2019年高考化学二轮复习十大热门专题突破专题02离子反应和氧化还原反应学案.docx

专题02 离子反应和氧化还原反应离子反应和氧化还原反应是高中化学的基本概念，是表达化学的重要语言，在高中化学的学习和高考化学的应试中占有重要地位和作用。离子型氧化还原方程式的书写在高考试卷中占的比重越来越大。掌握离子反应和氧化还原反应的原理和方程式的书写方法，毫无疑问成为考生必须过得硬的基本功。一、电解质和离子反应考点一 电解质和非电解质、强弱电解质1. 电解质和非电解质包含的物质种类（1） 电解质包括： 酸，例如HCl、硫酸等； 碱，例如氢氧化钠、氢氧化钾等； 盐，例如氯化钾、碳酸钙等； 水； 活泼金属氧化物，例如氧化钠、氧化钙等，它们在熔融状态下导电。（2） 非电解质包括： 非酸性氢化物，例如氨气、甲烷等； 非金属氧化物，例如二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等； 大多数有机物，例如乙醇、蔗糖等。2.强电解质和弱电解质的本质区别在于其在水溶液中的电离程度（1）强电解质包括：强酸：盐酸（氯化氢）、硫酸、硝酸、氢溴酸（溴化氢）、氢碘酸（碘化氢）、高氯酸；强碱：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡；大多数盐：如氯化钠、碳酸钾等。（2）弱电解质包括：弱酸：如碳酸、亚硝酸等；弱碱：如一水合氨、氢氧化铁等；水；少数盐：醋酸铅、氯化汞、硫氰化铁。3.溶液导电性强弱的判断（1）电解质的强弱和导电性无必然联系；（2）电解质在水溶液中的导电性取决于两方面：自由移动离子的浓度和离子所带电荷数。据此，同浓度下的强电解质溶液的导电性才比弱电解质的强。考点二 离子反应和离子方程式1.离子反应发生的条件：生成难溶物（沉淀）、气体、难电离的物质（弱电解质）和发生氧化还原反应。离子反应的实质：向着离子浓度减小的方向进行。2. 离子方程式的书写过程：写（写出正确的化学方程式）、拆（可溶性强电解质拆成离子形式）、删（删去左右两边相同的部分）、查（检查电荷守恒和质量守恒）。例1：下列解释事实的方程式不正确的是()A碳酸钠溶液显碱性：COH2O HCOOHB0.1 molL1氨水的pH为11：NH3H2O NHOHC“84消毒液”和“洁厕灵”(主要成分为盐酸)混合使用会产生有毒气体：ClO5Cl6H=3Cl23H2OD一定条件下，0.1 mol N2和0.3 mol H2充分反应放出热量小于9.2 kJ：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJmol1【答案】C例2：完成下列反应的离子方程式(1)MnO2与浓盐酸反应制Cl2：_。(2)Na2S水溶液在空气中被氧化变质：_。(3)实验室用NaOH溶液吸收SO2尾气：_。(4)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：_。(5)Na2O2溶于水：_。(6)向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液：_。(7)浓盐酸与铁屑反应：_。(8)钠与CuSO4溶液反应：_。(9)石灰乳与Na2CO3溶液反应：_。【答案】(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)2S2O22H2O=2S4OH(3)2OHSO2=SOH2O(4)Al33H2O Al(OH)3(胶体)3H(5)2Na2O22H2O=4Na4OHO2(6)HSOH=H2OSO2(7)Fe2H=Fe2H2(8)2NaCu22H2O=Cu(OH)22NaH2(9)Ca(OH)2CO=CaCO32OH考点三 离子共存和离子的检验与推断1. 离子不能大量共存的类型(1)复分解反应型生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存阳离子不能大量共存的阴离子Ba2、Ca2、Pb2CO、SO、SO、SiO、PO、S2Fe3、Cu2、Fe2OH、S2、CO、HCO、SiO、AlOMg2、Al3、Zn2OH、CO、HCO、SiO、AlOHSiO、AlO生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存离子不能大量共存的离子HS2O、CO、SO、HCO、HSO、S2、HSOHNH(浓溶液并加热)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)不能大量共存H与CH3COO、CO、S2、SO等生成弱酸不能大量共存；OH与NH(稀溶液)生成弱碱不能大量共存；H与OH生成水不能大量共存。(2)氧化还原反应型具有较强氧化性的离子与具有较强还原性离子，会发生氧化还原反应而不能大量共存。强氧化性离子还原性离子ClO、MnO(H)、NO(H)、Fe3、Cr2O、FeOFe2、S2、I、SO、HS、HSOS2与SO在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则会发生氧化还原反应而不能大量共存。NO在碱性和中性环境中没有氧化性，酸性环境中具有氧化性。 ClO在酸性、中性和碱性环境中均有较强的氧化性。 (3)水解相互促进型当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水，从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动，甚至完全反应。常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下：Al3与CO、HCO、S2、HS、AlO、SiO；Fe3与CO、HCO、AlO、SiO。