專題三氧化還原反應離子反應第一編2023內容索引01核心考點聚焦專項熱考突破02[專題體系構建]核心考點聚焦考點1氧化還原反應[核心回顧]1.氧化還原反應的概念及相互關系2.熟知常見氧化劑和還原劑,并推測其反應產物(1)常見氧化劑及還原產物的推測氧化劑KMnO4(H+)或MnO2硝酸(H+、

)KClO3、NaClO濃硫酸還原產物Mn2+NO2或NOCl-SO2氧化劑H2O2O2Cl2Fe3+還原產物H2OOH-Cl-Fe2+(2)常見還原劑及氧化產物的推測

還原劑M(金屬)S2-

、SO2I-Br-氧化產物Mn+SI2Br2還原劑H2CO、CNH3H2O2H2C2O4氧化產物H+CO2NOO2CO23.掌握氧化還原反應的“四大規律”[命題角度]角度1氧化還原反應的概念及相互關系【典例】

(2022廣東梅州二模)固氮是將游離態的氮轉變為氮的化合物,一種新型人工固氮的原理如圖所示,下列說法正確的是(

)A.反應①②③均為氧化還原反應B.轉化過程中所涉及的元素均呈現了兩種價態C.Li3N、LiOH兩種化合物中含有的化學鍵完全相同D.假設每一步均完全轉化,每消耗1molN2,同時生成1.5molO2答案

D

解析

反應②是Li3N+3H2O══3LiOH+NH3,屬于非氧化還原反應,A錯誤;轉化過程中,H元素只顯+1價,B錯誤;Li3N中只含離子鍵,LiOH中含有離子鍵、共價鍵,C錯誤;假設每一步均完全轉化,根據電子守恒,每消耗1

mol

N2,同時生成1.5

mol

O2,D正確。角度拓展——判斷正誤1.(2022廣東廣州二模)將濃硫酸滴到蔗糖表面,固體變黑膨脹,體現了濃硫酸具有吸水性和強氧化性。(

)2.(2022廣東茂名二模)過氧化鈉用作呼吸面具或潛水艇中的供氧劑,因過氧化鈉具有氧化性。(

)×提示

濃硫酸滴到蔗糖表面,濃硫酸具有脫水性使蔗糖變為碳,碳和濃硫酸繼續反應,固體變黑膨脹,體現濃硫酸的強氧化性。×提示

Na2O2與呼出的CO2反應生成碳酸鈉和氧氣,Na2O2既是氧化劑又是還原劑。4.(2022湖北武漢模擬)關于反應CH2=CH2+KMnO4+H2SO4―→MnSO4+K2SO4+CO2+H2O(未配平),氧化產物和還原產物的物質的量之比為5∶6。(

)3.(2022廣東清遠模擬)4KMnO4+6H2SO4+5HCHO══4MnSO4+5CO2↑+11H2O+2K2SO4,反應生成氣體4.4g,則反應中轉移的電子數為0.4NA。(

)√√角度2氧化還原反應的規律及應用【典例】

(2022廣東茂名二模)I2的一種制備方法如圖所示:下列說法正確的是(

)A.“富集”時發生反應的離子方程式為Ag++I-══AgI↓B.轉化反應的離子方程式為Fe+2AgI══Fe2++2Ag+2I-,說明Fe2+的還原性大于AgC.通入過量Cl2,氧化產物只有一種D.制備的I2可直接用于加碘鹽答案

A

解析

“富集”時AgNO3與碘離子發生反應生成AgI黃色沉淀,離子方程式為Ag++I-══AgI↓,A項正確;轉化反應的離子方程式為Fe+2AgI══Fe2++2Ag+2I-,Fe元素的化合價由0價升高到+2價,發生氧化反應,Fe為還原劑,根據氧化還原反應,還原劑大于還原產物可得,Fe的還原性大于Ag,B項錯誤;經過轉化后溶液中有Fe2+和I-,通入過量Cl2后氧化產物有兩種分別為I2和Fe3+,C項錯誤;加碘食鹽中碘以KIO3形式存在,I2不可直接用于加碘鹽中,D項錯誤。角度拓展——判斷正誤1.(2022遼寧沈陽二中模擬)制備高溫結構陶瓷氮化硅(Si3N4):3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,則氧化性:SiO2>Si3N4。(

