资源简介

专题一　化学变化与化学计量
热点一　物质的量——NA的应用
1.(2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.18 g H2O晶体内氢键的数目为2NA
B.1 L 1 mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
C.28 g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为2NA
D.铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为2NA
答案　B
解析　18 g H2O的物质的量为1 mol,1个H2O分子平均能形成2个氢键,故1 mol H2O晶体内氢键数目为2NA,A正确;NaF溶液中阳离子有Na+、H+(由水电离产生),则1 L 1 mol·L-1 NaF溶液中阳离子总数大于NA,B错误;环己烷与戊烯的最简式均为CH2,故28 g环己烷与戊烯的混合物中碳原子的物质的量为=2 mol,碳原子的数目为2NA,C正确;放电时,铅酸蓄电池负极的电极反应式为Pb+S-2e-===PbSO4,电池负极增加的质量为S的质量,n(S)==1 mol,结合负极的电极反应式可知,增加1 mol S时,转移2 mol电子,即转移电子数为2NA,D正确。
2.(2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol 18O2的中子数,比1 mol 16O2的多2NA
B.1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
答案　D
解析　1分子18O2含有的中子数为20,1分子16O2含有的中子数为16,故1 mol 18O2的中子数比1 mol 16O2的多4NA,A错误;Fe与水蒸气发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,则1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为NA,B错误;在1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中,由于N会发生水解,故N的数目小于0.1NA,C错误。
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
答案　D
解析　二氧化硫在标准状况下为气体,11.2 L二氧化硫为0.5 mol,其原子总数为1.5NA,A错误;亚硫酸根离子在溶液中会水解,故亚硫酸根离子数目小于0.01NA,B错误;反应①为2H2S+SO2===3S↓+2H2O,则3.4 g (0.1 mol)硫化氢反应生成的硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH-===2S2-+S+3H2O,每3 mol S发生反应转移4 mol电子,其中2 mol S被还原,则每生成1 mol还原产物S2-,转移2 mol电子,转移电子数目为2NA,D正确。
高考热点:阿伏加德罗常数的应用题目考查的常见角度,如粒子数目(分子数、原子数、离子数、质子数、中子数、电子数等)、物质结构(极性键、非极性键、σ键、π键等)、氧化还原反应转移电子数目、涉及物质是否发生水解、有机物结构(官能团数目等)等。
1.一定量物质中目标微粒的计算与判断
(1)给定气体时,需要注意是否为标准状况下,或者给定标准状况下,需判断物质是否为气态。
(2)给定溶液时,需要注意是否给出溶液的体积,计算H、O原子数目时,需注意溶剂H2O中的H、O原子的数目。
(3)对于最简式相同、摩尔质量相同的物质,特别注意其涉及粒子数目的设问方式,也应注意给出含特定核素的分子的粒子数目的计算。
NA表示阿伏加德罗常数的值,判断下列说法正误。
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA。(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的阴离子数为2NA。(　　)
(3)1 mol —OH中含有的电子数为10NA。(　　)
(4)18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA。(　　)
(5)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA。(　　)
(6)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA。(　　)
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA。(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子数均为NA。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ (6)√　(7)√　(8)√
2.一定量物质中目标化学键数目的计算与判断
(1)半键法:化学式中各原子形成的价键数之和除以2的商,即为1 mol该物质中的共价键(共用电子对或“σ键+π键”总数)的物质的量。例如:
1 mol P4含P—P的数目为　　　　　　NA。
分析:1个P4分子中含P—P键的数目==6,所以1 mol P4含有P—P键数目为6NA
(2)熟记常考物质中的化学键数目
①苯环中不含碳碳双键。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金刚石(晶体硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥单键为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,三键中有1个σ键、2个π键。如在H—C≡N中含有2个σ键,2个π键,1个孤电子对。
判断下列说法正误。
(1)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA。(　　)
(2)34 g呋喃()中含有的极性键数目为3NA。(　　)
(3)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ键的数目为12NA。(　　)
(4)1 mol烷烃(通式为CnH2n+2)含有共价键数目为(3n+1)NA。(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√
3.反应中目标微粒数目的计算与判断
考题中,把反应程度不确定的反应(可逆反应、弱电解质的电离、水解反应、不完全反应等),按完全反应计算目标粒子数,常是命题人设置的原理陷阱;但可用不等号或范围表示其大小。
(1)常考的可逆反应
NO2中双聚成N2O4(2NO2N2O4);N2与H2一定条件下合成NH3(常温下混合不反应);SO2和O2的混合生成SO3;Cl2与H2O反应;NH3溶于水生成NH3·H2O;I2与H2反应生成HI;Fe3+与I-反应生成Fe2+与I2等。
(2)有关反应进程的问题
①MnO2与浓盐酸反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
②Cu与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
③Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
(3)歧化反应中电子转移数目
反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
判断下列说法正误。
(1)1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA。(　　)
(2)2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数小于2NA。(　　)
(3)1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液,NH3·H2O微粒数目为0.1NA。(　　)
(4)加热条件下,1 L 10 mol·L-1浓盐酸与足量MnO2充分反应,被氧化的Cl-数为5NA。(　　)
(5)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA。(　　)
(6)1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA。(　　)
(7)标准状况下,6.72 L NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA。(　　)
(8)反应KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA。(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× (6)×　(7)×　(8)×
1.(2025·八省联考云南卷)Cl2制备Cl2O的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.22.4 L Cl2O中原子总数为3NA
B.1 mol C中σ键的数目为3NA
C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA
D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HC的数目等于0.1NA
答案　B
解析　A.没有注明标准状况,无法计算气体的物质的量,A错误;B.1个C中有3个σ键,1 mol C σ键的数目为3NA,B正确;C.根据方程式2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O可知,2 mol Cl2参加反应,电子转移的物质的量为2 mol,电子转移数目为2NA,C错误;D.没有给出溶液的体积,无法计算NaHCO3的物质的量,D错误。
2.(2025·八省联考内蒙古卷)CO2能与H2反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如下图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.反应①每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA
B.标准状况下,2.24 L HCHO中含中子数目为1.6NA
C.反应③每生成3.2 g CH3OH,转移电子数目为0.4NA
D.100 mL 1 mol·L-1 HCOOH溶液中含H原子数目为0.2NA
答案　A
解析　A.反应①为CO2+4H2===CH4+2H2O,每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA,A正确;B.标准状况下,2.24 L HCHO物质的量为0.1 mol,HCHO中中子数为6+8=14个,故2.24 L HCHO中含中子数目为1.4NA,B错误;C.反应③中CO2→CH3OH,碳元素从+4价到-2价,每生成3.2 g CH3OH即0.1 mol,转移电子数目为0.6NA,C错误;D.HCOOH溶液中HCOOH和H2O中都含H原子,故H原子数目大于0.2NA,D错误。
3.(2025·辽宁锦州阶段练)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.反应①中物质的氧化性:Br2>Cl2
B.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子数为0.5NA
D.反应②生成28.4 g Cl2时,还原产物分子数为0.05NA
答案　D
解析　A.反应①中,Br2作还原剂,Cl2是还原产物,还原性:Br2>Cl2,错误;B.标准状况下,Br2呈液态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,错误;C.HClO4是强酸,在水溶液中不存在HClO4分子,错误;D.n(Cl2)=0.4 mol,还原产物n(Cl2)=0.4 mol×=0.05 mol,正确。