(4)络合反应型离子间因发生络合反应而不能大量共存，中学常见的反应有：Fe3与SCN因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。Ag与NH3H2O因生成Ag(NH3)而不能大量共存。2.常见阳离子的检验根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可以把检验离子的方法归纳为三种类型：生成沉淀；生成气体；显现特殊颜色。(1)常规检验法用NaOH溶液能检验出Cu2、Fe3、Fe2、Al3、NH。焰色反应：用焰色反应可检验出溶液中的K和Na。(2)特殊检验法3.常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验(2)利用盐酸和其他试剂检验(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验(4)利用某些特征反应检验例1：已知某酸性溶液中存在较多的Cu2、NO，则该溶液中还可能大量存在的离子组是()AOH、CO、NaBSO、Cl、NHCClO、HCO、KDBr、Fe2、Ba2【答案】B例2：有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K、Mg2、Al3、Fe2、Ba2、NO、SO、Cl、I、HCO。取该溶液进行实验：实验步骤实验现象(1)取少量该溶液，测定溶液pHpH0(2)取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓H2SO4，加热有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色(3)取少量该溶液，加少量BaCl2溶液有白色沉淀(4)取(3)中上层清液，加足量AgNO3溶液有白色沉淀，且不溶于稀HNO3(5)取少量该溶液，加NaOH溶液有白色沉淀，NaOH过量时沉淀部分溶解由此判断：(1)溶液中肯定不存在的离子是_，溶液中肯定存在的离子是_。(2)请设计实验验证其中可能存在的阴离子的方法(写明操作、现象、结论)：_。【答案】(1)Fe2、HCO、I、Ba2NO、SO、Mg2、Al3(2)取少量原溶液加足量的硝酸钡溶液，过滤后，向滤液中加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，说明有Cl，反之则没有(答案合理即可) 【解析】根据无色透明溶液，则原溶液中无Fe2；根据实验(1)pH0，呈酸性，则原溶液中无HCO；根据实验(2)中的现象，原溶液中含有NO，由于NO(H)具有强氧化性，则原溶液中无I；根据实验(3)，原溶液中含SO，根据离子共存原则，则无Ba2；由于在实验(3)中加入的是BaCl2，引入了Cl，无法证明原溶液中是否有Cl；根据实验(5)原溶液中含有Mg2和Al3。综上所述，溶液中一定不存在Fe2、HCO、I、Ba2，肯定存在NO、SO、Mg2、Al3，可能存在K、Cl。1.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类，完全正确的是()ABCD强电解质FeNaClCaCO3HNO3弱电解质CH3COOHNH3H3PO4Fe(OH)3非电解质C12H22O11(蔗糖)BaSO4C2H5OHH2O【答案】C2.在两份相同的Ba(OH)2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。下列分析不正确的是()A代表滴加H2SO4溶液的变化曲线Bb点，溶液中大量存在的离子是Na、OHCc点，两溶液中含有相同量的OHDa、d两点对应的溶液均显中性【答案】C【解析】向Ba(OH)2溶液中加入H2SO4溶液，发生反应H2SO4Ba(OH)2=BaSO42H2O，当加入的H2SO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量相等时，溶液中的离子浓度最低，导电能力最弱，对应中a点，继续滴加H2SO4溶液，导电能力逐渐增强，故代表滴加H2SO4溶液的曲线，A项正确。另一份溶液，当加入少量NaHSO4溶液时，发生反应NaHSO4Ba(OH)2=BaSO4H2ONaOH，当加入的NaHSO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量相等时，反应后混合液的主要溶质为NaOH，此时对应中b点，B项正确。继续滴加NaHSO4溶液，发生反应NaOHNaHSO4=Na2SO4H2O，当加入的NaHSO4的物质的量与Ba(OH)2的总物质的量之比为21时，发生反应2NaHSO4Ba(OH)2=BaSO4Na2SO42H2O，溶质为Na2SO4，对应中d点。c点两溶液导电能力相同，但是中主要溶质为H2SO4，溶液显酸性，中主要溶质为NaOH和Na2SO4，溶液显碱性，故C项错误。a点溶液几乎为纯水，d点主要溶质为Na2SO4，a、d两点溶液均显中性，故D项正确。3. (2015广东理综，8)水溶液中能大量共存的一组离子是()ANH 、Ba2、Br、COBCl、SO、Fe2、HC. K、Na、SO、MnODNa、H、NO、HCO【答案】C【解析】A项，Ba2和CO因生成BaCO3沉淀而不能大量共存；B项，SO与H能结合生成弱电解质H2SO3而不能大量共存；C项，离子间互不反应，可以大量共存，正确；D项，H与HCO 能反应生成CO2和H2O而不能大量共存。4常温下，下列离子组在指定溶液中能大量共存的是()ApHlgKw的溶液：Na、Al3、NO、IB能与金属铝作用产生H2的溶液：K、Ca2、Cl、HCOC由水电离产生的c(OH)1013molL1的溶液：Na、Fe2、NO、ClDc(CO)0.1 molL1的溶液：Na、NH、Br、SO【答案】D5.