离子反应 氧化还原反应

第3讲　离子反应　氧化还原反应一、离子反应1.电解质的类型及离子方程式的书写写出下列物质之间符合条件的离子方程式：H2SO4、NaHCO3、FeCl3、Cu(OH)2、Ba(OH)2、Fe（1）可生成气体的复分解反应。_________________________；______________________________。（2）酸碱中和反应。____________________________；______________________________________。（3）化合反应。__________________。（4）置换反应。____________________。2Fe3++Fe====3Fe2+Fe+2H+====Fe2++H2↑2.离子的共存及检验有下列离子，在以下条件下能大量共存的是：H+、OH-、Al3+、Fe2+、N、HC、N、S、Cl-、Fe3+、SCN-、Na+（1）酸性条件下的无色溶液中：________________________________________；（2）碱性条件下的无色溶液中：______________________________；（3）加入铝粉有气泡生成的无色酸性溶液中：_________________________________；（4）向溶液中加入Fe(OH)2，Fe(OH)2溶解且溶液显红色，该溶液中一定含有上述离子中的：______________；一定不含：____________________。二、氧化还原反应实验室可用浓盐酸分别与KMnO4、MnO2、KClO3等多种物质反应制取氯气。（1）以上各反应中，HCl表现的性质是_______、_____。（2）浓盐酸与KMnO4在常温下可发生反应生成氯气，KMnO4中的Mn的化合价降为+2价，该反应的化学方程式为：___________________________________________（3）比较KMnO4和MnO2的氧化性强弱：KMnO4__MnO2(用“>”“<”或“=”表示)。还原性酸性2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O>（4）已知KClO3+6HCl====KCl+3Cl2↑+3H2O，用双线桥表示该反应的电子转移情况：__________________________一、正确书写离子方程式的“两大关键”1.正确拆分反应物及产物（1）不拆的三种情况。①单质、氧化物、气体一律不拆，用化学式或分子式呈现；②弱酸(HF、HClO、H2S、H2SO3、H2CO3等)、弱碱(NH3·H2O等)等难电离物质应写化学式；③难溶于水的物质[CaCO3、FeS、BaSO4、Al(OH)3等]必须写化学式。（2）微溶物的三种情况。①作为产物析出时，写化学式，如2Ag++====Ag2SO4↓；②作为反应物的稀溶液，应写离子形式，如CO2通入澄清石灰水中：Ca2++2OH-+CO2====CaCO3↓+H2O；③作为反应物呈浊液时，应写化学式，如CO2通入石灰乳中：Ca(OH)2+CO2====CaCO3+H2O。2.明确反应物的量对产物的影响（1）存在多步反应。如向明矾溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，当①氢氧化钡不足：2Al3++3S+3Ba2++6OH-====2Al(OH)3↓+3BaSO4↓；②氢氧化钡过量：Al3++2S+2Ba2++4OH-====Al+2BaSO4↓+2H2O。（2）试剂添加顺序不同。①向纯碱溶液中逐滴加入几滴稀盐酸：C+H+====②向盐酸中加入几滴纯碱溶液：C+2H+====CO2↑+H2O。（3）溶液中酸式盐与碱反应，一般令少者为1(mol)。①向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液：Ca2++HC+OH-====CaCO3↓+H2O；②向NaHCO3溶液中加入少量Ca(OH)2溶液：Ca2++2HC+2OH-====CaCO3↓+C+2H2O；③向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液：Ca2++2HC+2OH-====CaCO3↓+C+2H2O；④向NaHCO3溶液中加入过量Ca(OH)2溶液：Ca2++HC+OH-====CaCO3↓+H2O。二、离子不能大量共存的“六大条件”1.离子之间相互结合生成难溶物质如Ca2+和C生成CaCO3，H+和Si生成H2SiO3，Cu2+和OH-生成Cu(OH)2等。2.离子之间相互结合生成气态物质如H+和S2-生成H2S，H+和HC生成CO2，N和OH-生成NH3等。3.离子之间相互结合生成难电离的物质如H+与CH3COO-、OH-、P等分别结合生成弱电解质CH3COOH、H2O、H3PO4等。4.离子之间彼此促进水解如Al3+、Fe3+分别与Al、HC、C、S2-等发生水解相互促进反应生成沉淀或气体。5.离子之间发生氧化还原反应如Fe2+、S2-、I-、S分别与(H+)、ClO-因发生氧化还原反应而不共存；Fe3+与S2-、I-等因发生氧化还原反应而不共存。6.离子之间能发生络合反应如Fe3+和SCN-不共存。三、氧化还原反应的基本规律1.