4.(2025·山东威海一模)磷烷(PH3)是集成电路、太阳能电池等电子工业生产的原材料。工业上制备PH3的反应原理为P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.常温下pH=13的NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的数目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共价键的数目为0.6NA
D.每转移3个电子,生成 g磷烷
答案　D
解析　A.常温下pH=13的NaOH溶液中,由NaOH电离产生的c(OH-)=0.1 mol·L-1,则由水电离出的c(OH-)=10-13 mol·L-1,不正确;B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液的体积未知,无法求出H2P的数目,不正确;C.白磷的分子结构为,平均每个P原子形成1.5个共价键,3.1 g白磷中P原子的物质的量为0.1 mol,则共价键的数目为0.15NA,不正确;D.由化学方程式可建立如下关系式:PH3~3e-,则每转移3 mol e-,生成1 mol PH3,质量为34 g,每转移3个电子,生成 g磷烷,正确。
5.(2025·福建漳州三模)用FeCl2与NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O===Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 FeCl2溶液中Fe2+数为0.1NA
B.0.5 mol NaBH4固体中σ键数为2NA
C.每生成56 g Fe,转移的电子数为2NA
D.1 mol B(OH)3中采取sp3杂化的原子数为4NA
答案　B
解析　Fe2+会发生水解,1 L 0.1 mol·L-1 FeCl2溶液中Fe2+数小于0.1NA,A错误;NaBH4是由Na+与B构成的离子化合物,而1个B中有4个σ键,0.5 mol NaBH4固体中σ键数为2NA,B正确;56 g Fe物质的量为1 mol,由FeCl2+2NaBH4+6H2O===Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑可知,生成1 mol Fe转移8 mol电子,故转移电子数为8NA,C错误;B(OH)3分子中,B原子采取sp2杂化,O原子采取sp3杂化,1 mol B(OH)3中采取sp3杂化的原子数为3NA,D错误。
热点二　离子反应
1.(2025·河南卷)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(　　)
A.磷酸二氢钠水解:H2P+H2OH3PO4+OH-
B.用稀盐酸浸泡氧化银:Ag2O+2H+===2Ag++H2O
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:ClO-+H+===HClO
D.向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:H++S===BaSO4↓+CO2↑+H2O
答案　A
解析　磷酸二氢钠水解生成磷酸和氢氧化钠,其水解反应的离子方程式为H2P+H2OH3PO4+OH-,A正确;用稀盐酸浸泡氧化银生成氯化银沉淀和水,其离子方程式为Ag2O+2H++2Cl-===2AgCl+H2O,B错误;次氯酸钠溶液具有强氧化性,因此向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液会发生氧化还原反应生成I2和Cl-,其离子方程式为ClO-+2H++2I-===I2+Cl-+H2O,C错误;向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液,其离子方程式为Ba2++2HC===BaSO4↓+2CO2↑+2H2O,D错误。
2.(2024·江西卷)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X,分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号 试剂 反应后的 不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH溶液 无不溶物 无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是(　　)
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
答案　A
解析　根据Ⅲ.加入NaOH溶液,无不溶物,产生无色有刺激性气味气体,该气体为NH3,则一定含有NH4NO3;根据Ⅱ.加入稀盐酸,有白色不溶物,产生无色无味气体,该气体为CO2,则一定含有Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色不溶物只能为AgCl,则一定含有AgNO3[加入NaOH溶液时无不溶物,是因为NH4NO3与NaOH反应生成的NH3·H2O将AgNO3转化为了Ag(NH3)2NO3],无法确定BaCl2、KCl是否存在;根据Ⅰ.加入蒸馏水,有白色沉淀,产生无色、有刺激性气味气体,白色沉淀可能是Al2O3或AgCl,也可能是AgNO3和Na2CO3反应生成的Ag2CO3,无色、有刺激性气味的气体为铵盐分解产生的氨气,因此无法确定是否含有Al2O3,故A项正确。
3.(2025·安徽卷)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是(　　)
选项 实验 粒子组
A 稀硝酸与铜片制NO H+、Cu2+、N、NO
B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H+、Na+、S
C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H+、K+、Mn2+、Cl-
D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H+、Fe2+、Cl-、H2O2
答案　C
解析　NO不溶于水,不能大量存在于废液中,A错误;H+与HS反应生成SO2,不能大量共存,B错误;浓HCl与KMnO4发生反应:2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,若HCl过量,则反应结束后的废液中大量存在H+、K+、Mn2+、Cl-,C正确;FeCl3在双氧水制O2的反应中作催化剂,故实验产生的废液中不含Fe2+,D错误。
高考热点
(1)新高考中特别注意考查综合运用离子反应分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题的能力,如离子反应的归因分析,物质的检验与推断。
(2)离子方程式正误的判断是一道传统的经典试题。重点考查客观性原理、书写规则和规范原理,同时也涉及从定量的视角认识离子反应的本质。
1.离子方程式的正误分析与判断
(1)是否符合反应事实
如Fe和非氧化性酸反应生成Fe2+,金属和氧化性酸反应不放出H2,Na不能置换出CuSO4中的Cu;忽略氧化还原反应等。
(2)“”“===”“↑”“↓”是否使用恰当
弱电解质水解的离子方程式用“”,若两种离子水解相互促进,可以进行到底,则要写成“===”,如Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。N和OH-的反应,条件为浓溶液或加热,生成的NH3要标明气体,若为稀溶液,则写成NH3·H2O。
(3)拆分是否正确
①氧化物、弱电解质、沉淀、弱酸的酸式酸根在离子方程式中都不拆。
②强酸、强碱、可溶性盐的化学式必须拆(浓硝酸、浓盐酸的化学式需要拆,浓硫酸的化学式不拆)。
(4)是否“漏写”离子反应
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与S生成BaSO4沉淀,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀。
(5)是否符合反应的“量”——过量、少量、足量等
如在FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,在FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
(6)是否符合三个守恒
离子方程式要符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
2.物质(离子)检验与推断的一般思路
(1)分组与优先组合法
例如:现有四种化合物,已知它们所含离子有K+、Cl-、Ag+、N,确定溶液的组成。
①先分组:常以酸碱性为原则将离子分成两组,酸性物质(H+、水解呈酸性的阳离子)为一组,碱性物质(OH-、水解呈碱性的阴离子)为另一组,这种分组使组内离子基本能共存,然后再对两组离子根据性质进行调整。
②再组合:在分组后,通过不同组间离子共存,进行阴阳离子配对组成溶质,再以此为基础推断其他物质。
(2)找突破口
解答离子数目较多、反应情况较复杂的离子推断试题时,一般由最特殊或最具共性的极端实验现象先得出某一结论,然后顺藤摸瓜推出其他物质。
(3)电荷守恒法确定离子
如果多种离子可共存,且确定存在的离子的物质的量已知,只有一种离子不能确定是否存在,此时可以用电荷守恒法来确定最后一种离子是否存在,即根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数来确定最后一种离子是否存在。
1.(2025·山东卷)下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.用NaOH溶液吸收少量SO2:SO2+OH-===HS
B.用Na2O2和水制备少量O2:Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑
C.用MnO2和浓盐酸制备Cl2:MnO2+4H++2Cl-2Mn2+ + Cl2↑ +2H2O
D.用稀硝酸溶解少量Cu 粉:3Cu +8H++8N===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
答案　C
解析　少量SO2与OH-反应生成S,故A错误;题中原子不守恒,过氧化钠与水反应的离子方程式应为2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,B错误;二氧化锰与浓盐酸共热反应生成MnCl2、Cl2和H2O,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,C正确;Cu(NO3)2为可溶性盐,离子方程式中需拆开,故铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O,D错误。
2.(2025·浙江1月选考)下列方程式不正确的是(　　)
A.MnO2与浓盐酸反应:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.NO2与H2O反应:3NO2+H2O===2H++2N+NO
C.将少量灼热的CuO加入CH3CH2OH中:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O
D.将SO2通入酸性KMnO4溶液:5SO2+2Mn+2H2O
答案　D
解析　A项,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,所给离子方程式正确,A正确;B项,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,所给离子方程式正确,B正确;C项,乙醇的催化氧化生成乙醛,该反应氧化铜被还原生成铜,所给方程式正确,C正确;D项,二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸,反应的离子方程式为5SO2+2Mn+4H+,D错误。
3.(2025·重庆一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A.溶有CO2的水溶液中:Al3+、Ba2+、Cl-、I-
B.铁氰化钾溶液中:Fe2+、Ca2+、N、Cl-
C.遇紫色石蕊溶液显红色的溶液中:Na+、K+、[Al(OH)4]-、C
D.水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、N
答案　A
