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离子浓度不同对氧化还原反应的影响(反应是有条件的)一、书写离子方程式1. 常温下,铜和稀硫2. 铜和浓硫酸反应3. 铜和稀硝酸反应4. 铜和浓硝酸反应5. 少量锌和过量饱和氯化铁溶液反 6. 过量锌和少量氯化铁稀溶液反 二、专项习题 1. (2019高三期末昌平14)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,实验如下。KI溶液实验I3 mL 0.01 molLiU3 mL 0.005 molL-iFe2(SO4)3 溶液实验II淀粉溶液棕黄色溶液KSCN溶液数滴 0.01 mol/LAgNO3溶液i溶液变蓝iiiii溶液变红产生黄色沉淀,溶液褪色下列说法不正确的是A. 试管i溶液变蓝证明有12生成B. 结合试管i、ii中现象,可知2Fe3+2I- *2Fe2+I2C. 试管iii中溶液褪色说明12转化为I-,此时I-还原性强于Fe2+D. 对比实验I和试管iii中现象,说明物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响 答案:C(2019海淀区高三期末19)某校学习小组探究不同条件对电解FeCl2溶液产物的影响。所用实验装置如下图所示,其中电极为石墨电极。【查阅文献】i. Fe2+、Fe3+在溶液中通过与Cl-结合分别形成FeCl42-、FeCl63-,可降低正电荷。ii.电解过程中,外界条件(如电解液pH、离子浓度、电压、电极材料等)会影响离子的放电能力。【实验记录】序号实验条件实验现象阴极阳极pH=0电极上产生无色气体。湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。I1 mo1L-1取阳极附近溶液于试管中,滴加FeC12溶液KSCN溶液,溶液变红。电压1.5 VpH=4.9未观察到气泡产生,电极表面有银灰湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝。1 mo1L-1色金属光泽的固体析出。阳极附近出现红褐色浑浊。IIFeC12溶液电解结束后,将电极浸泡在盐酸中,取阳极附近浊液于试管中,先用盐电压1.5 V观察到有大量气泡产生。酸酸化,再滴加KSCN溶液,溶液变红。(1) 结合阴极实验现象的分析 实验I中阴极的电极反应式为。 用化学用语表示实验II中产生阴极现象的原因:。 对比实验I、II的阴极现象,可以获得的结论。(2) 结合阳极实验现象的分析 甲同学认为实验I中C1-没有放电,得出此结论依据的实验现象是。阳极附近溶液滴加KSCN溶液变红,依据此现象分析,阳极反应可能是Fe2+ - e- = Fe3+、。 对比实验I、II的阳极现象,解释产生差异的原因:。【实验讨论】(3) 有同学提出,改变条件有可能在阳极看到“湿润淀粉碘化钾试纸变蓝”的现象,可能改变的条件是,对应的实验方案。答案:19. (12 分)(1) 2H+ 2e- =H2f2 分 Fe2+ 2e- = Fe 和 Fe+ 2H+=Fe2+ H2f (FeC142-合理正确给分,各 1 分)2 分 其他条件相同时,pH=0, pH较小,c(H+)较大时,阴极H+优先于1 mo卜LiFe2+放电产生H2, 而pH=49,pH较大,c(H+)较小时,阴极1 mo卜L4Fe2+优先于H+放电产生Fe 2分或整体回答:由pH=0变为pH=49, c(H+)减小,H+放电能力减弱,Fe2+放电能力增强(2) 湿润淀粉碘化钾试纸始终未见变蓝1分FeC142- - e- = Fe3+ + 4C1-(或写为:FeC142- + 2C1- - e- = FeC163-)1 分随着溶液pH的越低,c(H+)升高,抑制水解平衡Fe3+ 3H2O 一Fe(OH)3 + 3H+正向移动, 难以生成Fe(OH)31分或正向回答:随着溶液pH的增大,c(H+)减小,有利于水解平衡Fe3+ 3H2O 一Fe(OH)3 + 3H+ 正向移动,生成Fe(OH)3(3)可改变条件1:改变c(Cl-)保持其他条件不变,用2 mol/L FeCl2溶液和n (n0) mol/L NaCl溶液等体积混合的溶液作为电 解液c(Fe2+)= 1 mol/L,c(Cl-)2 mol/L,观察阳极“湿润淀粉碘化钾试纸”上的现象 2分可改变条件2:改变电压保持其他条件不变,增大电压(或改变电压),观察阳极“湿润淀粉碘化钾试纸”上的现象2.(2015海淀区高三二模27)某种锂离子电池的正极材料是将含有钻酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆 在铝箔上制成的,可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钻。(1)25C时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钻以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有 气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。00.20.40.60.8硫酸浓度图2 阴极的电极反应式为:LiCoO2 + 4H+ + e- = Li+ + Co2+ + 2H2O、阳极的电极反应式为。该研究小组发现硫酸浓度对钻的浸出率有较大影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4) 04 molL-i时,钻的浸出率下降,其原因可能为。答案:27. (14 分)(1) 2H+ +2e- = H2 f4OH- 4e- = O2 f + 2H2O (或 2H2O- 4e- = O2 f + 4H+)H+与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争,当c(H+)增大时,参与放电的H+增多(或有利于 H+放电),所以钻的浸出率下降。