物质氧化性、还原性的强弱规律取决于得失电子的难易，而不是得失电子的多少。（1）同一反应，“剂”>“物”。（2）不同温度，“热”>“冷”。（3）不同浓度，“浓”>“稀”。（4）条件、剧烈程度，“易”>“难”。（5）金属活动性顺序表，还原性“前”>“后”，氧化性(阳离子)“后”>“前”。（6）原电池，还原性“负”>“正”。2.电子守恒规律其外在表现是化合价升降总值相等，用于氧化还原反应方程式的配平以及相关的简单计算。3.化合价高低与氧化性、还原性强弱关系规律最高价态的元素只有氧化性，最低价态的元素只有还原性，中间价态的元素既有氧化性，又有还原性。4.反应先后规律一种氧化剂面对多种还原性微粒时，还原性强的先被氧化；反之，一种还原剂遇到多种氧化剂，氧化性强的先被还原。5.同种元素间氧化还原规律——价态归中规律同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，高价降低，低价升高，但只靠拢不交叉，如H2S和浓硫酸发生氧化还原反应，有以下3种情况：而不会出现以下情况：相邻价态之间不发生氧化还原反应，如S与SO2、SO2与H2SO4、H2S与S之间不反应。判断下列说法是否正确一、离子方程式正误判断　高考频次：★★★★★1.脱离实际（1）(2013·福建高考)氨水与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-====Al(OH)3↓。（）分析：NH3·H2O是弱电解质，不能拆写成离子形式，正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3N。（2）(2012·大纲版全国卷)稀硫酸中加入铁粉：2Fe+6H+====2Fe3++3H2↑。（）分析：铁与稀硫酸反应只能生成硫酸亚铁，而不是硫酸铁。××2.拆分错误（3）(2012·大纲版全国卷)硫酸铝溶液中加入过量氨水：Al3++3OH-====Al(OH)3↓。（）分析：NH3·H2O为弱电解质，不该拆为离子形式。（4）碳酸钙与盐酸反应：C+2H+====CO2↑+H2O。（）分析：CaCO3是难溶电解质，在离子方程式中应以化学式CaCO3呈现。××3.违背守恒（5）铝粉投入到NaOH溶液中：2Al+2OH-====2Al+H2↑。（）分析：该反应中氧原子不守恒，得失电子不守恒。4.未按题设比例（6）(2012·北京高考)向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：2HC+Ca2++2OH-====CaCO3↓+C+2H2O。（）分析：由于NaHCO3不足，设其物质的量为1mol，则有HC+Ca2++OH-====CaCO3↓+H2O。××二、离子共存判断　高考频次：★★★1.因生成沉淀不共存（7）(2012·广东高考)在水溶液中能大量共存的一组是Mg2+、H+、Si、S。（）分析：Mg2+、H+和Si能生成MgSiO3、H2SiO3沉淀而不能共存。（8）(2012·江苏高考)0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中K+、Ba2+、N、Cl-不能大量共存。（）分析：Ba2+和C可结合生成BaCO3沉淀而不能大量共存。×√2.因生成气体不共存（9）与铝反应产生大量氢气的溶液中大量存在N、K+、C、N。（）分析：与铝反应产生大量氢气的溶液非酸即碱，酸性时，C会生成CO2气体而不共存，碱性时，N会生成NH3而不共存。（10）水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中大量存在Na+、Mg2+、Cl-、S2-。（）分析：水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液非酸即碱，酸性条件下S2-和H+生成H2S气体而不共存，碱性条件下Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀而不共存。××3.因生成弱电解质不共存（11）(2012·江苏高考)c(H+)/c(OH-)=1×1014的溶液中Ca2+、Na+、ClO-、N不能大量共存。（）分析：c(H+)/c(OH-)=1×1014，即c(H+)=1mol·L-1，溶液显强酸性，ClO-不能大量存在。（12）通入大量CO2的溶液中大量存在Na+、ClO-、CH3COO-、HC。（）分析：碳酸酸性比次氯酸强，在通入大量CO2的溶液中，ClO-会生成弱酸而不能大量存在。√×4.因发生氧化还原反应不共存（13）(2012·广东高考)在水溶液中能大量共存的一组是Fe2+、Al3+、ClO-、Cl-。（）分析：Fe2+可被ClO-氧化而不能大量共存。×三、氧化还原反应　高考频次：★★★★1.反应类型之间的关系（14）(2013·天津高考)Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应。（）分析：Na2SO3与H2O2的反应为Na2SO3+H2O2====Na2SO4+H2O，此反应为氧化还原反应。（15）(2012·广东高考)不涉及氧化还原反应的是工业上利用合成氨实现人工固氮。（）分析：固氮的过程是由氮单质转化为化合态的过程，必然伴有化合价的变化，是氧化还原反应。√×2.氧化剂、还原剂等概念辨析（16）(2012·浙江高考)CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2只作氧化剂。（）分析：CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2既作氧化剂，又作还原剂。（17）(2012·安徽高考)NaHCO3+H2HCOONa+H2O。储氢过程中，NaHCO3被氧化。（）分析：储氢过程中NaHCO3中碳元素的化合价从+4价降低到+2价，被还原。储氢释氢××热点考向1离子的检验及共存的判断【典题训练】1.（2012·浙江高考）水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：下列判断正确的是（）A.气体甲一定是纯净物B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物C.K+、Al和Si一定存在于溶液X中D.C和S一定不存在于溶液X中【解题指导】解答本题时应注意以下两点：（1）弱酸根离子可以和弱碱阳离子发生水解相互促进反应。（2）在上述离子中只有Si可以与过量稀盐酸反应产生沉淀。【解析】选C。选项具体分析结论AAX溶液中加入过量稀盐酸，S或C均可产生气体，因此，气体甲既可能是SO2或CO2，也可能是二者的混合物错误B沉淀甲只是硅酸，溶液中不会含有Mg2+和Al3+，否则会与硅酸根离子反应生成沉淀错误选项具体分析结论C溶液X加入过量稀盐酸产生沉淀和气体，则可以推测原溶液中含有Si和C或S，则排除掉溶液中的镁离子和铝离子，由于无色溶液甲加入过量的氨水会有沉淀产生，则无色溶液甲中含有铝离子，则原溶液中含有Al，由于溶液一定呈电中性，所以原溶液中一定有阳离子即K+，但是溶液中有无S无法判断正确D硫酸根离子是否存在无法判断错误2.在pH=1的无色溶液中，下列各离子组因发生氧化还原反应而不能共存的是（）A.N、K+、Na+、C、NB.K+、Na+、Fe2+、S、NC.N、K+、Na+、HC、AlD.N、K+、Na+、N、I-【解题探究】（1）电解质溶液中常见的有色离子有哪些？提示：常见的有色离子有Cu2+——蓝色、Fe3+——黄色、Fe2+——浅绿色、Mn——紫红色。（2）Mn、ClO-、N(H+)具有强氧化性，它们能氧化哪些常见的还原性离子？提示：Mn、ClO-、N(H+)的氧化能力很强，能氧化Fe2+、S2-、I-、S等常见的还原性离子。【解析】选D。溶液无色，则溶液中一定不存在Fe2+，B错误；酸性条件下的N具有强氧化性，能与I-发生氧化还原反应而不能大量共存。【方法 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 】判断离子共存的一般步骤1.分析限制条件（1）常见的限制条件：无色透明溶液、强酸性、强碱性、pH=1等；（2）新出现的限制条件：指定离子，如含有Fe3+的溶液；且定性中有定量，如c(H+)=10-12mol·L-1的溶液。并由单一限制向多点限制方向发展，在选项中增加限制条件是高考试题的最新变化，也是今后高考命题的发展趋势。2.分析离子间发生的反应分析所给离子之间能否发生以下反应：（1）复分解反应；（2）氧化还原反应；（3）相互促进的水解反应；（4）络合反应，如Fe3+与SCN-等。3.分析离子之间是否存在特殊的反应（1）Al与HC不能大量共存：Al+HC+H2O====Al(OH)3↓+C。（2）“N+H+”组合具有强氧化性，能与S2-、Fe2+、I-等发生氧化还原反应，且这种组合较为隐蔽，不易被察觉。（3）N与CH3COO-、C，Mg2+与HC等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度很小，它们在溶液中能大量共存。热点考向2离子方程式的书写及正误判断【典题训练】3.(2013·江苏高考)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（）A.MnO2与浓盐酸反应制Cl2：MnO2+4HClMn2++2Cl-+Cl2↑+2H2OB.明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al3++3H2O====Al(OH)3↓+3H+C.Na2O2溶于水产生O2：Na2O2+H2O====2Na++2OH-+O2↑D.Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应：+Ca2++OH-====CaCO3↓+H2O△====【解题探究】（1）明矾的化学式是什么？试写出明矾水解生成Al(OH)3胶体的离子方程式。提示：明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O。明矾水解的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+（2）Ca(HCO3)2与少量NaOH和足量NaOH反应的离子方程式相同吗？提示：不相同。少量NaOH时：Ca2++HC+OH-====CaCO3↓+H2O足量NaOH时：Ca2++2HC+2OH-====CaCO3↓+C+2H2O【解析】选D。HCl是强电解质，应写离子形式，A错误；Al(OH)3是胶体不能写成沉淀，B错误；C选项不遵循得失电子守恒，错误；Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH后生成CaCO3的同时生成NaHCO3，D正确。4.下列是某同学对相应反应的离子方程式所作的评价，其中评价合理的是（）选项化学反应离子方程式评　价A碳酸钙与醋酸反应C+2CH3COOH====CO2↑+H2O+2CH3COO-错误，碳酸钙是弱电解质，不应写成离子形式B向漂白粉溶液中通入少量CO2CO2+H2O+ClO-====HC+HClO正确CNaHSO3的水解HS+H2OS+H3O+错误，水解方程式误写成电离方程式D等物质的量的FeBr2和Cl2反应2Fe2++2Br-+2Cl2====2Fe3++Br2+4Cl-错误，离子方程式中Fe2+与Br-的物质的量之比与化学式不符【解题指导】解答本题应抓住两个关键：（1）离子方程式对应是否正确。（2）评价是否合理。【解析】选C。A中离子方程式书写及评价均不正确，离子方程式错误的真正原因是CaCO3是难溶电解质，不应写成离子形式；Ca(ClO)2溶液中加少量CO2应生成CaCO3沉淀，故B项不正确；NaHSO3的水解离子方程式应为HS+H2OH2SO3+OH-，评价正确；D项中评价错误，Br-只能部分被氧化。【方法总结】离子方程式的书写与正误判断的三个关键点1.判断产物对不对（1）变价元素的产物(高价还是低价)。（2）量不同时的产物(某反应物过量是否会与产物再反应)。（3）滴加顺序的不同。2.分析离子方程式平不平（1）原子是否守恒。（2）电荷是否守恒。（3）氧化还原反应中电子得失是否守恒。3.观察物质拆分准不准（1）强拆弱不拆。（2）易溶拆不溶不拆。（3）微溶物“清拆浊不拆”。（4）单质、氧化物不拆。（5）浓硫酸不拆，浓盐酸、浓硝酸拆。热点考向3氧化还原反应概念辨析及规律应用【典题训练】5.(2012·广东高考)下列应用不涉及氧化还原反应的是（）A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.工业上电解熔融状态的Al2O3制备AlC.工业上利用合成氨实现人工固氮D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3【解题指导】解答本题可以按以下思路进行：【解析】选D。选项具体分析结论ANa2O2用作呼吸面具的供氧剂时，Na2O2中O从-1价既升到0价又降到-2价，所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂属于氧化还原反应B电解熔融状态的Al2O3制备Al时，Al2O3中Al从+3价降到0价，O从-2价升到0价属于氧化还原反应C工业上合成氨是利用N2和H2反应生成NH3，也属于固氮中的一种，其中N从0价降到-3价，H从0价升到+1价属于氧化还原反应D2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，无化合价变化属于非氧化还原反应△====6.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强、无二次污染的绿色水处理剂。工业制高铁酸钠的方法有如下两种：①湿法制备的主要反应方程式为Fe(OH)3+ClO-+OH-→Fe+Cl-+H2O②干法制备的主要反应方程式为FeSO4+Na2O2→Na2FeO4+Na2O+Na2SO4+O2↑(均未配平)下列有关说法不正确的是（）A.高铁酸钠中铁显+6价B.湿法制备的反应方程式中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2C.干法中每生成1molNa2FeO4转移4mol电子D.Na2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，还能除去水体中的H2S、NH3等，生成的Fe(OH)3还能吸附水中的悬浮杂质【解题指导】解答本题的关键首先是将两反应方程式配平，其次是在正确理解概念的基础上作答。【解析】选C。运用化合价升降将两反应方程式分别配平为①2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-====2Fe+3Cl-+5H2O②FeSO4+4Na2O2====Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑由①可知氧化剂ClO-与还原剂Fe(OH)3的物质的量之比为3∶2，故B项正确；②中既有Fe2+与之间的电子转移，又有Na2O2自身氧化还原反应中的电子转移，每生成1molNa2FeO4，应转移6mol电子，故C项不正确。【误区警示】氧化还原反应错误面面观1.不能正确认识氧化还原反应与其他反应类型的关系（1）化合反应、分解反应、离子反应不一定是氧化还原反应。（2）置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应。（3）有单质参加或生成的反应不都是氧化还原反应，如石墨转化为金刚石。2.不能正确理解氧化性、还原性特征（1）具有氧化性的物质和具有还原性的物质不一定都能发生反应。（2）含同种元素的高价态物质不一定比低价态物质的氧化性强；氧化还原反应中得(或失)电子数目多的物质不一定氧化性(或还原性)强。3.