解析　A.溶有CO2的水溶液中,Al3+、Ba2+、Cl-、I-能大量共存,A符合题意;B.铁氰化钾与Fe2+会生成蓝色沉淀,B不符合题意;C.遇紫色石蕊显红色的溶液呈酸性,在酸性溶液中,[Al(OH)4]-、C都会与H+发生反应,不能大量共存,C不符合题意;C.水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,N会与碱反应,HC既可与酸反应又能与碱反应,D不符合题意。
4.(2025·山东师大附中阶段练)向含Na+、Al3+、Fe3+、Ca2+、Cl-、N的溶液中分别通入下列气体,各离子浓度几乎不变化的是(　　)
A.CO2 B.SO2
C.NO2 D.NH3
答案　A
解析　A.CO2与溶液中的离子不发生反应,所以上述离子浓度均不变,A正确;B.SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3具有还原性,能与Fe3+、N发生氧化还原反应,使Fe3+、N浓度发生变化,B错误;C.NO2与水反应生成HNO3和NO,HNO3是强电解质,完全发生电离,使N离子浓度发生变化,C错误;D.NH3与水反应生成一水合氨,一水合氨会与Al3+、Fe3+反应,使Al3+、Fe3+浓度发生变化,D错误。
5.(2025·河北衡水二中期末)一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学机制如图所示,电子传递可以促进HS中O—H键的解离,进而形成中间体S,通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的HS可以将电子快速转移给周围的气相NO2分子。下列叙述正确的是(　　)
A.图示中分子、离子之间以范德华力结合形成“水分子桥”
B.HS中O—H键的解离可表示为HS
C.S中S和O均满足8电子稳定结构
D.总反应的离子方程式为HS
答案　B
解析　A.由图可知,N、O原子的电负性大,与周围其他分子(或离子)中的H原子之间形成氢键,分子、离子之间以氢键结合形成“水分子桥”,A项错误;B.由图可知,HS中O—H键解离时生成e-和S,根据质量守恒可知,还会生成H+,则该过程可表示为HS,B项正确;C.根据O—H键的解离过程可知,S中的一个氧原子具有未成对电子,则该氧原子不可能满足8电子稳定结构,C项错误;D.由图可知,HS,D项错误。
热点三　氧化还原反应
1.(2025·山东卷)下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法
B.戴维电解盐酸得到H2和Cl2,从而提出了酸的含氢学说
C.拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说
D.哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法
答案　A
解析　联合制碱法发生的化学反应为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,该过程未发生氧化还原反应,A符合题意;电解盐酸时HCl转化为H2、Cl2,发生氧化还原反应,B不符合题意;金属与O2两种单质反应生成化合物,发生氧化还原反应,C不符合题意;以N2和H2为原料合成NH3,发生氧化还原反应,D不符合题意。
2.(2024·浙江6月选考)利用CH3OH可将废水中的N—→X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　)
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5
D.若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
答案　C
解析　A.由题中信息可知,利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示N2,NO2仍然是大气污染物,A不正确;B.CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,CH3OH是该反应的还原剂,O3有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用O3替换CH3OH,B不正确;C.该反应中,还原剂CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,氧化剂N中N元素的化合价由+5价降低到0价,降低了5个价位,由电子得失守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5,C正确;D.CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,即生成0.5 mol CO2,反应转移的电子数为0.5×6=3NA,D不正确。
3.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是(　　)
A.S2的空间结构都是正四面体形
B.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,元素As和S都被氧化
C.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
答案　D
解析　A.S2的中心S原子形成的4个σ键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A错误;B.As2S3中As的化合价为+3价,反应Ⅰ产物As2O3中As的化合价为+3价,故该过程中As没有被氧化,B错误;C.根据题给信息可知,反应Ⅰ的方程式为2As2S3+6O2+3H2O2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ的方程式为As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,则反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C错误;D.As2S3中As为+3价,S为-2价,在经过反应Ⅰ后,As的化合价没有变,S变为+2价,则1 mol As2S3失电子3×4 mol=12 mol;在经过反应Ⅱ后,As变为+5价,S变为+6价,则1 mol As2S3失电子2×2 mol+3×8 mol=28 mol,故反应Ⅰ 和 Ⅱ 中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7,D正确。
高考热点:纵观近年高考真题,氧化还原的考查,重点是应用氧化还原基本概念及其规律解决情境问题,主要有:
(1)与元素化合物知识相结合命题考查基本概念,如是否是氧化还原反应;氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断。计算氧化剂还原剂的物质的量之比等。
(2)氧化还原反应规律及其应用,主要考查氧化性、还原性强弱的判断,与阿伏加德罗常数融合考查反应中转移的电子数目的判断,氧化还原反应方程式的判断等。
1.氧化还原反应概念及关系
2.氧化还原反应的重要规律
1.古代文化典籍蕴含丰富的化学知识。下列叙述中未涉及氧化还原反应的是(　　)
A.《淮南万毕术》:“曾青得铁则化为铜”
B.《本草纲目》:“野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,俗称鬼火”
C.《抱朴子》:“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”
D.《肘后备急方》:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”
答案　D
解析　A.“曾青得铁则化为铜”意思是将铁放在CuSO4溶液中,则铜离子被铁置换而产生单质铜,此反应的化学方程式为Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,所有置换反应均为氧化还原反应,该过程涉及氧化还原反应。B.鬼火指的是磷化氢(PH3)在空气中燃烧的现象,燃烧时P由-3价转化成+5价,该过程涉及氧化还原反应。C.HgS加热会分解生成S和Hg,当温度降低时Hg和S又可以发生化合反应生成HgS,两个反应均有元素化合价的变化,该过程涉及氧化还原反应。D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”意思是拿一把青蒿用水浸泡,再挤压出青蒿汁,全部服下。涉及的操作方法为萃取,此为物理方法,该过程未涉及氧化还原反应。
2.(2025·安徽省示范高中联考)雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)都是自然界中常见的砷化物,中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。早期曾用作绘画颜料,因有抗病素疗效也用来入药。砷元素有+2、+3两种常见价态。一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.反应Ⅰ中Sn4+为氧化产物
B.反应Ⅰ中As2S3和Sn2+恰好完全反应时,其物质的量之比为2∶1
C.若反应Ⅱ中转移电子0.7 mol,则生成0.1 mol SO2
D.反应Ⅲ和Ⅳ均属于非氧化还原反应
答案　B
解析　反应Ⅰ中Sn元素化合价升高,Sn4+为氧化产物,A正确;反应Ⅰ方程式为2As2S3+2Sn2++4H+===As4S4+2Sn4++2H2S↑,As2S3与Sn2+恰好完全反应的物质的量之比为1∶1,B错误;反应Ⅱ方程式为As4S4+7O2===2As2O3+4SO2,转移28 mol电子,生成4 mol SO2,所以转移0.7 mol电子,生成0.1 mol SO2,C正确;反应Ⅲ和Ⅳ中各元素化合价都没有变化,均属于非氧化还原反应,D正确。
3.(2025·黑龙江一模)向重铬酸盐酸性溶液中加入乙醚和H2O2,水层发生反应:Cr2+4H2O2+2H+===2CrO5+5H2O(已知CrO5的结构为),乙醚层发生反应:CrO5+(C2H5)2O===CrO5·O(C2H5)2。反应上层出现蓝色,一段时间后溶液蓝色褪去,且水相变为绿色(Cr3+),下列说法正确的是(　　)
A.由水层反应可知,氧化性:Cr2>CrO5
B.乙醚在检验过程中可用乙醇代替
C.CrO5·O(C2H5)2中不存在非极性键
D.水相变为绿色的离子反应为4CrO5+12H+===4Cr3++6H2O+7O2↑,该反应生成1 mol O2转移2 mol电子
答案　D
解析　由水层反应Cr2+4H2O2+2H+===2CrO5+5H2O可知,反应前后元素化合价没有发生变化,是非氧化还原反应,故A错误;乙醚与CrO5形成配合物并使CrO5进入有机相,在检验过程中作稳定剂和萃取剂,而乙醇易溶于水,故不能用乙醇代替乙醚,故B错误;CrO5·O(C2H5)2中含O—O、C—C键为非极性键,故C错误;水相变为绿色,生成了Cr3+的离子反应为4CrO5+12H+===4Cr3++6H2O+7O2↑,反应中Cr化合价降低,O元素化合价由-1价升高到0价,故生成1 mol O2转移2 mol电子,故D正确。
4.(2025·北京期中)回收某光盘金属层中少量Ag的方案如图(其他金属含量过低,可忽略)。下列说法不正确的是(　　)
A.“氧化”过程若将NaOH改为H2SO4,并在加热条件下进行,一定能提高氧化速率
B.①中还生成O2,则可能的化学反应为4Ag+4NaClO+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑
C.②中加入氨水,作用是利用N的孤电子对,与Ag+形成配位键
D.③中,若X是肼(N2H4·H2O)溶液,氧化产物为无害气体,则理论上消耗1 mol N2H4·H2O可提取432 g Ag
答案　A
解析　A.NaClO在强酸的条件下会生成HClO,而HClO受热易分解生成HCl和氧气,使得NaClO间接分解损失。因此“氧化”过程若将NaOH改为H2SO4,并在加热条件下进行,会降低氧化速率,A选项错误;B.若①中还生成O2,则反应中的氧化产物有两种(AgCl、O2),而还原产物只有一种(即AgCl)。每份NaClO参与反应得到2份电子,生成1份Cl-;每份Ag参与反应失去1份电子,生成1份Ag+;每生成1份O2的过程中会失去4份电子。结合产物AgCl中Cl-和Ag+个数可知,Ag与NaClO的系数为1∶1;根据电子得失守恒,则Ag和NaClO系数皆为4,O2系数为1。再由原子个数守恒可配出H2O的系数为2,NaOH的系数为4,即可得反应方程式:4Ag+4NaClO+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑,B选项正确;C.Ag+有空轨道,NH3中N原子有孤电子对,可以形成能够溶解在水中的[Ag(NH3)2]+,C选项正确;D.③中若还原剂为N2H4·H2O,被氧化为无害物质,即生成N2(含N的氧化物均有毒),理论上消耗1 mol N2H4·H2O时转移电子数为4 mol,可以将4 mol [Ag(NH3)2]+还原为4 mol Ag,即生成4 mol×108 g·mol-1=432 g Ag,D选项正确。