2(2015西城区高三一模27)工业上用菱锰矿(MnCO3)含FeCO3、SiO2、Cu2(OH) 2CO3等杂质为原料制取二氧化锰,其流程示意图如下:MiiS固体菱爲矿调pH至4红褐色沉淀已知:生成氢氧化物沉淀的pHMn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2开始沉淀时8.36.32.74.7完全沉淀时9.88.33.76.7注:金属离子的起始浓度为0.1 mol/L回答下列问题:(1) 含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的 。盐酸溶解MnCO3的化学方程式 。(2) 向溶液1中加入双氧水时,反应的离子方程式 。(3) 滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS,以除去CU2+,反应的离子方程式是。(4)将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法。其具体做法是用酸化的NaCIO3溶液将MnCl2氧化,该 反应的离子方程式为: Mn2+003-+口= + 。(5)将MnCI2转化为MnO2的另一种方法是电解法。 生成MnO2的电极反应式是。 若直接电解MnCI2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2。检验Cl2的操作是。 若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO3)2粉末,则无Cl2产生。其原因 。答案:27. (13分)(1)增大接触面积,提高反应速率(2分)MnCO3+2HCI=MnCI2+CO2个+也0 (2 分)(2)2Fe2+H2O2+4H2O=2Fe(OH)3&+4H+ (1 分)(3)MnS+Cu2 + = Mn2 +CuS (1 分)(4)5Mn2 + + 2CIO3-+4H2O = CI2个+ 5MnO2+8H+ (2 分)(5) Mn2 + 2e-+2H2O = MnO2+4H+ (2 分) 将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有CI2生成(1分) 其它条件不变下,增大Mn2+浓度或增大c(Mn2+)/ *1-),有利于Mn2+放电(不利于Cl-放电。)(2分,其余答案不得分)1.(2009北京理综28)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将N0氧化成N02,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸 的氧化性强于稀硝酸。可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与no反应打 -二仁口上-=G - -工一三2(1) 实验应避免有害气体排放到空气中,装置、中盛放的药品依次是(2) 滴加浓硝酸之前先检验装置的气密性,再加入药品;打开弹簧夹后(3) 装置中发生反应的化学方程式是(4) 装置的作用是,发生反应的化学方程式是(5) 该小组得出的结论依据的试验现象是 。- 答案:28. (1) 3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2 段时间,关闭弹簧夹,将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3) CU+4HN03(浓)=503)2+202 220(4) 将 NO 转化为 NO; 3N0 +H 0=2HN0 +N02223(5) 装置中液面上方气体仍为无色,装置中液面上方气体由无色变为红棕色1.(2015北京理综28)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“ 2Fes + + 2I2Fe2 + + l2”反应中Fes+和Fe2+相互转化,实验如下:实验I3 mL 0.005 mol L1KI溶液3 mL 0.005 mol L1 g Fe2(SO4)3溶液(pH 约为 1)棕黄色溶液分成三等份实验II|数滴 0.01 molLiAgNO3溶液1 mL 1 mol LiFeSOq溶液产生黄色沉淀,溶液褪色溶液变浅in溶液变浅mLH2,比略ii待实验I溶液颜色不再改变时,再进行实验II,目的是使实验I的反应达至I(2) iii是ii的对比实验,目的是排除ii中造成的影响。根据氧化还原反应的规律,该同学推测i中Fe2+i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2 +向Fes+转化。向 Fe3 转化的原因:外加 Ag 使 c (I ) 降低,导致I-的还原性弱于Fe2 +,用右图装置(a、b均为石 墨电极)进行实验验证。 K闭合时,指针向右偏转,b作极。 当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 molL-iAgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是。按照的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了 ii中Fe2 +向Fe3+转化的原因。 转化的原因是。 与实验对比,不同的操作是。实验I中,还原性:I-Fe2 +;而实验II中,还原性:Fe2 +I-。将和、作对比,得出的结 论是。答案:28. (15分)(1)化学平衡状态溶液稀释对颜色变化加入Ag+发生反应:Ag+ + l-=AgM, c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动 正左管产生黄色沉淀,指针向左偏转Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-向右管中加入1 molL-iFeSO4溶液该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力, 并影响平衡移动方向
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