)2.(2022廣東廣州二模)向NaI溶液中滴加少量氯水和CCl4,振蕩、靜置,下層溶液顯紫色,說明還原性:I->Cl-。(

)×提示

該反應中Si和O元素化合價未變化,氧化劑是N2,氧化產物是CO,則氧化性:N2>CO。√提示

氯水和I-生成I2和Cl-,說明還原性:I->Cl-,四氯化碳萃取碘單質且密度大于水,有機層在下方,下層溶液顯紫色。3.(2022廣東肇慶二模)向含有KSCN的Fe(NO3)2溶液中滴加硫酸酸化的H2O2,根據實驗現象可比較H2O2與Fe3+的氧化性。(

)4.(2022山東臨沂模擬)反應2NaClO3+4HCl══2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O中,轉移0.2mol電子時,理論上生成6.72L氣體(標準狀況)。(

)×提示

酸性條件下,硝酸根也能氧化Fe2+。

√考點2離子反應[核心回顧]1.三類離子反應發生的條件(1)復分解反應型:①生成難溶物;②生成揮發性物質;③生成弱電解質。(2)氧化還原反應型:強氧化性離子和強還原性離子易發生反應(考慮溶液的酸堿性、濃度等的影響)。(3)生成難電離的化合物或離子(配合物型):某些金屬離子(如Fe3+、Cu2+等)與陰離子(SCN-、Cl-等)形成配合物,如Fe(SCN)3、

等。2.離子方程式正誤判斷的四個要點

分析反應體系①考慮反應環境(溶液的酸堿性、氧化性、還原性等);②考慮試劑加入的順序;③考慮反應物之間的量的關系(如少量、過量、等量)分析物質表示①易溶于水的強電解質(強酸、強堿和部分鹽)拆分成離子形式;②弱電解質、難溶物、單質、氧化物用化學式表示;③微溶物的處理:“清拆分”“濁不拆”分析反應產物①考慮是否漏掉部分離子反應;②考慮反應物的量不同對產物的影響;③考慮物質的氧化性(或還原性)對產物的影響分析守恒規律①考慮是否符合質量守恒(前后元素種類及對應原子個數);②考慮是否符合電荷守恒(電性種類相同、電荷數目相等);③考慮氧化還原型離子方程式是否符合得失電子守恒3.規避離子共存的題設“陷阱”條件類型常見表述誤點點撥題設要求①“一定大量共存”②“可能大量共存”③“不能大量共存”審清關鍵詞常見的限制條件“無色溶液”不含Cu2+、Fe2+、Fe3+、

等有色離子“滴加甲基橙溶液顯紅色”“pH=1”溶液顯酸性“因發生氧化還原反應而不能大量共存”只能是氧化性離子和還原性離子不能大量共存,并不是其他離子反應,同時要注意溶液酸堿性的影響條件類型常見表述誤點點撥常見隱含條件“與Al反應放出H2”溶液可能顯強酸性或強堿性“由水電離出的c(H+)=1×10-12

mol·L-1”的溶液溶液可能顯強酸性或強堿性含有大量Fe3+的溶液酸性溶液并具有強氧化性含有大量

的溶液隱含H+與還原性離子不能同時大量共存相互促進水解相互促進水解,生成沉淀或氣體,不能大量共存4.掌握常見離子的檢驗方法(1)常見陽離子的檢驗(2)常見陰離子的檢驗

[命題角度]角度1離子方程式的正誤判斷【典例】

(2022廣東梅州二模)宏觀辨識與微觀探析是化學學科核心素養之一。下列實驗現象對應的離子方程式正確的是(

)答案

A

解析

二氧化硫為酸性氧化物,過量的SO2與NaOH溶液反應生成酸式鹽和水,溶液紅色褪去,其離子方程式為SO2+OH-

══

,A正確;大理石與鹽酸接觸,發生反應生成CaCl2、CO2和H2O,由于CaCO3難溶于水,在離子方程式中應保留化學式,其離子方程式為CaCO3+2H+══Ca2++CO2↑+H2O,B錯誤;CO2通入飽和Na2CO3溶液中,二者發生反應生成碳酸氫鈉,由于碳酸氫鈉溶解度比碳酸鈉小,則產生沉淀,即溶液出現渾濁,其離子方程式為CO2+H2O+2Na++