专题突破练(一)　化学变化与化学计量
1.(2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.22.4 L CH4中原子的数目为5NA
B.1 mol18O所含中子的数目为10NA
C.28 g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
D.0.1 L 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
答案　B
解析　A.未指明气体是否处于标准状况,22.4 L CH4的物质的量无法确定为1 mol,因此原子数目无法确定为5NA,A错误;B.18O的中子数为18-8=10,1 mol18O含10 mol中子,数目为10NA,B正确;C.28 g Fe(0.5 mol)与S反应生成FeS,Fe由0价升高为+2价,转移电子数为NA,而非1.5NA,C错误;D.浓盐酸与MnO2反应时,随反应进行浓度降低,反应停止,实际生成Cl2的物质的量小于理论值0.3 mol,D错误。
2.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
答案　A
解析　CO2的结构式为O==C==O,44 g(1 mol)CO2中σ键的数目为2NA,A正确;KO2晶体中含有的离子为K+、,故1 mol KO2晶体中离子数目为2NA,B错误;该溶液中K2CO3的物质的量为1 mol,由于C在溶液中发生水解反应,故溶液中C的数目小于NA,C错误;根据题给反应可知,KO2产生O2时,O的化合价由-升高为0,故存在关系式O2~e-,则转移1 mol电子时,生成1 mol O2,即生成O2的数目为NA,D错误。
3.(2025·黑吉辽内蒙古卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
NaClNaNa2O2NaOHNaClO
A.反应①生成的气体,每11.2 L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3 g Na完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C.反应③中1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1NA
答案　A
解析　反应①为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,标准状况下11.2 L Cl2的物质的量为0.5 mol,所含原子的数目为NA,A正确;2.3 g Na的物质的量为0.1 mol,根据原子守恒可知,0.1 mol Na完全反应生成Na2O2的物质的量为0.05 mol,1个Na2O2中含1个O—O非极性键,故产物中所含非极性键的数目为0.05NA,B错误;反应③的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,故1 mol Na2O2与足量H2O反应生成0.5 mol O2,反应转移电子的数目为NA,C错误;NaClO为强碱弱酸盐,ClO-会发生水解,导致ClO-的数目小于0.1NA,D错误。
4.工业上用N2和H2合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.消耗14 g N2生成NH3分子数为2NA
B.消耗1 mol H2,生成N—H键数为2NA
C.生成标准状况下22.4 L NH3,电子转移数为2NA
D.氧化1 mol NH3生成NO,需O2分子数为2NA
答案　B
解析　A错误,由氮元素守恒可知,消耗14 g N2生成NH3分子数为×2×NA mol-1=NA;B正确,由氢元素守恒知,消耗1 mol H2生成2 mol N—H键;C错误,生成1 mol NH3转移3NA电子;D错误,NH3氧化成NO,由得失电子守恒知,5 n(NH3)=4n(O2),n(O2)=×1 mol,即需O2分子数为1.25NA。
5.我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]-在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol [NH3OH]+含有的质子数为1.5NA
B.48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5NA
C.0.5 mol硝酸羟胺含有的N—O σ键数为2NA
D.硝酸羟胺分解产生11.2 L N2(已折算为标准状况)的同时,生成O2分子数为NA
答案　C
解析　A错误,质子数为0.1 mol×(7+8+1×4)NA mol-1=1.9NA;B错误,48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为×2NA mol-1=NA;C正确,[NH3OH]+[NO3]-中N—O σ键,[NO3]-中含有3个,[NH3OH]+中含有1个,共含有4个,故0.5 mol硝酸羟胺含有的N—O σ键数为0.5 mol×4NA mol-1=2NA;D错误,分解反应为[NH3OH]+[NO3]-===N2↑+2H2O+O2↑,分解产生标准状况下11.2 L N2,同时生成O2分子数为0.5NA。
6.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N的数目均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
答案　A
解析　N中N为+3价,X、Y均为氮氧化物,由题图可知,N经三步还原转化为N2,则X为NO,Y为N2O,标准状况下2.24 L NO和N2O混合气体的物质的量为0.1 mol,故氧原子数为0.1NA,A项正确;由HNO2的电离常数知,HNO2为弱酸,1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中,由于N发生水解,故N的数目小于0.1NA,B项错误;NH2OH转化为N时,N由-1价升高为+3价,3.3 g NH2OH的物质的量为0.1 mol,完全转化为N时,转移的电子数为0.4NA,C项错误;1个N2分子中含有10个价电子,2.8 g N2的物质的量为0.1 mol,含有的价电子数为NA,D项错误。
7.(2025·黑龙江联考模拟)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.常温常压下,28 g乙烯分子中含有的σ键数目为4NA
B.O和T2O的混合物1.1 g,含有的质子数为0.5NA
C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D.密闭容器中0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数小于0.3NA
答案　B
解析　1个乙烯分子中含有5个σ键,故28 g乙烯分子中含有的σ键数目为5NA,A错误;O和T2O的摩尔质量均为22 g·mol-1,所以1.1 g混合物的物质的量为0.05 mol,1个O分子和1个T2O分子中均含有10个质子,所以混合物含有的质子数为0.5NA,B正确;5.6 g Fe的物质的量为0.1 mol,与足量的S反应生成FeS,转移电子数为0.2NA,C错误;H2和I2反应的化学方程式为H2+I22HI,反应前后分子数不变,所以0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数为0.3NA,D错误。
8.(2025·江西师大附中联考模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.6 g O(重水)含中子数为3NA
B.标准状况下,2.24 L一氯甲烷中含sp3-s σ键数为0.4NA
C.1 L 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液含HS总数为0.1NA
D.2.4 g Mg粉在干冰制作的灯笼中完全燃烧时转移电子数为0.1NA
答案　A
解析　重水分子中的中子数为10,则6 g重水中含有的中子的物质的量为×10=3 mol,数目为3NA,故A正确;1个一氯甲烷分子中含有3个sp3-s σ键,则标准状况下22.4 L一氯甲烷含有的sp3-s σ健数目为0.3NA,故B错误;由元素守恒可知,1 L 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液含HS和H2SO3的总数为0.1NA,故C错误;镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,则2.4 g镁完全燃烧时转移电子的物质的量为×2=0.2 mol,故D错误。
9.(2025·重庆九龙坡阶段练)SiO2可与氢氟酸反应生成SiF4,也可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,还可被还原得到制造芯片的Si。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子数为9NA
B.标准状况下,33.6 L HF中含有的质子数为15NA
C.28 g晶体硅中含的Si—Si数目为2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数为6NA
答案　C
解析　A.不知道HF和DF的比例,无法计算,错误;B.标准状况下HF是液态,不能用22.4 L·mol-1计算33.6 L HF物质的量,错误;C.1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si,28 g晶体硅中含的Si—Si数目为2NA,正确;D.Na2SiO3溶液中除Na2SiO3外,水中还含有O原子,即1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数大于6NA,错误。
10.(2025·江西赣州质检)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化剂作用下将X转化成Y的反应过程如下。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.X→Y的反应类型为取代反应
B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子数为18NA
C.等物质的量的X与Y,Y比X多NA个σ键
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均为sp2杂化
答案　B
解析　A.取代反应是指有机物分子中原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应,从题目可以看出X转化为Y不是取代反应,错误;B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子物质的量为18 mol,则含电子数为18NA,正确;C.1个Y比1个X多1个σ键,但这里并没有告诉具体的物质的量,物质的量不一定是1 mol,错误;D.X、Y中含有饱和碳原子和不饱和碳原子,有sp3和sp2杂化,氨硼烷中存在配位键,N与B均为sp3杂化,错误。
11.(2024·安徽模拟)敦煌壁画是我国灿烂的艺术瑰宝,也是颜料应用的重要科技史料。下列有关我国传统颜料主要成分的变化,发生氧化还原反应的是(　　)
A.骨白[Ca5(PO4)3(OH)]遇氟盐转化为Ca5(PO4)3F
B.铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]遇H2S得到黑色PbS
C.石绿[CuCO3·Cu(OH)2]受热分解得到黑色CuO
D.石黄(As2S3和As4S4)在地表逐渐转化为硫酸盐
答案　D
