氧化还原反应和离子反应
一、选择题 1． LiNi0.25Co0.75O2 是锂离子电池的一种高性能的二元正极活性材料，其制备原理可表示 为 4Ni0.25Co0.75(OH)2＋4LiOH＋O2===4LiNi0.25Co0.75O2＋6H2O(已知 Ni 与 Co 的化合价均有＋2 和＋ 3)。下列说法不正确的是( ) B．LiNi0.25Co0.75O2 中 Co 的化合价是＋3
A．Ni0.25Co0.75(OH)2 中 Ni 的化合价是＋2 C．该反应中 LiOH 是还原剂
D．该反应中 O2 是氧化剂
2． NaNO2 是一种食品添加剂，它能致癌。酸性 KMnO4 溶液与 NaNO2 反应的化学方程式为
－ MnO－ 4 ＋NO2 ＋
―→Mn2＋＋NO－ 3 ＋H2O。下列叙述中正确的是( B．反应过程中溶液的 pH 减小 D.
)
A．该反应中 NO－ 2 被还原
C．生成 1 mol NaNO3 需消耗 0.4 mol KMnO4
中的粒子是 OH
－
－ － 2－ 3．水热法制备纳米颗粒 Y(化合物)的反应为 3Fe2＋＋2S2O2 3 ＋O2＋aOH ===Y＋S4O6 ＋2H2O，
下列说法中，不正确的是( A．a＝4
)
－ C．S2O2 3 是还原剂
B．Y 的化学式为 Fe2O3
D．每有 1 mol O2 参加反应，转移的电子为 4 mol 4．现取 m g 镁铝合金在一定浓度的稀硝酸中恰好完全溶解(硝酸的还原产物只有 NO)， 向反应后的混合溶液中滴加 b mol/L NaOH 溶液，当滴加到 V mL 时，得到沉淀质量恰好为最 大值 n g，则下列有关该实验的说法中正确的有( ①沉淀中 OH－的质量为(n－m)g ②恰好溶解后溶液中的 NO－ 3 的物质的量为 ③反应过程中转移的电子数为 )
bV
1 000
mol
n－m
17
mol
④标准状况下生成 NO 的体积为 22.4（n-m）/51 L
bV n－m ＋ mol ⑤与合金反应的硝酸的物质的量为 1 000 51
A．5 项 B．4 项 C．3 项 D．2 项 )
5．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( A．NO2 通入水中：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－ 3 ＋NO
通电 B．用两个铜电极电解 CuSO4 溶液：2Cu ＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H＋
2＋
1
－ 2＋ C．SO2 通入 FeCl3 溶液中：SO2＋Fe3＋＋2H2O===SO2 ＋4H＋ 4 ＋Fe 2－ D．过量的 CO2 通入 NaAlO2 溶液中：2AlO－ 2 ＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO3
6．下列实验现象及相关的离子方程式均正确的是(
)
A． 碳酸钙粉末中加入醋酸溶液， 固体逐渐减少， 生成无色气体： CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑ ＋H2O B．向 BaCl2 溶液中通入 SO2 气体，出现白色沉淀：Ba2＋＋SO2＋H2O===BaSO3↓＋2H＋
＋ 2＋ C．向 H2O2 溶液中滴加酸化的 KMnO4 溶液，KMnO4 溶液褪色：2MnO－ 4 ＋7H2O2＋6H ===2Mn ＋
6O2↑＋10H2O D．将等物质的量浓度、等体积的 Ba(OH)2 溶液和 NaHSO4 溶液混合，生成白色沉淀：Ba2＋
－ ＋ － ＋SO2 4 ＋H ＋OH ===BaSO4↓＋H2O
7．下列离子方程式表达正确的是(
)
＋ 3＋
A．氢氧化铁溶于氢碘酸：Fe(OH)3＋3H ===Fe ＋3H2O B．小苏打溶液呈碱性的原因：HCO－ 3 ＋H2O
－ H3O＋＋CO2 3
C．溴化亚铁溶液中通
入足量氯气：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
3＋ － 2＋ D．向硫酸铝铵溶液中滴加少量 Ba(OH)2 溶液：NH＋ ＋2SO2 ＋5OH－===AlO－ 4 ＋Al 4 ＋2Ba 2 ＋
2BaSO4↓＋NH3·H2O＋2H2O 8．下列离子组在水溶液中能大量共存，且投入铝有气体生成的是(
－ ＋ ＋ A．NO－ 3 、Cl 、Na 、H － ＋ C．Ca2＋、Cl－、SO2 4 、Na ＋ － 2－ B．AlO－ 2 、K 、ClO 、CO3 － 2＋ D．SO2 、OH－、NH＋ 4 、Fe 4