══2NaHCO3↓,C錯誤;鐵釘浸泡在CuSO4溶液中,鐵釘表面產生紅色固體,說明鐵能與硫酸銅發生置換反應,即Fe與CuSO4發生反應,生成硫酸亞鐵和Cu,其離子方程式為Fe+Cu2+══Fe2++Cu,D錯誤。角度拓展——填充與判斷1.將碳酸氫鈣溶液與足量NaOH溶液混合,試寫出反應的離子方程式:

。

2.(2022浙江嘉興模擬)酸性高錳酸鉀溶液中滴入雙氧水:××提示

不符合離子配比關系,加入過量溴水,FeI2完全被氧化,正確應為2Fe2++4I-+3Br2══2Fe3++2I2+6Br-。×角度2溶液中離子能否大量共存的判斷【典例】

(2022廣東四校第二次聯考)常溫下,指定溶液中一定能大量共存的離子組合是(

)答案

A

解析

使甲基橙變黃的溶液呈堿性,Al3+不能大量共存;0.1

mol·L-1

Fe2(SO4)3溶液中,Fe3+與SCN-會結合生成絡離子而不能大量共存;常溫下,由水電離的c(H+)=1×10-13

mol·L-1的溶液可能呈強酸性或強堿性,強酸性溶液中,CH3COO-、

不能大量共存,強堿性溶液中,不能大量共存。角度拓展——判斷正誤

1.(2022廣東梅州1月質檢)NaClO水溶液中:Fe2+、Cl-、Ca2+、H+。(

)2.(2022廣東粵港澳大灣區二模)c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液:Ca2+、Ba2+、I-、Cl-。(

)3.(2022廣東梅州1月質檢)透明酸性溶液中:、

、Cu2+、Na+。(

)×提示

NaClO具有強氧化性、是一種弱酸鹽,故次氯酸根離子能與Fe2+發生氧化還原反應、能與H+反應生成弱酸HClO,不能大量共存。×提示

Fe3+具有氧化性,I-具有還原性,兩者發生氧化還原反應,不能大量共存。

√√6.(2022湖南長沙模擬)25℃時,由水電離的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中,、I-、Na+、Al3+一定能大量共存。(

)√×提示

25

℃時,由水電離的c(H+)=1×10-13

mol·L-1的溶液中水的電離受到抑制,溶液可能呈強酸性或強堿性。若為強酸性,、I-與H+發生氧化還原反應;若為強堿性,Al3+與OH-反應。√專項熱考突破——突破一命題篇——新教材新高考

氧化還原反應和離子反應的應用1.認識生產、生活中的氧化還原反應氧化還原反應是一類重要的化學反應,廣泛存在于生產和生活中。例如,金屬的冶煉、電鍍、燃料的燃燒、綠色植物的光合作用,以及易燃物的自燃、食物的腐敗、鋼鐵的生銹、殺菌消毒等。典例突破1(2022廣東梅州1月質檢)化學與生活密切相關,下列敘述不涉及氧化還原反應的是(

)A.煅燒貝殼,將產物投入海水中以獲得Mg(OH)2B.用小麥、大米、玉米、高粱、糯米五種糧食發酵釀酒C.將在酒精燈上灼燒后的銅絲迅速插入乙醇中,能聞到刺激性氣味D.將乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液中,溶液紫色褪去答案

A解析

A項,貝殼的主要成分為碳酸鈣,煅燒貝殼時為碳酸鈣分解生成二氧化碳和氧化鈣,氧化鈣、水、鎂離子結合反應生成氫氧化鎂和鈣離子,在整個過程中均不涉及氧化還原反應;B項,小麥、大米、玉米、高粱、糯米五種糧食的主要成分為淀粉,由淀粉發酵釀酒需要先水解生成葡萄糖,葡萄糖再發生氧化還原反應生成乙醇和二氧化碳;C項,在酒精燈上灼燒后的銅絲迅速插入乙醇中,會引起乙醇的催化氧化,故涉及氧化還原反應;D項,乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化為二氧化碳和水,高錳酸鉀本身被還原而褪色,涉及氧化還原反應。典例突破2(2022山東卷,8)實驗室制備KMnO4過程為①高溫下在熔融強堿性介質中用KClO3氧化MnO2制備K2MnO4;②水溶后冷卻,調溶液pH至弱堿性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③減壓過濾,將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶,再減壓過濾得KMnO4。下列說法正確的是(

