2H2O
5.已知反应:10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑,则下列说法正确的是( )
A.KNO3是氧化剂,KNO3中N元素被氧化
B.生成物中的Na2O是氧化产物,K2O是还原产物
C.每转移1mol e−,可生成标准状况下N2的体积为35.84L
D.若有65g NaN3参加反应,则被氧化的N的物质的量为3.2mol
6.某2L溶液中可能含有H+、K+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、AlO、SO、NO中的几种。①若加入锌粒,产生无色无味无毒的气体;②若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A.溶液中的一定有的阳离子是H+、Mg2+、Al3+、NH,一定含有的阴离子是SO、NO
B.溶液中c(NO)一定是0.4mol/L
C.若进一步做焰色反应显黄色,则可以确定不含K+
D.三种离子的物质的量之比n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶2∶1
7.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I−的形式存在,几种粒子之间有如图所示关系,根据图示转化关系推测下列说法错误的是( )
A.用KI淀粉试纸和食醋可以检验加碘盐中是否含有碘
B.足量Cl2能使湿润的KI淀粉试纸变白的原因可能是:5Cl2+I2+6H2O→2HIO3+10HCl
C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2IO>I2,C错误;D.根据转化关系2IO~I2~10e−可知,生成1mol I2反应中转移的电子数为10NA,D正确;故合理选项是C。
【点评】本题考查氧化性强弱比较及应用,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物;还原剂的还原性强于还原产物;氧化剂的氧化性强于还原剂,还原剂的还原性强于氧化剂。根据转化关系判断氧化性强弱是解题关键。利用氧化还原反应中元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移数目。
8.【答案】C
【解析】A.K2Cr2O7溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶,不能用碱式滴定管量取,用酸式滴定管量取,故A正确;B.乙二醇被足量酸性K2Cr2O7溶液氧化成二氧化碳,反应离子方程式为:5Cr2O+3HOCH2CH2OH+40H+=
10Cr3++6CO2↑+29H2O,故B正确;C.酸性重铬酸钾溶液处理含砷(AsO)和Fe2+的废水的离子方程式为:Cr2O+6AsO+14H++6Fe2+=2Cr3++6FeAsO3↓+7H2O,故C错误;D.溶液中存在平衡:2H++2CrOCr2O
+H2O,加碱后平衡逆向移动,所以K2Cr2O7溶液加碱后变成黄色,故D正确;选C。
9.【答案】(1)Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O
(2) ClO+6Fe2++6H+=Cl−+6Fe3++3H2O
(3) 使Fe3+和Al3+沉淀完全 CaF2和MgF2
(4) 蒸发浓缩 冷却结晶
(5) 产品中结晶水含量低;产品中混有氯化钠杂质(回答一条即可)
【解析】在盐酸和Na2SO3作用下将水钴矿中的离子浸出,得到含有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+的浸出液,NaClO3加入浸出液中,将Fe2+氧化为Fe3+,加Na2CO3调pH至5.2,目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀。过滤后得到滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等,向滤液Ⅰ中加入了NaF溶液,将Mg2+、Ca2+转化为MgF2、CaF2沉淀,加盐酸调节溶液pH值,加萃取剂将锰元素从溶液中分离,经分液操作,对分离后的水层溶液加入浓盐酸调整pH为2-3,经过蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、减压烘干等过程,最终得到所制备的产品。(1)浸出过程中,Co2O3与盐酸、Na2SO3发生反应,Co2O3转化为Co2+,Co元素化合价降低,则S元素化合价升高,SO转化为SO,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式:Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O。(2)NaClO3加入浸出液中,将Fe2+氧化为Fe3+,ClO被还原为Cl−,反应的离子方程式为:ClO+6Fe2++6H+=Cl−+6Fe3++3H2O。(3)根据工艺流程图,结合表格中提供的数据可知,加Na2CO3调pH至5.2,目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全。滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等,萃取剂层含锰元素,结合流程图中向滤液Ⅰ中加入了NaF溶液,知沉淀Ⅱ为MgF2、CaF2。(4)经过操作Ⅰ由溶液得到结晶水合物,故除题中已知过程外,操作Ⅰ还包括蒸发浓缩、冷却结晶。(5)根据CoCl2·6H2O的组成及测定过程分析,造成粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:含有氯化钠杂质,使氯离子含量增大或结晶水合物失去部分结晶水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大。