)
9．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(
2－ ＋ A．pH＝1 的溶液中：Fe2＋、NO－ 3 、SO4 、Na
)
B．水电离出的 c(H＋)＝10－12 mol/L 的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO－ 3
3＋ － C．c(H＋)/c(OH－)＝1012 的水溶液中：NH＋ 、NO－ 4 、Al 3 、Cl － － D．c(Fe3＋)＝0.1 mol/L 的溶液中：K＋、ClO－、SO2 4 、SCN
10．常温下下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是(
)
－ － A．水电离出的 c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1 的溶液：K＋、AlO－ 2 、Br 、Cl － ＋ 2＋ B．在含有 Al3＋、Cl－的溶液中：HCO－ 3 、I 、NH4 、Mg － － C．在 c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1 的溶液中：Na＋、S2－、SO2 3 、NO3
D．在溶质为 KNO3 和 NaHSO4 的溶液中：Fe2＋、Ca2＋、Al3＋、Cl－ 二、填空题 11．高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)是两种典型的氧化剂。
2
(1)H2O2 的结构式为________________。 (2)下列物质中能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是________(填序号)。 A．臭碱(Na2S) B．小苏打(NaHCO3) D．酒精(C2H5OH)
C．水玻璃(Na2SiO3)
(3)高锰酸钾、 双氧水、 活性炭常用于饮用水的处理， 但三者联合作用时必须有先后顺序。 ①在稀硫酸中，KMnO4 和 H2O2 能发生氧化还原反应： 氧化反应：H2O2－2e－― →2H＋＋O2↑
－ ＋ 还原反应：MnO－ →Mn2＋＋4H2O 4 ＋5e ＋8H ―
写出该氧化还原反应的离子方程式：____________________________。 ②在处理饮用水时，活性炭应在高锰酸钾反应结束后投加，否则会发生反应：KMnO4＋C ＋H2O―→MnO2＋X＋K2CO3(未配平)，其中 X 的化学式为________。 12． (1)请将下列五种物质：KBr、Br2、I2、KI、K2SO4 分别填入下列横线上，组成一个未 配平的化学方程式： KBrO3＋________＋H2SO4― →________＋________＋________＋________＋H2O。 (2)如果该化学方程式中 I2 和 KBr 的化学计量数分别是 8 和 1，则 ①Br2 的化学计量数是________； ②请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的位置中： KBrO3＋ ________＋ H2SO4― → ；
③若转移 10 mol e－，则反应后生成 I2 的物质的量为________。 13．(14 分)某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为 0.1 mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。
甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验： Ⅰ.取
该无色溶液 5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。 Ⅱ.用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。 Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色。 Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀生成。 请推断：
3