)A.①中用瓷坩堝作反應器B.①中用NaOH作強堿性介質C.②中K2MnO4只體現氧化性D.MnO2轉化為KMnO4的理論轉化率約為66.7%答案

D解析

由題中信息可知,①中高溫下在熔融強堿性介質中用KClO3氧化

MnO2制備K2MnO4,由于瓷坩堝高溫下易被強堿腐蝕,故不能用瓷坩堝作反應器,A項不正確;制備KMnO4時為了防止引入雜質離子,①中應用KOH作強堿性介質,不用NaOH,B項不正確;②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,K2MnO4既體現氧化性又體現還原性,C項不正確;K2MnO4歧化反應過程中,Mn元素的化合價由+6價變為+7價和+4價,因此反應生成的KMnO4和MnO2的物質的量之比為2∶1,根據Mn元素守恒可知,反應物MnO2中的Mn元素有

轉化為KMnO4,即MnO2轉化為KMnO4的理論轉化率約為66.7%,D項正確。2.了解離子反應的廣泛應用離子反應在化學研究(物質的制備、分離、提純和鑒定)、工業生產、醫療診斷、食品檢驗、環境保護(消除水中污染物)等方面都有廣泛的應用。典例突破3(2021海南卷,6)一次性鑒別等濃度的KNO3、NH4Cl、Na2CO3三種溶液,下列方法不可行的是(

)A.測定pHB.焰色試驗C.滴加AlCl3溶液D.滴加飽和Ca(OH)2溶液,微熱答案

C解析

KNO3、NH4Cl、Na2CO3三種溶液分別呈中性、酸性和堿性,可通過測定pH進行鑒別,A不符合題意;進行焰色試驗時,KNO3的焰色試驗呈紫色(透過藍色鈷玻璃)、Na2CO3的焰色試驗呈黃色,NH4Cl的焰色試驗不顯色,可以鑒別,B不符合題意;向Na2CO3溶液中滴加AlCl3溶液,發生相互促進水解反應生成Al(OH)3沉淀和CO2氣體,KNO3、NH4Cl溶液則無明顯現象,不能鑒別,C符合題意;向KNO3、NH4Cl、Na2CO3三種溶液分別滴加飽和Ca(OH)2溶液、微熱,KNO3溶液無明顯現象,NH4Cl溶液中產生刺激性氣體(NH3),Na2CO3溶液中產生白色沉淀(CaCO3),可以鑒別,D不符合題意。新材料新情境

我國長征系列運載火箭發射新材料

火箭的第一、二級發動機中使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),燃燒時發生的化學反應為C2H8N2+2N2O4══2CO2+3N2+4H2O。思考上述反應中,氧化劑是

,還原劑是

;理論上,生成0.3molN2時,轉移電子的數目為

。

N2O4C2H8N21.6NA典例突破4(2022安徽安慶模擬)火箭的第一、二級發動機中使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),燃燒時發生化學反應為C2H8N2+2N2O4══2CO2+3N2+4H2O。有關該反應的說法正確的是(

)A.CO2和H2O均為氧化產物B.氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2C.產生11.2LCO2(標準狀況)時,反應中轉移2.5mole-D.若用NO2代替N2O4,也能與C2H8N2發生類似的反應答案

D解析

C2H8N2中C、N元素化合價分別為-1價、-3價,被氧化生成CO2和N2,H、O元素均未變價,故H2O不是氧化產物,也不是還原產物,A錯誤;氧化劑是N2O4,還原劑是C2H8N2,二者的物質的量之比為2∶1,B錯誤;C2H8N2中C、N元素均被氧化,生成2

mol

CO2時轉移16

mol電子,則產生11.2

L

CO2(標準狀況)(即0.5

mol

CO2),轉移4

mol電子,C錯誤;NO2和N2O4中N元素均顯+4價,均具有較強氧化性,則用NO2代替N2O4時也能與C2H8N2發生類似的反應,D正確。——突破二解題篇——素養命題+題型突破1.物質的檢驗與離子推斷(證據推理與模型認知)具有證據意識,能基于證據(實驗操作及現象、物質的量濃度等)對物質(或溶液)組成等提出可能假設,通過分析推理加以證實或證偽,確定存在的離子或不存在的離子,結合離子反應推測其他離子是否存在,建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系。下列說法正確的是(