解析　A.骨白[Ca5(PO4)3(OH)]中钙元素为+2价,磷酸根带三个单位负电荷,O、H都为各自的稳定价态。遇氟盐(氟为-1价)转化为Ca5(PO4)3F,钙、磷、氟元素的化合价均未发生变化,不是氧化还原反应,A不符合题意;B.铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]中铅元素为+2价,C和H都是各自的稳定价态。遇H2S得到黑色PbS时,Pb、S元素的化合价均未发生变化,不是氧化还原反应,B不符合题意;C.石绿[CuCO3·Cu(OH)2]中铜元素为+2价,C、H、O均为各自的稳定价态。受热分解得到黑色CuO时,Cu元素的化合价未发生变化,不是氧化还原反应,C不符合题意;D.S(非金属元素)的电负性大于As(类金属元素),故在As2S3和As4S4中硫元素为负价,硫酸盐中硫元素为+6价。在地表逐渐转化为硫酸盐,S元素化合价发生变化,是氧化还原反应,故D符合题意。
12.(2024·全国甲卷)下列过程对应的离子方程式正确的是(　　)
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:Si+4F-+6H+===SiF4↑+3H2O
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3++3Cu===3Cu2++2Fe
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+C
答案　D
解析　氢氟酸是弱酸,在书写离子方程式时不能拆分,A错误;Fe的还原性大于Cu,Cu不能置换出Fe,三氯化铁与铜反应生成Fe2+和Cu2+,B错误;硫代硫酸根离子可被氯气氧化为硫酸根离子,故正确的离子方程式为S2+8Cl-+10H+,C错误。
13.(2025·八省联考陕西卷)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是(　　)
A.S2、H+、I-、Na+
B. C、Cl-、ClO-、K+
C.N、Br-、Cu2+、Ag+
D. K+、Fe3+、[Cu(NH3)4]2+、S
答案　B
解析　A.S2、H+反应生成硫单质和二氧化硫,不能大量共存,A错误;B.C、Cl-、ClO-、K+互不反应,可以大量共存,B正确;C.Br-、Ag+会生成溴化银沉淀,不能大量共存,C错误;D.Fe3+在[Cu(NH3)4]2+大量存在的溶液中会生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,D错误。
14.(2024·贵州卷)下列离子方程式书写错误的是(　　)
A.用氢氟酸雕刻玻璃:SiO2+4H++4F-===SiF4↑+2H2O
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
C.用泡沫灭火器灭火的原理:Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
D.工业电解饱和食盐水制烧碱和氯气:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
答案　A
解析　氢氟酸为弱酸,离子方程式中不能拆写,故离子方程式应为SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,A错误。
15.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同
答案　C
解析　A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;C.Na2O2由Na+和组成,阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误。
16.(2023·湖南卷)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是(　　)
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-===PbO2+4H+
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
答案　B
解析　A.碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH),电极方程式为MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-,A正确;B.铅酸蓄电池在充电时阳极失电子,其电极式为PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+4H++S,B错误;C.K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成蓝色沉淀,反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;D.TiCl4易水解,反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-,D正确。
17.据文献报道,我国学者提出O2氧化HBr生成Br2,反应历程如图所示。下列有关该历程的说法错误的是(　　)
A.O2氧化HBr生成Br2的总反应为O2+4HBr===2Br2+2H2O
B.中间体HOOBr和HOBr中Br的化合价相同
C.发生步骤②时,断裂的化学键既有极性键又有非极性键
D.步骤③中,每生成1 mol Br2转移2 mol 电子
答案　D
解析　反应①为HBr+O2===HOOBr;反应②为HOOBr+HBr===2HOBr;反应③为HBr+HOBr===H2O+Br2,将①+②+③×2,整理可得总反应方程式为O2+4HBr===2Br2+2H2O,A正确;中间体HOOBr和HOBr中Br的化合价均为+1价,相同,B正确;步骤②反应为HOOBr+HBr===2HOBr,在该反应过程中有极性键H—Br的断裂,也有非极性键O—O的断裂,C正确;步骤③反应为HBr+HOBr===H2O+Br2,在该反应中Br元素化合价由HBr中的-1价、HOBr中的+1价变为反应后Br2中的0价,每生成1 mol Br2转移1 mol电子,D错误。
18.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
答案　A
解析　向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2+2H+===S↓+H2O+SO2↑,由于盐酸过量,向②的上层清液中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3、Na2CO3与过量稀盐酸反应现象可以被Na2S2O3与过量稀盐酸反应的现象覆盖掉。
19.(2025·安徽合肥阶段练)180 ℃下,某反应体系只存在如下8种物质:Ag2CO3、FeS2、KHCO3、Ag2S、Fe2O3、K2SO4、CO2和H2O,其中,甲既是氧化剂,又是还原剂,乙是还原产物,丙和丁是氧化产物,甲、乙、丙、丁四种物质的物质的量(mol)与时间关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.甲代表FeS2,丁为碱性氧化物
B.还原产物、氧化产物的物质的量之比1∶3
C.96 g甲完全反应转移电子数为1.6NA
D.在该反应中,Ag2CO3、Fe2O3、CO2的化学计量数之比为15∶4∶17
答案　D
解析　根据题干信息,得15Ag2CO3+8FeS2+2KHCO3===15Ag2S+4Fe2O3+K2SO4+17CO2↑+H2O。A.丁为硫酸钾,不是碱性氧化物,错误;B.还原产物与氧化产物物质的量之比3∶1,错误;C.甲为FeS2,物质的量为0.8 mol,其完全参加反应时转移电子数为1.5NA,错误;D.根据分析得Ag2CO3、Fe2O3、CO2的化学计量数之比为15∶4∶17,正确。
20.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
答案　A
解析　硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。
21.(双选)(2023·山东卷)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示,反应 Ⅱ 所得溶液pH在3~4之间,反应Ⅲ需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下,H2SO3的电离平衡常数=1.3×10-2,=6.3×10-8。下列说法正确的是(　　)
A.反应 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化
C.溶液Y可循环用于反应 Ⅱ 所在操作单元吸收气体 Ⅰ
D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的X与CuSO4物质的量之比增大时,需补加NaOH的量减少
答案　CD
解析　A.反应Ⅰ是铜和浓硫酸反应,生成二氧化硫,是氧化还原反应,反应Ⅱ是SO2和碳酸钠溶液反应,生成NaHSO3、水和二氧化碳,是非氧化还原反应,反应Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反应生成Cu2O,是氧化还原反应,A错误;B.低温真空蒸发主要目的是防止Na2SO3被氧化,而不是NaHSO3,B错误;C.经分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液,可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO2气体(气体Ⅰ),C正确;D.制取Cu2O总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3===Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4,化合物X是指Na2SO3,若Cu2O产量不变,增大,多的Na2SO3会消耗氢离子,用于控制pH值,可减少NaOH的量,D正确。
22.(2025·江西测试)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。金属铈在空气中易被氧化变暗,能与水反应,常见的化合价为+3和+4,氧化性:Ce4+>Fe3+。下列说法正确的是(　　)
A.铈元素在自然界中主要以游离态形式存在
B.可通过电解熔融Ce(SO4)2制得金属铈
C.铈能从硫酸铁溶液中置换出铁:3Ce+4Fe3+===4Fe+3Ce4+
D.CeO2溶于氢碘酸的化学方程式可表示为CeO2+4HI===CeI4+2H2O
答案　B
解析　A.由题可知,在地球富氧、含水的环境下,铈元素在自然界中主要以化合态形式存在,A错误;B.金属铈能与水反应,故制备单质过程需在无水环境下电解熔融Ce(SO4)2,B正确;C.选项所给的反应中,氧化剂为Fe3+、氧化产物为Ce4+,假设该离子方程式正确,则说明:Fe3+>Ce4+,与已知信息“氧化性:Ce4+>Fe3+”矛盾,故假设不成立,C错误;D.CeO2与氢碘酸反应,CeO2先与H+反应生成Ce4+,Ce4+的氧化性强于Fe3+,Fe3+的氧化性又强于I2,所以Ce4+会继续将I-氧化为I2,D错误。
23.(2025·福建龙岩一模)兴趣小组设计以下实验,探究MnOx氧化甲苯蒸气(还原产物为MnO)生成无污染气体的效果。
下列说法错误的是(　　)
A.气体X可以是氮气
B.通过Ⅲ、Ⅳ中现象可判断甲苯是否被MnOx完全氧化
C.若n(甲苯)∶n(MnOx)=1∶36发生反应,则x=1.5
D.装置Ⅲ、Ⅳ互换顺序仍可判断甲苯是否被完全氧化
答案　D
解析　实验中用气体X将甲苯蒸气带入Ⅱ中,Ⅱ中MnOx氧化甲苯蒸气,气体X可以是N2,A正确;若甲苯没有被完全氧化,则Ⅲ中KMnO4溶液紫色褪去,Ⅳ中石灰水变浑浊,B正确;甲苯C7H8中的C为-价,被MnOx氧化为CO2,CO2中的C为+4价,若n(C7H8)=1 mol,则转移电子36×(2x-2)mol=36 mol,x=1.5,C正确;甲苯常温下是液体,密度比水小,会浮在石灰水表面,互换顺序后无法判断甲苯是否被完全氧化,D错误。
24.(2025·湖北高考联盟联考)用黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣(含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等)提取铁红(Fe2O3)的过程如图所示。下列有关反应离子方程式判断和书写错误的是(　　)