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是________。 (2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是________________。 (3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有________，阴离子有______；并据此推测原溶 液应该呈________性，原因是________________________ (请用离子方程式说明)。 (4) 另取 100 mL 原溶液，加入足量的 NaOH 溶液，此过程中涉及的离子方程式为 ________________。 充分反应后过滤， 洗涤， 灼烧沉淀至恒重， 得到的固体质量为________g。 14．(14 分)现有五种可溶性物质 A、B、C、D、E，它们所含阴、阳离子互不相同，分别
2－ 含有五种阳离子 Na＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和五种阴离子 Cl－、OH－、NO－ 3 、CO3 、X 中的一
种。 (1) 某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是 ________ 和 ________(填化学式)。 (2)为了确定 X，现将(1)中的两种物质记为 A 和 B，含 X 的物质记为 C，当 C 与 B 的溶液 混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当 C 与 A 的溶液混合时产生棕黄色沉淀，向该沉 淀中滴入稀硝酸沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。则 X 为________。
－ A．SO2 3 － B．SO2 4 －
C．CH3COO
D．SiO3
2－
(3)将 Cu 投入到装有 D 溶液的试管中，Cu 不溶解；再滴加稀 H2SO4，Cu 逐渐溶解，管口 附近有红棕色气体出现。则物质 D 一定含有上述离子中的________(填相应的离子符号)。有 关反应的离子方程式为____________。 (4)利用上述已经确定的物质，可以检验出 D、E 中的阳离子。请简述实验操作步骤、现 象及结论：________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________________________________________。
1．答案 C 6．答案 D
2．答案 7．答案 C
C
3．答案 8．答案
4
B A
4．答案 9．答案
A C
5．答案 10．答案
A C
11．答案
(1)H—O—O—H
(2)AD ②KHCO3
＋ 2＋ (3)①5H2O2＋2MnO－ ＋5O2↑＋8H2O 4 ＋6H ===2Mn
12．答案 (2)①1 13．答案
(1)KBrO3＋KI＋H2SO4― →I2＋Br2＋K2SO4＋KBr＋H2O ②3 16 KI 9 ③5 mol
2＋ (1)K＋、NH＋ 4 、Cu
＋ (2)6I－＋2NO－ 3 ＋8H ===3I2＋2NO↑＋4H2O
(3)Mg2 ＋ 、 Al3 ＋ 3H2OAl(OH)3＋3H＋
2－ － Cl － 、 NO － 3 、 SO 4 、 I
酸
Mg2 ＋ ＋ 2H2OMg(OH)2 ＋ 2H ＋ 、 Al3 ＋ ＋
(4)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O 14．答案 (3)N
O－ 3 (1)Na2CO3 Ba(OH)2 (2)B
0.4
2＋ 3Cu＋8H＋＋2NO－ ＋2NO↑＋4H2O 3 ===3Cu
(4)往 D 的溶液中逐渐加入 Ba(OH)2 溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则 D 中含有 Al3＋；若生成的白色沉淀不溶解，则 D 中含有 Mg2＋
1．解析 根据化合物中化合价代数和为 0 的原则，Ni0.25Co0.75(OH)2 中 Ni 和 Co 的化合价 均为＋2，LiNi0.25Co0.75O2 中 Ni 和 Co 的化合价均是＋3，A、B 项正确；该反应中 LiOH 既不是氧
5
化剂，也不是还原剂，C 项错误；O2 得电子化合价降低，O2 是氧化剂，D 项正确。答案 C
－ 2．解析 NO－ 2 中 N 元素的化合价升高，NO2 被氧化，A 项错误。根据得失电子守恒和原子 － ＋ 2＋ 守恒可知反应的离子方程式为 2MnO－ ＋5NO－ 4 ＋5NO2 ＋6H ===2Mn 3 ＋3H2O，据此可知 B、D 项错
