2022 高考化学二轮专题复习 专题六　氧化还原反应与电化学课件PPT

这是一份2022 高考化学二轮专题复习 专题六　氧化还原反应与电化学课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，五年高考命题研究，要点归纳•再提升，两条概念线索，高价-低价，经典对练•得高分，答案B，答案A，对点演练，答案C等内容，欢迎下载使用。
高考总复习
第一编
2022
内容索引
考点一　氧化还原反应的概念及应用
考点二　原电池原理　新型化学电源
考点三　电解原理及其应用
专项模块　素养培优
五年高考 命题研究
考点一　氧化还原反应的概念 及应用
要点归纳•再提升
1.两条概念线索
特别提醒氧化还原反应的几个误区(1)误认为有单质参与或生成的反应一定是氧化还原反应。如O2与O3的转化为非氧化还原反应。(2)误认为元素由化合态变为游离态一定被还原,其实不一定。如HCl→Cl2,氯元素被氧化,CuO→Cu,铜元素被还原。(3)误认为氧化还原反应中有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原,其实不一定。如Cl2+H2O HCl+HClO中,被氧化和被还原的都是氯元素。
(4)误认为具有氧化性的物质和具有还原性的物质一定都能发生化学反应,其实不一定。如SO2具有还原性,浓硫酸具有氧化性,但二者不发生氧化还原反应。(5)误认为同种元素的高价态的物质一定比低价态物质的氧化性强,其实不一定。如HClO的氧化性高于HClO4。
2.氧化还原反应中的“四大规律”
3.新情境下氧化还原反应方程式的书写与配平根据题目所给信息提炼反应物、生成物,进而分析反应中电子的得失情况,其流程为:
4.应用电子守恒解题的三步骤
高价-低价
5.三步解答氧化还原反应的题目
经典对练•得高分
考向1　氧化还原反应的概念及相互关系真题示例1-1.(2020浙江卷,10)反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是(　　)A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.4∶1
答案 B　
解析 ,还原产物是MnCl2,氧化产物是Cl2,二者的物质的量之比为1∶1,B项正确。
1-2.(2020北京卷,3)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是(　　)A.Na B.Cl2C.NO2 D.Na2O
答案 A　
解析 Na与H2O发生反应,2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,H2O中H元素化合价由+1价降为0价,得电子被还原,在反应中表现出氧化性,故A符合题意;Cl2与H2O发生反应Cl2+H2O HCl+HClO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B不符合题意;NO2与水发生反应3NO2+H2O==2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故C不符合题意;Na2O与H2O发生反应Na2O+H2O==2NaOH,该反应没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故D不符合题意。
对点演练1.(2021黑龙江鹤岗模拟)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式为KMnO4+FeSO4+H2SO4→K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　)A.Fe2+的还原性强于Mn2+B.Mn 是氧化剂,Fe3+是还原产物C.氧化剂和还原剂物质的量之比为5∶1D.生成1 mol水时,转移2.5 mol电子
答案 A　
解析 Fe2+化合价升高,是还原剂,Mn2+是还原产物,还原性:还原剂>还原产物,即Fe2+>Mn2+,故A项正确;Mn 中Mn元素化合价降低,是氧化剂,Fe3+是氧化产物,故B项错误;锰元素由+7价降至+2价,铁元素由+2价升至+3价,根据得失电子守恒可得,反应的化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,由此可知氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶5,故C项错误;根据化学方程式可知,生成8 mol水时转移10 mol电子,所以生成1 mol水时,转移1.25 mol电子,故D项错误。
考向2　氧化还原反应化学方程式、离子方程式的书写和配平真题示例2.(2019江苏卷,16节选)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 　 。 
(2)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为N 的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N ,其离子方程式为　。 ②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是 　　　　　　。 
答案 (1)2NH3+2O2 N2O+3H2O(2)①3HClO+2NO+H2O==3Cl-+2N +5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
解析 本题以氮氧化物的处理为载体,考查有关化学方程式或离子方程式的书写。
(2)①在酸性条件下,氧化剂HClO+2e-→Cl-,还原剂NO-3e-→N ,根据电子守恒和原子守恒,写出离子方程式:2NO+3HClO+H2O==2N +3Cl-+5H+。②溶液pH越小,c(HClO)越大,氧化NO的能力越强。
对点演练