A.酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
B.滤渣A溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O
C.“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+16Fe3++9H2O===17Fe2++2S+18H+
D.“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓
答案　C
解析　硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加氢氧化钠和空气,调节溶液的pH使Fe3+沉淀,而Mg2+、Al3+都不沉淀,最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁,从而得到铁红。酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,A正确;滤渣A为SiO2,溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O,B正确;“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2S+16H+,C错误;“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓,D正确。
25.(2025·河南信阳一模)实验室模拟工业处理含铬废水,操作及现象如图1,反应过程中铬元素的化合价变化如图2,下列说法正确的是(　　)
已知:深蓝色溶液中生成了CrO5
A.实验开始至5 s,铬元素被氧化
B.实验开始至30 s,溶液中生成Cr3+的总反应离子方程式为Cr2+3H2O2+8H+===2Cr3++7H2O+3O2↑
C.30 s至80 s的过程,一定是氧气氧化了Cr3+
D.80 s时,溶液中又生成了Cr2,颜色相比于开始时浅,是水稀释所致
答案　B
解析　K2Cr2O7中Cr的化合价为+6,由图2可知,5 s时Cr的化合价为+6,Cr的化合价没变化,即铬元素没有被氧化,A错误;实验开始至30 s时,K2Cr2O7→CrO5→Cr3+,过量的H2O2还原K2Cr2O7生成Cr3+、H2O2被氧化生成O2,总反应离子方程式为Cr2+3H2O2+8H+===2Cr3++7H2O+3O2↑,B正确;实验过程中H2O2过量,H2O2也具有强氧化性,可能氧化Cr3+,不一定是氧气氧化了Cr3+,C错误;80 s时溶液呈黄色,并且溶液在反应过程中消耗了H+,2Cr+H2O,所以80 s时生成了Cr,D错误。专题一　化学变化与化学计量
热点一　物质的量——NA的应用
1.(2025·河北卷)设NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.18 g H2O晶体内氢键的数目为2NA
B.1 L 1 mol·L-1的NaF溶液中阳离子总数为NA
C.28 g环己烷和戊烯的混合物中碳原子的数目为2NA
D.铅酸蓄电池负极增重96 g,理论上转移电子数为2NA
2.(2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.1 mol 18O2的中子数,比1 mol 16O2的多2NA
B.1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中,N的数目为0.1NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
3.(2024·黑吉辽卷)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
高考热点:阿伏加德罗常数的应用题目考查的常见角度,如粒子数目(分子数、原子数、离子数、质子数、中子数、电子数等)、物质结构(极性键、非极性键、σ键、π键等)、氧化还原反应转移电子数目、涉及物质是否发生水解、有机物结构(官能团数目等)等。
1.一定量物质中目标微粒的计算与判断
(1)给定气体时,需要注意是否为标准状况下,或者给定标准状况下,需判断物质是否为气态。
(2)给定溶液时,需要注意是否给出溶液的体积,计算H、O原子数目时,需注意溶剂H2O中的H、O原子的数目。
(3)对于最简式相同、摩尔质量相同的物质,特别注意其涉及粒子数目的设问方式,也应注意给出含特定核素的分子的粒子数目的计算。
NA表示阿伏加德罗常数的值,判断下列说法正误。
(1)1 L 0.1 mol·L-1 H2O2溶液中含有O原子数为0.2NA。(　　)
(2)1 mol Na2O2(或CaC2)中含有的阴离子数为2NA。(　　)
(3)1 mol —OH中含有的电子数为10NA。(　　)
(4)18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA。(　　)
(5)28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA。(　　)
(6)常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA。(　　)
(7)1 mol Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA。(　　)
(8)32 g S2和S8含有的硫原子数均为NA。(　　)
2.一定量物质中目标化学键数目的计算与判断
(1)半键法:化学式中各原子形成的价键数之和除以2的商,即为1 mol该物质中的共价键(共用电子对或“σ键+π键”总数)的物质的量。例如:
1 mol P4含P—P的数目为　　　　　　NA。
(2)熟记常考物质中的化学键数目
①苯环中不含碳碳双键。
②1 mol白磷(P4)中含有6NAP—P。
③1 mol金刚石(晶体硅)中含有2NAC—C(Si—Si)。
④1 mol S8中含有8NAS—S。
⑤1 mol SiO2中含有4NASi—O。
⑥单键为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,三键中有1个σ键、2个π键。如在H—C≡N中含有2个σ键,2个π键,1个孤电子对。
判断下列说法正误。
(1)0.1 mol肼(N2H4)含有的孤电子对数为0.2NA。(　　)
(2)34 g呋喃()中含有的极性键数目为3NA。(　　)
(3)1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有的σ键的数目为12NA。(　　)
(4)1 mol烷烃(通式为CnH2n+2)含有共价键数目为(3n+1)NA。(　　)
3.反应中目标微粒数目的计算与判断
考题中,把反应程度不确定的反应(可逆反应、弱电解质的电离、水解反应、不完全反应等),按完全反应计算目标粒子数,常是命题人设置的原理陷阱;但可用不等号或范围表示其大小。
(1)常考的可逆反应
NO2中双聚成N2O4(2NO2N2O4);N2与H2一定条件下合成NH3(常温下混合不反应);SO2和O2的混合生成SO3;Cl2与H2O反应;NH3溶于水生成NH3·H2O;I2与H2反应生成HI;Fe3+与I-反应生成Fe2+与I2等。
(2)有关反应进程的问题
①MnO2与浓盐酸反应,随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应停止。
②Cu与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应停止。
③Cu与浓硝酸反应,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,得到NO2和NO的混合气体。
④Zn与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,得到SO2和H2的混合气体。
(3)歧化反应中电子转移数目
反应 物质变化量 转移电子的物质的量或数目
Na2O2+CO2 (或H2O) 1 mol Na2O2 1 mol或NA
1 mol O2 2 mol或2NA
Cl2+NaOH 1 mol Cl2 1 mol或NA
判断下列说法正误。
(1)1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA。(　　)
(2)2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数小于2NA。(　　)
(3)1.7 g NH3完全溶于1 L H2O所得溶液,NH3·H2O微粒数目为0.1NA。(　　)
(4)加热条件下,1 L 10 mol·L-1浓盐酸与足量MnO2充分反应,被氧化的Cl-数为5NA。(　　)
(5)过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA。(　　)
(6)1 mol氯气与足量的水反应,转移的电子数为NA。(　　)
(7)标准状况下,6.72 L NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA。(　　)
(8)反应KIO3+6HI===KI+3H2O+3I2中,生成1 mol I2转移电子的总数为2NA。(　　)
1.(2025·八省联考云南卷)Cl2制备Cl2O的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.22.4 L Cl2O中原子总数为3NA
B.1 mol C中σ键的数目为3NA
C.每消耗2 mol Cl2,转移电子数为4NA
D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中HC的数目等于0.1NA
2.(2025·八省联考内蒙古卷)CO2能与H2反应生成一系列高附加值的化学品,其碳元素转化关系如下图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.反应①每生成1 mol CH4,消耗H2分子数目为4NA
B.标准状况下,2.24 L HCHO中含中子数目为1.6NA
C.反应③每生成3.2 g CH3OH,转移电子数目为0.4NA
D.100 mL 1 mol·L-1 HCOOH溶液中含H原子数目为0.2NA
3.(2025·辽宁锦州阶段练)已知:①2HClO4+Br2(g)===2HBrO4+Cl2(g),②HClO4+7HCl===4Cl2(g)+4H2O。NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.反应①中物质的氧化性:Br2>Cl2
B.标准状况下,11.2 L Br2参与反应时转移的电子数为5NA
C.1 L 0.5 mol·L-1 HClO4溶液含有的HClO4分子数为0.5NA
D.反应②生成28.4 g Cl2时,还原产物分子数为0.05NA
4.(2025·山东威海一模)磷烷(PH3)是集成电路、太阳能电池等电子工业生产的原材料。工业上制备PH3的反应原理为P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)===PH3(g)+3NaH2PO2(aq)。NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.常温下pH=13的NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1的NaH2PO2溶液中H2P的数目小于0.1NA
C.3.1 g白磷中共价键的数目为0.6NA
D.每转移3个电子,生成 g磷烷
5.(2025·福建漳州三模)用FeCl2与NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O===Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 L 0.1 mol·L-1 FeCl2溶液中Fe2+数为0.1NA
B.0.5 mol NaBH4固体中σ键数为2NA
C.每生成56 g Fe,转移的电子数为2NA
D.1 mol B(OH)3中采取sp3杂化的原子数为4NA
热点二　离子反应
1.(2025·河南卷)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是(　　)
A.磷酸二氢钠水解:H2P+H2OH3PO4+OH-
B.用稀盐酸浸泡氧化银:Ag2O+2H+===2Ag++H2O
C.向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液:ClO-+H+===HClO
D.向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液:H++S===BaSO4↓+CO2↑+H2O
2.(2024·江西卷)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X,分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号 试剂 反应后的 不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH溶液 无不溶物 无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是(　　)
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
3.(2025·安徽卷)下列实验产生的废液中,可能大量存在的粒子组是(　　)
选项 实验 粒子组
A 稀硝酸与铜片制NO H+、Cu2+、N、NO
B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H+、Na+、S
C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H+、K+、Mn2+、Cl-
D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H+、Fe2+、Cl-、H2O2
高考热点
(1)新高考中特别注意考查综合运用离子反应分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题的能力,如离子反应的归因分析,物质的检验与推断。
(2)离子方程式正误的判断是一道传统的经典试题。重点考查客观性原理、书写规则和规范原理,同时也涉及从定量的视角认识离子反应的本质。
1.离子方程式的正误分析与判断
(1)是否符合反应事实
如Fe和非氧化性酸反应生成Fe2+,金属和氧化性酸反应不放出H2,Na不能置换出CuSO4中的Cu;忽略氧化还原反应等。
(2)“”“===”“↑”“↓”是否使用恰当
弱电解质水解的离子方程式用“”,若两种离子水解相互促进,可以进行到底,则要写成“===”,如Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。N和OH-的反应,条件为浓溶液或加热,生成的NH3要标明气体,若为稀溶液,则写成NH3·H2O。
(3)拆分是否正确
①氧化物、弱电解质、沉淀、弱酸的酸式酸根在离子方程式中都不拆。
②强酸、强碱、可溶性盐的化学式必须拆(浓硝酸、浓盐酸的化学式需要拆,浓硫酸的化学式不拆)。
(4)是否“漏写”离子反应
如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与S生成BaSO4沉淀,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀。
(5)是否符合反应的“量”——过量、少量、足量等
如在FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,在FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2。
(6)是否符合三个守恒
离子方程式要符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
2.物质(离子)检验与推断的一般思路
(1)分组与优先组合法
例如:现有四种化合物,已知它们所含离子有K+、Cl-、Ag+、N,确定溶液的组成。
①先分组:常以酸碱性为原则将离子分成两组,酸性物质(H+、水解呈酸性的阳离子)为一组,碱性物质(OH-、水解呈碱性的阴离子)为另一组,这种分组使组内离子基本能共存,然后再对两组离子根据性质进行调整。
②再组合:在分组后,通过不同组间离子共存,进行阴阳离子配对组成溶质,再以此为基础推断其他物质。
(2)找突破口
解答离子数目较多、反应情况较复杂的离子推断试题时,一般由最特殊或最具共性的极端实验现象先得出某一结论,然后顺藤摸瓜推出其他物质。
(3)电荷守恒法确定离子
如果多种离子可共存,且确定存在的离子的物质的量已知,只有一种离子不能确定是否存在,此时可以用电荷守恒法来确定最后一种离子是否存在,即根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数来确定最后一种离子是否存在。
1.(2025·山东卷)下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.用NaOH溶液吸收少量SO2:SO2+OH-===HS
B.用Na2O2和水制备少量O2:Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑
C.用MnO2和浓盐酸制备Cl2:MnO2+4H++2Cl-2Mn2+ + Cl2↑ +2H2O
D.用稀硝酸溶解少量Cu 粉:3Cu +8H++8N===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2.(2025·浙江1月选考)下列方程式不正确的是(　　)
A.MnO2与浓盐酸反应:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.NO2与H2O反应:3NO2+H2O===2H++2N+NO
C.将少量灼热的CuO加入CH3CH2OH中:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O
D.将SO2通入酸性KMnO4溶液:5SO2+2Mn+2H2O
3.(2025·重庆一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A.溶有CO2的水溶液中:Al3+、Ba2+、Cl-、I-
B.铁氰化钾溶液中:Fe2+、Ca2+、N、Cl-
C.遇紫色石蕊溶液显红色的溶液中:Na+、K+、[Al(OH)4]-、C
D.水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、N
4.(2025·山东师大附中阶段练)向含Na+、Al3+、Fe3+、Ca2+、Cl-、N的溶液中分别通入下列气体,各离子浓度几乎不变化的是(　　)
A.CO2 B.SO2
C.NO2 D.NH3
5.(2025·河北衡水二中期末)一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学机制如图所示,电子传递可以促进HS中O—H键的解离,进而形成中间体S,通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的HS可以将电子快速转移给周围的气相NO2分子。下列叙述正确的是(　　)
A.图示中分子、离子之间以范德华力结合形成“水分子桥”
B.HS中O—H键的解离可表示为HS
C.S中S和O均满足8电子稳定结构
D.总反应的离子方程式为HS
热点三　氧化还原反应
1.(2025·山东卷)下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法
B.戴维电解盐酸得到H2和Cl2,从而提出了酸的含氢学说
C.拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说
D.哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法
2.(2024·浙江6月选考)利用CH3OH可将废水中的N—→X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　)
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5
D.若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
3.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是(　　)
A.S2的空间结构都是正四面体形
B.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,元素As和S都被氧化
C.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,参加反应的:Ⅰ<Ⅱ
D.反应 Ⅰ 和 Ⅱ 中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
高考热点:纵观近年高考真题,氧化还原的考查,重点是应用氧化还原基本概念及其规律解决情境问题,主要有:
(1)与元素化合物知识相结合命题考查基本概念,如是否是氧化还原反应;氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断。计算氧化剂还原剂的物质的量之比等。
(2)氧化还原反应规律及其应用,主要考查氧化性、还原性强弱的判断,与阿伏加德罗常数融合考查反应中转移的电子数目的判断,氧化还原反应方程式的判断等。
1.氧化还原反应概念及关系
2.氧化还原反应的重要规律
1.古代文化典籍蕴含丰富的化学知识。下列叙述中未涉及氧化还原反应的是(　　)
A.《淮南万毕术》:“曾青得铁则化为铜”
B.《本草纲目》:“野外之鬼磷,其火色青,其状如炬,俗称鬼火”
C.《抱朴子》:“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”
D.《肘后备急方》:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”
2.(2025·安徽省示范高中联考)雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)都是自然界中常见的砷化物,中国自古有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。早期曾用作绘画颜料,因有抗病素疗效也用来入药。砷元素有+2、+3两种常见价态。一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.反应Ⅰ中Sn4+为氧化产物
B.反应Ⅰ中As2S3和Sn2+恰好完全反应时,其物质的量之比为2∶1
C.若反应Ⅱ中转移电子0.7 mol,则生成0.1 mol SO2
D.反应Ⅲ和Ⅳ均属于非氧化还原反应
3.(2025·黑龙江一模)向重铬酸盐酸性溶液中加入乙醚和H2O2,水层发生反应:Cr2+4H2O2+2H+===2CrO5+5H2O(已知CrO5的结构为),乙醚层发生反应:CrO5+(C2H5)2O===CrO5·O(C2H5)2。反应上层出现蓝色,一段时间后溶液蓝色褪去,且水相变为绿色(Cr3+),下列说法正确的是(　　)
A.由水层反应可知,氧化性:Cr2>CrO5
B.乙醚在检验过程中可用乙醇代替
C.CrO5·O(C2H5)2中不存在非极性键
D.水相变为绿色的离子反应为4CrO5+12H+===4Cr3++6H2O+7O2↑,该反应生成1 mol O2转移2 mol电子
4.(2025·北京期中)回收某光盘金属层中少量Ag的方案如图(其他金属含量过低,可忽略)。下列说法不正确的是(　　)
A.“氧化”过程若将NaOH改为H2SO4,并在加热条件下进行,一定能提高氧化速率
B.①中还生成O2,则可能的化学反应为4Ag+4NaClO+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑
C.②中加入氨水,作用是利用N的孤电子对,与Ag+形成配位键
D.③中,若X是肼(N2H4·H2O)溶液,氧化产物为无害气体,则理论上消耗1 mol N2H4·H2O可提取432 g Ag
专题突破练(一)　化学变化与化学计量
1.(2025·云南卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.22.4 L CH4中原子的数目为5NA
B.1 mol18O所含中子的数目为10NA
C.28 g Fe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5NA
D.0.1 L 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2反应,生成Cl2的数目为0.3NA