误，C 项正确。答案
C
3．解析 选项 A，根据电荷守恒可求出 a＝4，A 正确；选项 B，根据元素守恒可分析出
－ 2－ 2－ Y 应为 Fe3O4，B 错误；选项 C，S2O2 3 →S4O6 ，S 元素化合价升高，S2O3 是还原剂，C 正确；选
项 D，反应方程式中只有 O2 中 O 的化合价降低：0→－2，O2 是氧化剂，1 mol O2 参加反应得到 4 mol 电子，D 正确。答案 4．解析 B
本 题 涉 及 的 反 应 有 Al ＋ 4HNO3( 稀 )===Al(NO3)3 ＋ NO↑ ＋ 2H2O ； 3Mg ＋
8HNO3( 稀 )===3Mg(NO3)2 ＋2NO↑ ＋ 4H2O ； Al(NO3)3 ＋ 3NaOH===Al(OH)3↓＋ 3NaNO3 ； Mg(NO3)2 ＋
＋ 2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaNO3。 当合金恰好溶解时， 溶液中的 NO－ n(NO－ 3 与 Na 的物质的量相等， 3 )
＝n(NaOH)＝
bV
1 000
mol，②正确。沉淀质量最大时，生成的 n g 沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁，
根据质量守恒定律，其中镁、铝元素的质量等于 m g，所以沉淀中氢氧根的质量为(n－m)g， 则反应过程中转移的电子为 n(e－)＝n(OH－)＝ 标准状况下 V(NO)＝
n－m
17
mol，故①、 ③正确。根据电子得失守恒知，
22.4n－m L，故④正确。参加反应的硝酸有两种作用，起酸性作用的 51
硝酸(生成硝酸盐)的物质的量等于硝酸钠的物质的量，即 的量等于 NO 的物质的量，即 mol，故⑤正确。答案 A
bV
1 000
mol；作氧化剂的硝酸的物质
n－m
bV n－m ＋ mol，所以，与合金反应的硝酸的物质的量为 1 000 51 51
5．解析 B 项，铜作电极，则阳极上铜电极溶解，阴极上铜离子放电析出铜，故不正确；
－ 2＋ C 项，离子方程式未配平，正确的离子方程式应为 SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO2 ＋4H＋；D 4 ＋2Fe
项， 通入过量的 CO2 气体应该生成 HCO3 ， 正确的离子方程式应为 AlO2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓ ＋HCO－ 3 。答案 A
－
－
6．解析 醋酸是弱酸，离子方程式中应用 CH3COOH 表示，A 项错误；二氧化硫通入氯化
＋ ＋ 钡溶液中，不能形成 BaSO3 沉
淀，B 项错误；正确的离子方程式为 2MnO－ 4 ＋5H2O2＋6H ===2Mn
＋5O2↑＋8H2O，C 项错误；等物质的量浓度、等体积的 Ba(OH)2 溶液和 NaHSO4 溶液混合，溶液 中剩余 OH－，D 项正确。答案 D
7．解析 选项 A，Fe3＋会氧化 I－，错误；选项 B，写的是电离方程式不是水解方程式，
6
－ － 错误，正确的应为 HCO－ 3 ＋H2OOH ＋H2CO3；选项 D，Ba(OH)2 溶液少量不可能生成 AlO2 ，应 3＋ － 2＋ 生成 Al(OH)3，错误，正确的应为 NH＋ ＋2SO2 ＋4OH－===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓＋ 4 ＋Al 4 ＋2Ba
NH3·H2O。答案
C
8．解析 B 中离子能共存，但向该溶液中投入铝时不会产生气体，B 错误；C 中 Ca2＋与
－ － 2＋ SO2 和 NH＋ 4 不能大量共存，且溶液显中性，与铝不反应，错误；D 中 OH 与 Fe 4 均不能大量共
存，错误。答案
A
2＋ 9．解析 选项 A，pH＝1 的溶液显酸性，溶液中存在大量 H＋，H＋、NO－ 不能大量 3 与 Fe
共存，A 错误；选项 B，水电离出的 c(H＋)＝10－12 mol·L－1 的水溶液既有可能显酸性，也有可
＋ － 12 能显碱性，但 HCO－ 3 都不能大量存在，B 错误；选项 C，c(H )/c(OH )＝10 的水溶液显酸性，
这些离子可以大量共存，C 正确；选项 D，Fe3＋与 SCN－因发生络合反应而不能大量共存，D 错 误。答案 C 10．解析 A 项，溶液呈酸性或碱性，AlO2 不能存在于酸性溶液中；B 项，Al 与 HCO3 因