)A.無法確定原試液中是否含有Al3+、Cl-B.原溶液中存在的離子為

、Fe2+、Cl-、C.濾液X中大量存在的陽離子有

、Fe2+和Ba2+D.無法確定沉淀C的成分答案

B方法點撥堅持“四項”基本原則,突破離子推斷類題目(1)肯定性原則:結合實驗現象推出肯定存在或肯定不存在的物質或離子。(2)互斥性原則:在肯定某些離子存在的同時,結合離子共存規律,否定一些離子的存在。(3)引入性原則:注意實驗過程中反應生成的離子或引入的離子對后續實驗的干擾。(4)電中性原則:溶液中既要有陽離子,也要有陰離子。注意:若溶液有多種離子共存,且只有一種離子的物質的量未知,可以用電荷守恒來確定最后一種離子是否存在,即陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數。針對訓練1(2022遼寧丹東模擬)溶液X中含有下表中的某5種離子,且其濃度均為0.1mol·L-1(不考慮水的電離與離子水解)。向X溶液加入足量稀鹽酸,有無色氣體生成,經分析反應前后陰離子種類沒有變化。下列敘述錯誤的是(

)答案

D2.溶液中離子檢驗實驗操作(科學探究與創新意識)基于教材中給出的問題設計簡單的實驗方案,如物質的檢驗、分離及提純等,完成實驗操作,觀察物質及其變化的現象,客觀地進行記錄,對實驗現象作出解釋,發現和提出需要進一步研究的問題。典例突破2(1)(2021廣東卷,17節選)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色,可推測氯水中HClO已分解。檢驗此久置氯水中Cl-存在的操作及現象是

。

(2)(2021全國乙卷,27節選)步驟Ⅳ(離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀)中,洗滌是否完成,可通過檢測洗出液中是否存在

來判斷。檢測的方法是

。

原生態樣卷剖析樣卷示例A(低分卷)樣卷示例B(高分卷)方法點撥

“四步法”規范描述離子檢驗類題目針對訓練2(2020天津卷,15節選)為測定CuSO4溶液的濃度,甲同學設計了如下方案。實驗原理:CuSO4+BaCl2══BaSO4↓+CuCl2實驗步驟:(1)判斷

沉淀完全的操作為

。

(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為

。

向上層清液中繼續滴加BaCl2溶液,無白色沉淀生成,則沉淀完全

AgNO3溶液

——突破三熱點專攻——信息型氧化還原反應方程式的書寫高考必備1.命題分析近兩年,高考實驗綜合題或化工流程題中重點考查了信息型氧化還原反應方程式的書寫,一般分值為2分,側重考查理解與辨析能力、分析與推測能力,要求從流程圖示、實驗裝置等各種信息中提取關鍵內容并與已學知識進行整合,預測物質的性質或可能發生的反應及產物,結合氧化還原反應、離子反應等推測反應的機理,并用化學(或離子)方程式予以表征。2.書寫方法根據題目提供信息確定“兩劑”“兩產物”,即氧化劑和還原劑、還原產物和氧化產物,部分氧化(或還原)產物要結合氧化還原反應價態轉化規律推測,再依據得失電子守恒、原子守恒配平,基本步驟如下:真題感悟

1.(2022全國甲卷,26節選)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料,在防腐、電鍍、醫學上有諸多應用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備,菱鋅礦的主要成分為ZnCO3,雜質為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如圖:向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應后過濾,濾渣②中有MnO2,該步反應的離子方程式為

。

2.(2021全國甲卷,26節選)以NaIO3為原料制備I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入過量的NaHSO3,生成碘化物,再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反應得到I2。上述制備I2的總反應的離子方程式為

。

考向預測1.(氧化還原方程式的書寫)(2022廣東韶關綜合測試)鋰離子電池正極材料的回收利用具有重大的現實意義。將廢舊鈷酸鋰電池經過放電、拆解等操作后獲得正極材料(主要成分是LiCoO2、鋁箔和炭黑等),可采用濕法冶金工藝回收正極材料中的金屬,其流程如下:(1)鈷酸鋰中Co元素的化合價為

。

(2)“酸浸”中發生反應的離子方程式是