2.(2024·河北卷)超氧化钾(KO2)可用作潜水或宇航装置的CO2吸收剂和供氧剂,反应为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.44 g CO2中σ键的数目为2NA
B.1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA
C.1 L 1 mol·L-1 K2CO3溶液中C的数目为NA
D.该反应中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA
3.(2025·黑吉辽内蒙古卷)钠及其化合物的部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
NaClNaNa2O2NaOHNaClO
A.反应①生成的气体,每11.2 L(标准状况)含原子的数目为NA
B.反应②中2.3 g Na完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1NA
C.反应③中1 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的数目为2NA
D.100 mL 1 mol·L-1 NaClO溶液中,ClO-的数目为0.1NA
4.工业上用N2和H2合成NH3,NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.消耗14 g N2生成NH3分子数为2NA
B.消耗1 mol H2,生成N—H键数为2NA
C.生成标准状况下22.4 L NH3,电子转移数为2NA
D.氧化1 mol NH3生成NO,需O2分子数为2NA
5.我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺[NH3OH]+[NO3]-在催化剂作用下可完全分解为N2、H2O和O2。下列说法正确的是(　　)
A.0.1 mol [NH3OH]+含有的质子数为1.5NA
B.48 g固态硝酸羟胺含有的离子数为0.5NA
C.0.5 mol硝酸羟胺含有的N—O σ键数为2NA
D.硝酸羟胺分解产生11.2 L N2(已折算为标准状况)的同时,生成O2分子数为NA
6.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N的数目均为0.1NA
C.3.3 g NH2OH完全转化为N时,转移的电子数为0.6NA
D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA
7.(2025·黑龙江联考模拟)已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.常温常压下,28 g乙烯分子中含有的σ键数目为4NA
B.O和T2O的混合物1.1 g,含有的质子数为0.5NA
C.5.6 g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
D.密闭容器中0.1 mol H2和0.2 mol I2充分反应后分子总数小于0.3NA
8.(2025·江西师大附中联考模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.6 g O(重水)含中子数为3NA
B.标准状况下,2.24 L一氯甲烷中含sp3-s σ键数为0.4NA
C.1 L 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液含HS总数为0.1NA
D.2.4 g Mg粉在干冰制作的灯笼中完全燃烧时转移电子数为0.1NA
9.(2025·重庆九龙坡阶段练)SiO2可与氢氟酸反应生成SiF4,也可与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,还可被还原得到制造芯片的Si。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.20 g HF和DF的混合物中含有的中子数为9NA
B.标准状况下,33.6 L HF中含有的质子数为15NA
C.28 g晶体硅中含的Si—Si数目为2NA
D.1 L 2.0 mol·L-1 Na2SiO3溶液中含有的O原子数为6NA
10.(2025·江西赣州质检)在氨硼烷(BH3—NH3)及催化剂作用下将X转化成Y的反应过程如下。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.X→Y的反应类型为取代反应
B.1 mol BH3—NH3分子中所含电子数为18NA
C.等物质的量的X与Y,Y比X多NA个σ键
D.X、Y、BH3—NH3中C、B、N原子均为sp2杂化
11.(2024·安徽模拟)敦煌壁画是我国灿烂的艺术瑰宝,也是颜料应用的重要科技史料。下列有关我国传统颜料主要成分的变化,发生氧化还原反应的是(　　)
A.骨白[Ca5(PO4)3(OH)]遇氟盐转化为Ca5(PO4)3F
B.铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]遇H2S得到黑色PbS
C.石绿[CuCO3·Cu(OH)2]受热分解得到黑色CuO
D.石黄(As2S3和As4S4)在地表逐渐转化为硫酸盐
12.(2024·全国甲卷)下列过程对应的离子方程式正确的是(　　)
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:Si+4F-+6H+===SiF4↑+3H2O
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3++3Cu===3Cu2++2Fe
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+C
13.(2025·八省联考陕西卷)下列各组离子在水溶液中可以大量共存的是(　　)
A.S2、H+、I-、Na+
B. C、Cl-、ClO-、K+
C.N、Br-、Cu2+、Ag+
D. K+、Fe3+、[Cu(NH3)4]2+、S
14.(2024·贵州卷)下列离子方程式书写错误的是(　　)
A.用氢氟酸雕刻玻璃:SiO2+4H++4F-===SiF4↑+2H2O
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
C.用泡沫灭火器灭火的原理:Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
D.工业电解饱和食盐水制烧碱和氯气:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
15.(2023·北京卷)离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。下列说法正确的是(　　)
A.Na2O2、CaH2中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2,CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的O2和H2的物质的量相同
16.(2023·湖南卷)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是(　　)
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-===PbO2+4H+
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
17.据文献报道,我国学者提出O2氧化HBr生成Br2,反应历程如图所示。下列有关该历程的说法错误的是(　　)
A.O2氧化HBr生成Br2的总反应为O2+4HBr===2Br2+2H2O
B.中间体HOOBr和HOBr中Br的化合价相同
C.发生步骤②时,断裂的化学键既有极性键又有非极性键
D.步骤③中,每生成1 mol Br2转移2 mol 电子
18.(2022·全国乙卷)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液;②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离;③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3 B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3 D.Na2SO3、Na2CO3
19.(2025·安徽合肥阶段练)180 ℃下,某反应体系只存在如下8种物质:Ag2CO3、FeS2、KHCO3、Ag2S、Fe2O3、K2SO4、CO2和H2O,其中,甲既是氧化剂,又是还原剂,乙是还原产物,丙和丁是氧化产物,甲、乙、丙、丁四种物质的物质的量(mol)与时间关系如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.甲代表FeS2,丁为碱性氧化物
B.还原产物、氧化产物的物质的量之比1∶3
C.96 g甲完全反应转移电子数为1.6NA
D.在该反应中,Ag2CO3、Fe2O3、CO2的化学计量数之比为15∶4∶17
20.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3
21.(双选)(2023·山东卷)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示,反应 Ⅱ 所得溶液pH在3~4之间,反应Ⅲ需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下,H2SO3的电离平衡常数=1.3×10-2,=6.3×10-8。下列说法正确的是(　　)
A.反应 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化
C.溶液Y可循环用于反应 Ⅱ 所在操作单元吸收气体 Ⅰ
D.若Cu2O产量不变,参与反应Ⅲ的X与CuSO4物质的量之比增大时,需补加NaOH的量减少
22.(2025·江西测试)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。金属铈在空气中易被氧化变暗,能与水反应,常见的化合价为+3和+4,氧化性:Ce4+>Fe3+。下列说法正确的是(　　)
A.铈元素在自然界中主要以游离态形式存在
B.可通过电解熔融Ce(SO4)2制得金属铈
C.铈能从硫酸铁溶液中置换出铁:3Ce+4Fe3+===4Fe+3Ce4+
D.CeO2溶于氢碘酸的化学方程式可表示为CeO2+4HI===CeI4+2H2O
23.(2025·福建龙岩一模)兴趣小组设计以下实验,探究MnOx氧化甲苯蒸气(还原产物为MnO)生成无污染气体的效果。
下列说法错误的是(　　)
A.气体X可以是氮气
B.通过Ⅲ、Ⅳ中现象可判断甲苯是否被MnOx完全氧化
C.若n(甲苯)∶n(MnOx)=1∶36发生反应,则x=1.5
D.装置Ⅲ、Ⅳ互换顺序仍可判断甲苯是否被完全氧化
24.(2025·湖北高考联盟联考)用黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣(含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等)提取铁红(Fe2O3)的过程如图所示。下列有关反应离子方程式判断和书写错误的是(　　)
A.酸溶过程中Fe2O3溶解反应的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
B.滤渣A溶解于NaOH溶液的离子方程式为SiO2+2OH-===Si+H2O
C.“还原”过程产物之一为H2SO4,发生反应的离子方程式为FeS2+16Fe3++9H2O===17Fe2++2S+18H+
D.“氧化”过程发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-===4Fe(OH)3↓
25.(2025·河南信阳一模)实验室模拟工业处理含铬废水,操作及现象如图1,反应过程中铬元素的化合价变化如图2,下列说法正确的是(　　)
已知:深蓝色溶液中生成了CrO5
A.实验开始至5 s,铬元素被氧化
B.实验开始至30 s,溶液中生成Cr3+的总反应离子方程式为Cr2+3H2O2+8H+===2Cr3++7H2O+3O2↑
C.30 s至80 s的过程,一定是氧气氧化了Cr3+
D.80 s时,溶液中又生成了Cr2,颜色相比于开始时浅,是水稀释所致

展开更多......

收起↑