－ 3＋ －
2＋ 发生水解相互促进反应而不能大量共存；D 项，H＋、NO－ 因发生氧化还原反应而不能大 3 和 Fe
量共存。答案
C
二、填空题(共 50 分) 11．解析 (1)H2O2 中每个原子都达到了稳定结果。(2)A 项中 S2－、D 项中的酒精(碳元素
是－2 价)都具有还原性，能使酸性 KMnO4 溶液褪色；B、C 项中的物质不与酸性 KMnO4 溶液反 应。(3)②KMnO4～3e－～MnO2，C～4e－～K2CO3，根据得失电子守恒有 4KMnO4～12e－～3C，再结 合原子守恒可得 X 是 KHCO3。 答案 (1)H—O—O—H (2)AD
＋ 2＋ (3)①5H2O2＋2MnO－ ＋5O2↑＋8H2O 4 ＋6H ===2Mn
②KHCO3
12．解析 (1)根据 KBrO3 在反应后 Br 元素的化合价降低，则其作氧化剂，则需填入还原 剂 KI，故所得的未配平的化学方程式为 KBrO3＋KI＋H2SO4―→I2＋Br2＋K2SO4＋KBr＋H2O。 (2)①如果 I2 前是 8，KBr 前是 1，则根据碘元素化合价变化知共失电子 16 mol, KBr 的 系数是 1，得电子为 6 mol，则 KBrO3→Br2 共得电子 10 mol，即 Br2 的系数为 1；②由①中变 化可知，KI 的系数为 16，KBrO3 的系数为 3，再根据 K 的原子数守恒推出 K2SO4 的系数为 9， 所以 H2SO4 的系数为 9，即 3KBrO3＋16KI＋9H2SO4===8I2＋Br2＋9K2SO4＋KBr＋9H2O；③若转移 10 mol 电子，则 16KI～16e－～8I2 10
y
7
解得 y＝5 mol。 答案 (1)KBrO3＋KI＋H2SO4― →I2＋Br2＋K2SO4＋KBr＋H2O (2)
①1 ②3 16 ③5 mol 13．解析 (1)根据Ⅰ，溶液为无色，则溶液中不含 Cu2＋，生成沉淀后离子种类增加，说 KI 9
＋ 明原溶液中不含 NH＋ (2)根据Ⅲ的描述可确定生成的无色气体 4 ；根据Ⅱ可确定溶液中不含 K 。 － 为 NO， 则原溶液中一定含有 NO－ 3 和 I ，根据转移电子数目相等、电荷守恒可写出离子方程式。 － － － － (3)结合Ⅳ和溶液中各离子浓度相等可确定溶液中含有的阴离子为 SO2 4 、Cl 、NO3 和 I ，溶
液中含有的阳离子为 Mg2＋、Al3＋；结合溶液的组成可确定溶液显酸性，是 Mg2＋、Al3＋水解的缘 故。 (4)加入 NaOH 溶液， Mg2＋转化为 Mg(OH)2 沉淀， Al3＋最后转化为 NaAlO2， 最终得到 0.01 mol Mg(OH)2 沉淀，灼烧至恒重得到 0.4 g MgO。
2＋ 答案 (1)K＋、NH＋ 4 、Cu ＋ (2)6I－＋2NO－ 3 ＋8H ===3I2＋2NO↑＋4H2O
(3)Mg2 ＋ 、 Al3 ＋ 3H2OAl(OH)3＋3H＋
2－ － Cl － 、 NO － 3 、 SO 4 、 I
酸
Mg2 ＋ ＋ 2H2OMg(OH)2 ＋ 2H ＋ 、 Al3 ＋ ＋
(4)Mg ＋2OH ===Mg(OH)2↓、Al ＋4OH ===AlO2 ＋2H2O
2＋
－
3＋
－
－
0.4
14．解析 (1)五种碳酸盐中，只有 Na2CO3 是可溶的，五种碱中，只有 NaOH、Ba(OH)2 是可溶 的，因为各物质所含阴、阳离子互不相同，所以两种物质分别是 Na2CO3、Ba(OH)2。 (2)根据实验现象可知 C 为 Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3 与 Na2CO3 发生双水解反应，有氢氧化铁沉 淀和二氧化碳气体生成，Fe2(SO4)3 与 Ba(OH)2 反应有氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀生成，滴入稀 硝酸，只有氢氧化铁沉淀溶解。
2＋ (3)根据实验现象， Cu 与 NO－ 3Cu＋8H＋＋2NO－ ＋2NO↑＋ 3 在酸性条件下发生反应： 3 ===3Cu
4H2O。 (4)利用氢氧化铝溶于强碱的性质进行检验。 答案 (1)Na2CO3 (2)B (3)NO－ 3
2＋ 3Cu＋8H＋＋2NO－ ＋2NO↑＋4H2O 3 ===3Cu
Ba(OH)2
(4)往 D 的溶液中逐渐加入 Ba(OH)2 溶液直至过量，若先出现白色沉淀后又逐渐溶解，则 D 中含有 Al3＋；若生成的白色沉淀不溶解，则 D 中含有 Mg2＋
8
9