B.反应过程中溶液的pH减小C.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4D.　中的粒子是OH-
答案 C　
解析 根据原子守恒和电荷守恒可推出离子方程式左边缺正电荷和H元素,所以　内应填H+,配平离子方程式为
2-2.(2021陕西延安模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原为Fe2+。配平制取高铁酸钠的化学方程式:　　　Fe(NO3)3+　　　NaOH+　　Cl2==　　　Na2FeO4+　　　NaCl+6NaNO3+8H2O。反应中,　　　　　元素被氧化,每生成8 mol H2O转移电子总数为　　　。 
答案 2　16　3　2　6　Fe　6NA
解析 依据方程式可知,反应前后Fe元素的化合价由+3价→+6价,被氧化,而Cl元素则由0价→-1价,被还原,氧化还原反应中得失电子应守恒,所以Fe(NO3)3前的计量数为2,Cl2前的计量数为3,再通过质量守恒定律,推断得出该反应的化学方程式为2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2==2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O;每生成8 mol H2O即消耗3 mol Cl2转移电子总数为6NA。
技法点拨氧化还原反应方程式的配平方法
考向3　考查氧化还原反应的规律及其应用真题示例
3.(2021广东卷,9)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(　　)A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上得电子C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能
答案 B　
解析 本题考查新型化学电源。电池的负极发生氧化反应,A项错误;CO2在正极上得电子发生还原反应,B项正确;放电时阳离子移向正极,C项错误;原电池是把化学能转化为电能,D项错误。
对点演练3-1.(2021辽宁锦州模拟)已知H2SO3+I2+H2O==H2SO4+2HI,将0.1 mol Cl2通入100 mL含等物质的量的HI与H2SO3的混合溶液中,有一半的HI被氧化,则下列说法正确的是(　　)A.物质的还原性:HI>H2SO3>HClB.H2SO3的物质的量浓度为0.6 mol·L-1C.若再通入0.05 mol Cl2,则恰好能将HI和H2SO3完全氧化D.通入0.1 mol Cl2发生反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2I-+4H2O==4S +I2+10Cl-+16H+
答案 D　
解析 由已知反应可知,还原性:H2SO3>HI,故向混合溶液中通入Cl2后先发生反应:Cl2+H2SO3+H2O==2HCl+H2SO4,H2SO3反应完全后发生反应:Cl2+2HI==I2+2HCl,则还原性:HI>HCl,故还原性:H2SO3>HI>HCl,A项错误;设HI和H2SO3的物质的量浓度均为x mol·L-1,根据二者分别与Cl2反应的化学方程式并结合有一半的HI被氧化可知Cl2完全反应,则0.1x+ =0.1,解得x=0.8,B项错误;混合溶液中还剩余0.04 mol HI未被氧化,故只需再通入0.02 mol Cl2,即可恰好将HI和H2SO3完全氧化,C项错误;通入0.1 mol Cl2后,0.08 mol H2SO3和0.04 mol HI完全反应,即参与反应的n(Cl2)∶n(H2SO3)∶n(HI)=5∶4∶2,反应的离子方程式为5Cl2+4H2SO3+2I-+4H2O==4S +I2+10Cl-+16H+,D项正确。
3-2.(2021山东聊城模拟)工业上从含硒的废液中提取硒的方法之一是用硫酸和硝酸处理废料,获得亚硒酸和少量硒酸,再与盐酸共热,硒酸转化为亚硒酸(2HCl+H2SeO4==H2SeO3+Cl2↑+H2O),在亚硒酸溶液中通入SO2,有单质硒析出。下列说法错误的是(　　)A.氧化性:H2SeO4>Cl2>H2SO3B.酸性:H2SO4>H2SeO4C.析出1 mol硒需要消耗标准状况下22.4 L SO2D.亚硒酸理论上既有氧化性,又有还原性,但还原性不及亚硫酸
答案 C　
解析 在反应2HCl+H2SeO4==H2SeO3+Cl2↑+H2O中,氧化剂是H2SeO4,氧化产物是Cl2,所以氧化性:H2SeO4>Cl2;在Cl2+H2SO3+H2O==2HCl+H2SO4中,氯气是氧化剂,H2SO3是还原剂,则氧化性:Cl2>H2SO3,A正确;同一主族的元素,元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性就越强,元素的非金属性:S>Se,所以酸性:H2SO4>H2SeO4,B正确;根据氧化还原反应中电子转移数目相等可知,析出1 mol硒转移4 mol电子,则需要消耗标准状况下44.8 L SO2,C错误;在亚硒酸中Se元素的化合价为+4价,介于该元素的最高化合价和最低化合价之间,理论上既有氧化性,又有还原性,根据化学反应:2HCl+H2SeO4==H2SeO3+Cl2↑+H2O、Cl2+H2SO3+H2O==2HCl+H2SO4,则还原性:亚硫酸>亚硒酸,D正确。
技法点拨根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
易错防范•不失分
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)若不同的氧化剂与同一还原剂发生反应时,所需温度高低不同,则温度低的氧化性弱。(　　)(2)含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性。(　　)(3)有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应。(　　)
