专题能力训练2高中化学离子反应与氧化还原反应

1专题能力训练2离子反应与氧化还原反应(时间:45分钟满分:100分)专题能力训练第4页一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-B.-=1×10-12的溶液中:K+、Na+、C-、N-C.c(Fe2+)=1mol·L-1的溶液中:K+、N、Mn-、S-D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、N、S-、HC-答案:B解析:A项,Fe3+显棕黄色,且Fe3+与SCN-会生成红色溶液,错误;B项,由题意知,c(H+)c(OH-),溶液显碱性,K+、Na+、C-、N-在该溶液中可以大量共存,正确;C项,Mn-可以氧化Fe2+,二者不能大量共存,错误;D项,使甲基橙变红的溶液显酸性,HC-与H+反应生成CO2和H2O,不可以大量共存,错误。2.下列离子方程式正确且与对应实验相符合的是()编号目的操作离子方程式A比较Fe2+和Br-还原性强弱向FeBr2溶液中加少量氯水2Br-+Cl2Br2+2Cl-B比较C、Si非金属性强弱向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳Si-+CO2+H2OH2SiO3↓+C-C除去CO2中的SO2将气体通入盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶C-+SO2S-+CO2D实验室制取氯气向MnO2固体中加入浓盐酸并加热MnO2+4HCl(浓)Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O答案:B解析:向FeBr2溶液中加少量氯水,由于Fe2+还原性强于Br-,故优先发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,A错误;向硅酸钠溶液中通入少量二氧化碳,发生反应Si-+CO2+H2OH2SiO3↓+C-,据此反应可比较C、Si非金属性强弱,B正确;将气体通入盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,发生反应2HC-+SO2S-+2CO2+H2O,C错误;向MnO2固体中加入浓盐酸并加热,发生反应MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,D错误。3.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是()A.在溶液中加KSCN溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2答案:B解析:加入KSCN溶液,溶液显红色,说明一定含有Fe3+,但无法确定是否含有Fe2+,A项错误;气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,说明生成CuSO4·5H2O,则原气体含有水蒸气,B项正确;该粉末的焰色反应为黄色,故含有Na+,但需要透过蓝色钴玻璃片观察火焰是否显紫色才能确定是否含有K+,C项错误;使澄清石灰水变浑浊的气体可以是CO2,也可以是SO2,D项错误。4.已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-2R-+3Cl-+5H2O,则R-中R的化合价是()A.+3价B.+4价C.+5价D.+6价答案:D2解析:根据电荷守恒,可解得n=2;在R-中,设R的化合价为x,则x-2×4=-2,解得x=+6,D项正确。5.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到有沉淀(CuI)生成,且溶液变为棕色,再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列有关分析中正确的是()A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+SO2I2B.在SO2与I2反应中,得到的还原产物为H2SO4C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性D.滴加KI溶液时,每转移2mole-会生成2molCuI沉淀答案:D解析:向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液,发生反应的化学方程式为2CuSO4+4KI2K2SO4+2CuI↓+I2,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,反应方程式为SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI。由2CuSO4+4KI2K2SO4+2CuI↓+I2可知氧化性:Cu2+I2,由SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI可知氧化性:I2SO2,所以氧化性:Cu2+I2SO2,A错误;在反应SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI中,还原产物为HI,H2SO4为氧化产物,B错误;在反应SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI中,二氧化硫体现还原性,不表现漂白性,C错误;在反应2CuSO4+4KI2K2SO4+2CuI↓+I2中,每转移2mol电子生成2molCuI,D正确。6.某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为()A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93答案:A解析:根据得失电子守恒可知,FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mLCl2转移电子为0.01mol,则有:×(3-)×x=0.01,x=0.80。7.已知离子方程式:As2S3+H2O+N-As-+S-+NO↑+(未配平),下列说法错误的是()A.配平后水的化学计量数为4B.反应后溶液呈酸性C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28D.氧化产物为As-和S-答案:C解析:根据电子守恒,结合电荷守恒可配平离子方程式3As2S3+4H2O+28N-6As-+9S-+28NO↑+8H+,由此可知A、B、D正确,C项应为28∶3。二、非选择题(共4小题,共58分)8.(14分)某学生认为某强酸性溶液X中可能含有Ba2+、Al3+、N、Fe2+、Fe3+、C-、S-、S-、N-、Cl-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,能实现如下转化:根据以上信息,回答下列问题。(1)上述溶液X中除H+外还肯定含有的离子是,不能确定是否含有的离子是。