10.【答案】(1)6 1 5 3 1 7
(2) NaNO2 Fe 4
(3) AC
(4) 反应③为可逆反应,氢氧化钠浓度过大时,反应③逆向进行,导致作为保护层的四氧化三铁减少
【解析】(1)反应②根据Fe的化合价由+2升高到+3(升高1)、N的化合价由+3降低到-3(降低6),找到最小公倍数6,把化合价升降总数配平,再根据质量守恒定律观察配平其余物质,配平后得到化学方程式6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH,各物质前的化学计量数依次为6、1、5、3、1、7。(2)反应①中,N的化合价降低了、Fe的化合价升高了,所以氧化剂为NaNO2,被氧化的物质是Fe,电子转移数为6,所以若有2mol Na2FeO2生成,则反应①中有4mol电子发生转移。(3)A.该过程产生污染环境的氨气等等,A不正确;B.反应③生成的致密的四氧化三铁具有抗腐蚀作用,B正确;C.反应③没有化合价发生变化,是非氧化还原反应,C不正确;D.反应①②中的氧化剂均为NaNO2,D正确。综上所述,关于“发蓝”的过程说法不正确的是AC。(4)当混合溶液中NaOH浓度过大,“发蓝”的厚度会变小,其原因是反应③为可逆反应,氢氧化钠浓度过大时,反应③逆向进行,导致作为保护层的四氧化三铁减少。
11.【答案】(1)ClO+H2O-2e−=ClO+2H+
(2)2NaClO3+2HCl+H2O2=2ClO2↑+2NaCl+2H2O+O2↑
6Fe2++ClO+3H2O+12NH3·H2O=6Fe(OH)3↓+Cl−+12NH > 操作步骤简单(或过量的H2O2易除去等)
(3)NaCl
【解析】电解饱和食盐水得到NaClO3,然后通过电解氯酸钠溶液,阳极附近氯酸根离子失电子发生氧化反应生成高氯酸根离子,阴极附近氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,“除杂”的目的是除去少量未被电解的NaClO3,“反应”时用NaClO4和NH4Cl制备NH4ClO4。(1)电解氯酸钠溶液时,ClO变为NaClO4时Cl元素化合价升高,失去电子被氧化,所以阳极为ClO失电子的反应,电极反应式为:ClO+H2O-2e−=2H++ClO;(2)①加入盐酸和H2O2溶液,NaClO3转化为ClO2,过氧化氢做还原剂被氧化为氧气,化学方程式为:2NaClO3+H2O2+2HCl=2ClO2↑+O2↑+2H2O;加入氨水和FeCl2溶液,NaClO3转化为Cl−,氯酸钠做氧化剂,亚铁离子做还原剂被氧化得到氢氧化铁沉淀,离子方程式为:6Fe2++ClO+3H2O+12NH3·H2O=6Fe(OH)3↓+Cl−+12
NH;②根据方案二可知,加入氨水和FeCl2溶液,NaClO3转化为Cl−,而ClO不参与反应,说明氧化性:ClO>ClO;③对比两种方案可知,方案I的操作过程简单,且过量过氧化氢易除去;(3)NaClO4溶液中加入NHCl4可以析出NH4ClO4,而最后的母液中含有的NaCl,可循环利用。
12.【答案】(1)2∶3 产生有害气体、污染环境
(2)2Cu2++SO2+2Cl−+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+ 提高Cu2+的还原速率,同时可以防止生成的CuCl被空气氧化
(3)量筒、玻璃棒、烧杯、1000mL容量瓶、胶头滴管
【解析】废铜料(含少量铁)加入过量的硫酸,使铁溶解,过滤,滤渣为铜,铜与氧气、硫酸反应生成硫酸铜溶液,硫酸铜与二氧化硫、氯化钠反应生成氯化亚铜沉淀,过滤、乙醇洗涤得到氯化亚铜固体。(1)根据3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O,结合HNO3、H2SO4的化学式,2个HNO3电离产生2个H+和2个NO,其余6个H+由H2SO4电离产生,需消耗3个H2SO4,故n(HNO3)∶n(H2SO4)=2∶3;若用稀HNO3代替O2,就会产生NO,NO有毒,会污染空气;(2)CuSO4与SO2、NaCl反应生成CuCl沉淀,反应的离子方程式为2Cu2++SO2+2Cl−+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+;CuCl在空气中会被迅速被氧化成绿色,SO2具有还原性,通入过量SO2,就可以提高Cu2+的还原速率,同时可以防止生成的CuCl被空气氧化;(3)用浓硫酸配制稀硫酸时,用量筒量取一定量的浓硫酸,加入到盛有一定量水的烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,待恢复至室温时,用玻璃棒引流注入1000mL的容量瓶中,洗涤并将洗涤液注入容量瓶,再加入蒸馏水至刻度线下1~2cm处,改用胶头滴管加至液面的下凹处与刻度线相切,摇匀即可,故使用的仪器有:量筒、玻璃棒、烧杯、1000mL容量瓶、胶头滴管。
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