答案 (1)×　(2)×　(3)×
考点二　原电池原理　 新型化学电源
要点归纳•再提升
1.构建原电池思维模型
2.把握可充电电池题目的解答思路
微点拨可充电电池原理示意图
3.燃料电池题目的解答(1)解答燃料电池题目的思维模型
(2)燃料电池电极反应式的书写步骤①“6”步突破燃料电池负极反应式的书写
②熟记常见氧气在正极反应电极反应式
负极电极反应式=总反应的方程式-正极电极反应式。
4.新型化学电源中电极反应式的书写方法(1)书写步骤
(2)不同介质在电极反应式中的“去留”
5.离子交换膜的功能、类型与作用
经典对练•得高分
考向1　可充电电池真题示例1-1.(2020全国Ⅰ卷,12)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料。放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是(　　)
思路点拨
答案 D　
1-2.(2021湖南卷,10)锌—溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌—溴液流电池工作原理如图所示:
下列说法错误的是(　　)A.放电时,N极为正极B.放电时,左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C.充电时,M极的电极反应式为Zn2++2e-==ZnD.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
答案 B　
解析 本题考查新型化学电源工作原理。该电池放电反应总方程式:Zn+Br2==ZnBr2,放电时,Zn在负极反应,Br2在正极反应,A项正确,根据原电池中离子的移动规律可知,左侧贮液器中ZnBr2的浓度不会减小,B项错误;充电时,锌极为阴极发生还原反应:Zn2++2e-==Zn,C项正确;放电时,Br2得电子产生Br-,通过隔膜迁移向负极区,形成ZnBr2回流至左侧贮液器,Zn失电子产生Zn2+,通过隔膜迁移至正极区,形成ZnBr2回流至右侧贮液器,充电时,Zn2+得电子生成Zn在M极放电,部分Zn2+在隔膜上生成沉积锌,而Br-在贮液器处转化为Br2复合物贮存,该过程中Zn2+、Br-都可以通过隔膜,D项正确。
对点演练1-1.(2021江苏常州模拟)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列分析错误的是(　　)
A.放电时,a电极的电极反应式为I2Br-+2e-==2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极
答案 D　
解析 根据题意分析可知,放电时,a电极为正极,碘得电子变成碘离子,正极的电极反应式为I2Br-+2e-==2I-+Br-,故A正确;放电时,正极的电极反应式为I2Br-+2e-==2I-+Br-,溶液中离子数目增大,故B正确;充电时,b电极的电极反应式为Zn2++2e-==Zn,每增加0.65 g,转移0.02 mol电子,阳极的电极反应式为Br-+2I--2e-==I2Br-,有0.02 mol I-失电子被氧化,故C正确;充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,故D错误。
1-2.(2021河南开封模拟)某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图)。下列说法错误的是(　　)
A.放电时,负极的电极反应式为Li-e-==Li+B.放电时,电子通过电解质从Li流向Fe2O3C.充电时,Fe作阳极,电池逐渐摆脱磁铁吸引D.充电时,阳极的电极反应式为2Fe+3Li2O-6e-==Fe2O3+6Li+
答案 B　
解析 该电池在充、放电时的总反应为6Li+Fe2O3 3Li2O+2Fe;放电时,Li为负极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式是Li-e-==Li+,选项A正确;放电时,电子通过外电路从负极Li流向正极Fe2O3,不能经过电解质,选项B错误;充电时,Fe作阳极,失去电子,发生氧化反应,被氧化为Fe2O3,Fe2O3不能被磁铁吸引,故电池逐渐摆脱磁铁吸引,选项C正确;充电时,阳极失去电子,发生氧化反应,该电极反应式为2Fe-6e-+3Li2O==Fe2O3+6Li+,选项D正确。
技法点拨充电电池的电极反应式的书写先判断电池放电时的正、负极,根据电池充电时阳极接电源正极,阴极接电源负极的原理,将电池放电时负极反应反着写,则为充电时阴极的反应式,而正极反应式反着写为充电时的阳极反应式。
考向2　燃料电池真题示例
A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应B.正极区溶液的pH降低,负极区溶液的pH升高
D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
思路点拨第一步,根据图示判断电化学装置的类型。该装置为原电池装置。第二步,根据微粒变化,判断电池的正负极。由题给VB2电极反应可知,该电极上发生失电子的氧化反应,故该电极为负极,复合碳电极为正极。
答案 B　
点睛本题考查的关键能力侧重两个方面:一是理解与辨析能力,能够从题给电化学装置中提取有效信息,根据物质变化过程判断正负极、离子浓度变化、电子移动方向等;二是分析与推测能力,能够根据原电池的工作原理,利用题干提供的信息分析正负极反应及微粒的变化、判断电池总反应的正误等。
2-2.(2019江苏卷,11)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是(　　)A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH