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第一部分专题素能提升练专题三离子反应与氧化还原反应1．了解氧化还原反应的本质，了解常见的氧化还原反应。掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。2.能正确书写化学方程式和离子方程式，并能进行有关计算。3.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。掌握常见离子的检验方法。真题研究1．(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－3、SO2－4、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－===H2OA[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－3、Cl－、SO2－4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。]2．(2019·全国卷Ⅱ，节选)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________(填标号)。A．黄色B．红色C．紫色D．绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_________________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________。[解析](1)根据常见元素的焰色反应，可知钡元素的焰色为绿色。(2)①由流程图中的原料重晶石和焦炭粉经回转炉、浸出槽后得到净化的BaS溶液，可判断重晶石(BaSO4)与焦炭粉反应生成BaS和有毒气体CO，根据电子守恒法可配平氧化还原反应方程式BaSO4＋4C=======900～1200℃BaS＋4CO↑；CO与水蒸气反应得到的清洁能源气体为H2，另一种产物为CO2，则CO与水蒸气反应的化学方程式为CO＋H2O===CO2＋H2。②潮湿空气中的CO2和水蒸气跟“还原料”中的硫化钡反应生成的臭鸡蛋气味的气体为H2S，水溶性变差是因为发生了反应BaS＋CO2＋H2O===H2S＋BaCO3↓，由此可知难溶于水的物质为BaCO3。③硫化钡溶液与硫酸锌反应生成难溶于水的立德粉(ZnS·BaSO4)，因此离子反应方程式为S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO2－4===ZnS·BaSO4↓。[答案](1)D(2)①BaSO4＋4C=======900～1200℃BaS＋4CO↑CO＋H2O===CO2＋H2②BaCO3③S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO2－4===ZnS·BaSO4↓3．(2018·全国卷Ⅰ，节选)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。[解析]氯气与硝酸银反应生成N2O5，氯气作氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物为O2。[答案]O24．(2016·全国卷Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为()A．NaHCO3、Al(OH)3B．AgCl、NaHCO3C．Na2SO3、BaCO3D．Na2CO3、CuSO4C[A项，NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，亚硫酸钠和碳酸钡加入水，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，再将样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。]5．(2016·全国卷Ⅱ，节选)丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色；②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_______________________________。[解析]根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，若生成蓝色沉淀，则一定含有亚铁离子，故实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2为可逆反应。[答案]Fe2＋Fe3＋可逆反应6．(2016·全国卷Ⅰ)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为________。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：_____________________________________________________。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是________。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)[解析](1)由化合价规则知，NaClO2中Cl的化合价为＋3。(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物，ClO2、NaHSO4为生成物，再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2＋H2SO4＋2NaClO3===2ClO2＋2NaHSO4。(3)粗盐水精制时除去Mg2＋通常用NaOH溶液，生成氢氧化镁沉淀，过滤除去；除去Ca2＋通常用Na2CO3溶液，生成碳酸钙沉淀，过滤除去。电解时阴极为得电子极，因此产物的化合价应降低，即生成NaClO2。(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知，反应物之一为ClO2，再由生产工艺流程图知，用的吸收试剂是NaOH、H2O2，由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2，由ClO2生成NaClO2，Cl的化合价由＋4变为＋3，化合价降低，ClO2为氧化剂，则H2O2为还原剂，化合价升高，生成氧气，再由电子守恒得，此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，该反应中氧化产物是O2。(5)由信息知，要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力，先求得1gNaClO2变为Cl－转移的电子数为190.5×4NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)，再设xgCl2的氧化能力与1gNaClO2的氧化能力相当，列方程得190.5×4NA＝x71×2NA，解得x≈1.57，即为有效氯含量。[答案](1)＋3(2)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO－2(或NaClO2)(4)2∶1O2(5)1.57上述真题的题型主要为非选择题中的填空题。命题角度涉及：(1)离子反应中的①离子方程式书写，②离子的检验与推断，如T1、T2、T4、T5。(2)氧化还原反应中的①概念与规律，②氧化还原方程式配平与书写，③电子守恒法计算等，如T2(2)、T3、T6。预测2020年高考仍会以化工流程或综合实验为载体在一般化学(离子)方程式、氧化还原方程式的书写和电子守恒法计算方面进行重点命题，复习时要融会贯通。考点讲练离子反应1．牢记四种离子反应类型反应类型不能大量共存的离子生成沉淀Ba2＋与CO2－3、SO2－4、SO2－3；SiO2－3与H＋不能大量共存生成气体H＋与CO2－3、HCO－3、S2－、SO2－3等不能大量共存复分解反应生成弱电解质H＋与OH－、ClO－、F－、CH3COO－等不能大量共存氧化还原反应Fe3＋能氧化S2－、I－等；MnO－4、ClO－在酸性、碱性、中性条件下都有强氧化性，能将I－、Fe2＋、SO2－3等氧化盐的双水解Al3＋与AlO－2、HCO－3、CO2－3、S2－、HS－等水解彻底；Fe3＋与AlO－2、HCO－3、CO2－3等水解彻底，不能大量共存络合反应Fe3＋与SCN－；Ag＋与NH3·H2O2.离子方程式正误判断的四项要求3．“四项基本原则”突破离子推断(1)肯定性原则：根据现象推断溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住常见有色离子)。(2)互斥性原则：在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在(注意题目中的隐含条件，如酸性、碱性、指示剂变化、水的电离情况等)。(3)电中性原则：溶液呈电中性，一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)。(4)进出性原则：指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。离子方程式的正误判断与书写1．(2018·江苏高考)下列指定反应的离子方程式正确的是()A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO2－3＋CaSO4CaCO3＋SO2－4B．酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I－＋IO－3＋6H＋===I2＋3H2OC．KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO－＋2Fe(OH)3===2FeO2－4＋3Cl－＋4H＋＋H2OD．电解饱和食盐水：2Cl－＋2H＋=====通电Cl2↑＋H2↑A[B项，电荷不守恒，错误；C项，碱性条件下，不能生成H＋，错误；D项，离子方程式电解对象H2O不能拆为H＋，错误。]2．根据下列条件写出相应的离子方程式。(1)MnO2与浓盐酸共热_________________________________。(2)AlCl3与过量NaOH反应___________________________________________________________________________________。(3)Al2(SO4)3与过量氨水反应_________________________________________________________________________________。(4)过量CO2通入NaAlO2溶液中_____________________________________________________________________________。