忽视影响氧化性、还原性的外界因素（1）溶液酸碱性的影响，如在酸性条件下，N的氧化性比在碱性条件下强。（2）溶液浓度的影响，如浓硫酸、浓硝酸氧化性比稀的强，浓盐酸的还原性比稀盐酸强等。1.某溶液既能溶解Al(OH)3，又能溶解H2SiO3，在该溶液中可以大量共存的离子组是（）A.K+、Na+、HC、NB.Na+、S、Cl-、ClO-C.H+、Mg2+、S、ND.Ag+、K+、N、Na+【解析】选B。既能溶解Al(OH)3，又能溶解H2SiO3，说明该溶液显碱性，故A组中的HC不存在；C组中的H+、Mg2+不存在；D组中的Ag+不存在。2.(2013·福州一模)下列离子方程式中正确的是（）A.硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3++4OH-====Al+2H2OB.碳酸钙与醋酸溶液反应：CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2OC.金属钠投入水中：2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑D.氯化铁溶液与铁反应：Fe3++Fe====2Fe2+【解析】选C。Al3+与过量氨水生成Al(OH)3沉淀而不是且氨水不能拆分，A错误；醋酸为弱酸，不能拆分为H+和CH3COO-，B错误；D项离子方程式电荷不守恒，D错误。3.已知Fe3O4可表示成FeO·Fe2O3，水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：3Fe2++2S2+O2+4OH-====Fe3O4+S4+2H2O下列说法正确的是（）A.O2和S2是氧化剂，Fe2+是还原剂B.每生成1molFe3O4，则转移电子数为2molC.参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量比为1∶1D.若有2molFe2+被氧化，则被Fe2+还原的O2为0.5mol【解析】选D。S2生成S4中S的化合价由+2价变为+2.5价，S2是还原剂，故A项不正确；每生成1molFe3O4，有1molO2被还原，转移电子数为4mol，故B项不正确；当氧化剂O2为1mol时，被氧化的Fe2+为2mol，被氧化的S2为2mol，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，故C项不正确；当2molFe2+被氧化时，可提供2mol电子，则被Fe2+还原的O2为0.5mol，故D项正确。4.某强酸性溶液X中含有Ba2+、Al3+、N、Fe2+、Fe3+、C、S、S、Cl-、N中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：根据以上信息，回答下列问题：（1）写出C、D的化学式：C　　　　、D　　　　，F的电子式　　　　。（2）上述离子中，溶液X中除H+外还一定含有的离子是　　　　，不能确定的阳离子是　　　　，若要用实验证明该离子一定不存在，其最常用的化学方法是_________________________________________________________________。（3）写出下列反应的离子方程式：①中生成气体A：______________________________________________________________________________________。②中生成沉淀I：_______________________________________________________________________________________。（4）若A的物质的量为0.01mol，要使A全部转化为溶液E，需要氧气的体积最少为　　　　mL(标准状况下)，转移电子的物质的量为　　　　mol。【解析】（1）（2）在强酸性溶液中一定不存在C、S，加入Ba(NO3)2生成沉淀C，C为BaSO4，说明含有S，而一定没有Ba2+；生成的气体A显然是在酸性条件下N被还原得到的氮的氧化物，故原X溶液中有Fe2+，而没有N；A可发生多步氧化，可推知A为NO，D为NO2，最终生成的E为HNO3；溶液B为几种硝酸盐的混合物，加入过量NaOH时生成气体，该气体一定为NH3，说明B溶液中含有N，沉淀G为Fe(OH)3，说明B溶液中含有Fe3+，但不能确定原溶液中是否含有Fe3+；溶液H通入过量CO2，生成沉淀I，则I是Al(OH)3，说明原溶液中含有Al3+。（3）①中反应主要是N氧化Fe2+，生成Fe3+和NO；②中反应主要是Al与酸性较强的H2CO3作用生成Al(OH)3，因CO2过量同时生成HC。（4）NO全部转化为HNO3的反应方程式可写为：4NO+3O2+2H2O====4HNO3，0.01molNO需0.0075molO2，氧气的体积(标准状况)为0.168L，转移电子0.03mol。答案：（1）BaSO4　NO2　（2）Al3+、Fe2+、N、S　Fe3+向该溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红（3）3Fe2++4H++N====3Fe3++NO↑+2H2OAl+2H2O+CO2====Al(OH)3↓+HC（4）168　0.03