写出下列反应的离子方程式(1)NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应：NaOH不足：_；NaOH过量：_。(2)NH4Al(SO4)2溶液与NaOH溶液反应：NaOH不足：_nNH4Al(SO4)2n(NaOH)14：_NaOH足量：_【答案】(1)HOH=H2ONHH2OH=NH3H2OH2O(2)Al33OH=Al(OH)3NHAl34OH=NH3H2OAl(OH)3NHAl35OH=NH3H2OAlO2H2O【解析】比较简单，对照描述写出相应的离子方程式即可，注意细心。6. 实验室制取Na2S2O35H2O晶体中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：_。已知Na2S2O35H2O遇酸易分解：S2O2H=SSO2H2O供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液【答案】取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质二、氧化还原反应氧化还原反应一直以来是高考考查的重点和难点，试卷上会以各种各样类型的题目出现，而且可以设计成各种难度的习题。选择题中，氧化还原反应的基本概念和规律是考查的重要形式；主观题中，氧化还原方程式的书写，尤其是离子型氧化还原方程式的书写，越来越成为区分度较大的试题，值得给予足够的重视。考点一 氧化还原反应的基本概念和基本规律1.氧化还原反应的基本概念五对基本概念（氧化剂、还原剂；氧化产物、还原产物；被氧化、被还原；氧化反应、还原反应；氧化性、还原性）之间的关系可用下列两句话作一概括：氧化剂具有氧化性，化合价降低得电子，被还原发生还原反应，得到还原产物；还原剂具有还原性，化合价升高失电子，被氧化发生氧化反应，得到氧化产物。2.氧化还原反应的规律（1）守恒规律：氧化还原反应中，还原剂失电子的总数等于氧化剂得电子的总数；（2）强弱规律：氧化剂的氧化性强于氧化产物的，还原剂的还原性强于还原产物的；（3）先后规律：一种氧化剂遇到多种还原剂时，先和还原性强的反应，反之亦然；（4）化合价只相邻不交叉规律：一个反应涉及到一种元素的多个化合价时，化合价的变化遵循“只相邻不交叉”规律。例1. 氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2SO22H2O=H2SO42HBr相比较，水的作用不相同的是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3CBrClH2O=HClHBrOD2Na2O22H2O=4NaOHO2【答案】A例2. （2015四川卷）下列物质在生活中应用时，起还原作用的是()A明矾作净水剂B甘油作护肤保湿剂C漂粉精作消毒剂D铁粉作食品袋内的脱氧剂【答案】D【解析】A项，明矾中的Al3发生水解生成胶体，胶体的表面积较大，能吸附水中的杂质，所以能起到净水的作用，与氧化还原无关，A项错误；B项，甘油为丙三醇，属于多羟基化合物，具有吸湿性，因此可作护肤保湿剂，与氧化还原无关，B项错误；C项，漂粉精能作消毒剂是因为它能生成HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌消毒，并不是起还原作用，C项错误；D项，铁粉作食品袋内的脱氧剂，防止食品被氧化，起还原作用，故D项正确。例3. 已知：2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2OK2Cr2O714HCl=2KCl2CrCl33Cl27H2OMnO24HClMnCl2Cl22H2O其中，KMnO4和一般浓度的盐酸即可反应，K2Cr2O7需和较浓的盐酸(6 molL1)反应，MnO2需和浓盐酸(8 molL1)反应。根据以上信息，下列结论中不正确的是()A上述反应既属于氧化还原反应，又属于离子反应B生成1 mol Cl2转移电子数均为2NA(NA为阿伏加德罗常数)C氧化性：KMnO4K2Cr2O7Cl2MnO2D盐酸的浓度越大，Cl的还原性越强【答案】C例4. （2014全国新课标卷）次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag还原为银，从而可用于化学镀银。(1)H3PO2中，P元素的化合价为_。(2)利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为41，则氧化产物为_(填化学式)。【答案】(1)1(2)H3PO4【解析】 (1)根据化合价代数和为0可确定P显1价。(2)根据题中信息可写出反应方程式：4AgH3PO22H2O=4AgH3PO44H，即氧化产物为H3PO4。考点二 氧化还原反应的配平和计算1.氧化还原方程式的配平步骤：（1）配平化合价（用最小公倍数法，确保氧化剂和还原剂的得失电子守恒）；（2）配平电荷（若酸性溶液则用氢离子配电荷，若碱性则用氢氧根，确保电荷种类和个数相等）；（3）配平原子（哪边少氢，就在那边加水）。2.氧化还原反应的计算方法：得失电子守恒。例1. 氧化还原反应方程式的配平方法1(正向配平)(1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)2H2S1SO2=3S2H2O(3)4KI2CuSO4=1I22CuI2K2SO4(4)2015安徽理综，27(2)1NaBO22SiO24Na2H2=1NaBH42Na2SiO32(逆向配平)(1)3S6NaOH2Na2S1Na2SO33H2O(2)2Cl22Ca(OH)21CaCl21Ca(ClO)22H2O(3)2P49KOH3H2O=3K3PO45PH33(缺项配平)(1)3ClO2Fe(OH)34OH=3Cl2FeO5H2O(2)2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O(3)2015天津理综，10(2)1ClO6Fe26H=1Cl6Fe33H2O4(整体标价)(1)4FeS211O22Fe2O38SO2(2)5NH4NO32HNO34N29H2O例2. 在PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为_mol。生成1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为_mol。【答案】1.52.2【解析】例3. 根据有关信息完成下列各化学方程式(1)2015江苏化学，20(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中SO将NO2转化为NO，其离子方程式为_。(2)2015四川理综，8(4)CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒剂，反应可生成P的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是_。(3)2014天津理综，7(6)KClO3可用于实验室制O2 ，若不加催化剂，400 时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为11，写出该反应的化学方程式：_。(4)(最新模拟)某地污水中的有机污染物主要成分是三氯乙烯(C2HCl3)，向此污水中加入KMnO4(高锰酸钾的还原产物为MnO2)溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出该反应的化学方程式：_。【答案】(1)SO2NO22OH=SO2NOH2O(2)10CuSO4P416H2O=4H3PO410Cu10H2SO4(3)4KClO3400 KCl3KClO4(4)2KMnO4C2HCl3=2CO22MnO2HCl2KCl【解析】根据相关信息写出对应的化学方程式即可。1.（2016江苏卷）下列指定反应的离子方程式正确的是()A将铜丝插入稀硝酸中：Cu4H2NO=Cu22NO2H2OB向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3Fe=2Fe2C向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al33NH3H2O=Al(OH)33NHD向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO32H=H2SiO32Na【答案】C【解析】A项，Cu与稀HNO3反应生成NO，错误；B项，电荷不守恒，错误；C项，Al(OH)3不溶于氨水，正确；D项，Na2SiO3为可溶性盐，应写成离子形式，错误。2.在NaClO和NaCl的混合溶液中能大量共存的离子组是()AH、NH、SO、Br BAg、K、NO、SOCFe2、H、I、SO DNa、K、NO、OH【答案】D3. （2015天津卷）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Fe2B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KD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】A项，在溶液中加KSCN，溶液显红色，只能证明一定存在Fe3，不能证明是否含有Fe2，错误；B项，无水CuSO4遇水生成CuSO45H2O，固体由无色变为蓝色，正确；C项，灼烧白色粉末，火焰呈黄色，能够证明原粉末中含有Na，无法证明是否含有K，因为要观察钾的火焰颜色，必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光，排除钠的干扰，错误；D项，能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，SO2也可以，错误。4. (1)2016新课标全国，27(4)6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3，该反应的离子方程式为_ _。(2)2016新课标全国，28(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。(3)2016新课标全国，28(1)“酸浸”时V2O5转化为VO，反应的离子方程式为_。(4)2015全国新课标，28(3)在H2SO4的酸性环境中ClO2与碘化钾反应的离子方程式_。(5)2015重庆理综，9(4)节选已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为_。【答案】 (1)Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O(2)H2O22Fe22H=2Fe32H2O(3)V2O52H=2VOH2O(4)2ClO210I8H=2Cl5I24H2O(5)4H5ClO=Cl4ClO22H2O6. （2016全国新课标卷）丙组同学取10 mL 0.1 molL1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：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_。【答案】Fe2Fe3可逆反应【解析】实验中K3Fe(CN)