(2)反应①②③④中,包含氧化还原反应的是(填序号)。(3)写出步骤①中生成气体A的反应的离子方程式:。答案:(1)Al3+、N、Fe2+、S-Fe3+、Cl-(2)①(3)3Fe2++N-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O3解析:(1)强酸性溶液中不含C-、S-;加入Ba(NO3)2溶液有气体和沉淀生成,根据题意应发生反应3Fe2++N-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,则溶液中不含Ba2+和N-,一定含有Fe2+和S-,气体A为NO。加入过量NaOH溶液并加热,产生的气体一定为氨气,通入过量CO2发生反应的离子方程式为Al-+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HC-,故不能确定是否含有的离子是Fe3+和Cl-。(2)反应①是溶液中S-结合Ba2+生成BaSO4沉淀,Fe2+在稀硝酸中被氧化为Fe3+发生氧化还原反应。反应②是NaOH溶液和N反应生成氨气,不是氧化还原反应;OH-结合Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,不是氧化还原反应;Al3+和过量OH-反应生成偏铝酸盐,不是氧化还原反应。③是Fe(OH)3和盐酸反应发生的复分解反应,不是氧化还原反应。④NaAlO2溶液中通入过量二氧化碳气体生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,不是氧化还原反应。故包含氧化还原反应的是①。(3)步骤①中生成气体A的反应为酸性条件下N-氧化Fe2+,故溶液中存在Fe2+,不存在N-,气体A是NO;离子方程式为3Fe2++N-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O。9.(14分)氧化还原反应是化学反应中的基本反应之一,研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。(1)已知:①2Br-+Cl2Br2+2Cl-②5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl③Cl-+5Cl-+6H+3Cl2+3H2O则Cl-、Br-、I-、Cl2的氧化性由弱到强的顺序为。(2)20世纪初期,某化学家合成出极易溶于水的NaBH4。在强碱性条件下,常用NaBH4处理含Au3+的废液生成单质Au。已知反应后硼元素以B-形式存在,反应前后硼元素化合价不变,且无气体生成,则发生反应的离子方程式为。(3)某强氧化剂[RO(OH)2]+能将Na2SO3氧化。已知含2.0×10-3mol[RO(OH)2]+的溶液,恰好与25.0mL0.2mol·L-1Na2SO4溶液完全反应,则反应后R的化合价为。(4)将32g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。①待产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸的浓度为mol·L-1(用含V、a的式子表示)。②欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要H2O2的质量为g。答案:(1)I-Cl2Cl-Br-(2)8Au3++3B-+24OH-8Au↓+3B-+18H2O(3)0价(4)①②17解析:(1)由反应①可知,氧化性:Br-Cl-,由反应②可知,氧化性:Cl2I-,由反应③可知,氧化性:Cl-Cl2,故氧化性:I-Cl2Cl-Br-。(2)NaBH4与Au3+发生氧化还原反应生成NaBO2和Au,反应前后B的化合价不变,因无气体生成,则氢元素化合价由-1价变为+1价,金元素由+3价变为0价,结合得失电子守恒得离子方程式8Au3++3B-+24OH-8Au↓+3B-+18H2O。(3)n(Na2SO3)=25.0×10-3L×0.2mol·L-1=5×10-3mol,Na2SO3被氧化后生成Na2SO4,[RO(OH)2]+中R的化合价为+5价,设被还原后的化合价为a,根据得失电离守恒:5×10-3mol×(6-4)=2.0×10-3mol×(5-a),解得a=0。(4)①将钠离子完全转化为硝酸钠时,根据钠原子守恒得n(NaOH)=n(NaNO3)=0.001aVmol,根据硝酸根离子守恒得起酸作用的硝酸的物质的量=0.001aVmol,根据N原子守恒知作氧化剂的硝酸的物质的量n(HNO3)=-=0.5mol,所以硝酸的物质的量浓度c(HNO3)=mol·L-1。②设需要H2O2mg,根据电子得失守恒,有×2=×2,解得:m=17。10.(14分)Ⅰ.煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为:①2FeS2+7O2+2H2O4H++2Fe2++4S-;4②Fe2++O2+H+Fe3++;③FeS2+2Fe3+3Fe2++2S;④2S+3O2+2H2O4H++2S-。已知:FeS2中的硫元素为-1价。回答下列问题:(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整。(2)反应③的还原剂是。(3)观察上述反应,硫元素最终转化为从煤炭中分离出来。Ⅱ.在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式为。在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式为(提示:碘元素被氧化成I-)。从以上实验可知,ClO-、I2、I-的氧化性由强到弱的顺序是。Ⅲ.工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜,副产品中也有SO2,冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为+2价,反应中被还原的元素是(填元素符号)。当生成0.8mol铜时,此反应转移电子的物质的量为。答案:Ⅰ.(1)41442H2O(2)FeS2(3)硫酸盐Ⅱ.2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-I2+5ClO-+2OH-2I-+5Cl-+H2OClO-I-I2Ⅲ.Cu、O10mol解析:(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,上述②离子方程式是4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O;(2)反应③的还原剂是FeS2;(3)通过观察分析三个反应可知:硫元素最终转化为硫酸盐从煤炭中分离出来;Ⅱ.在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,根据质量守恒定律及电荷守恒及电子守恒,则该反应的离子方程式是2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-;在