高考化学二轮复习专题六氧化还原反应与电化学课件

这是一份高考化学二轮复习专题六氧化还原反应与电化学课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，考点一氧化还原反应，专项模块素养培优，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等内容，欢迎下载使用。
第一编
2022
内容索引
考点一　氧化还原反应
考点二　原电池　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
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湖南永州重点中学联考)下列水环境修复过程中未发生氧化还原反应的是(　　)A.用Na2S处理含Hg2+的废水B.用NaClO处理氨氮废水C.用漂白粉处理含NaCN的提金废水D.用纳米零价铁处理含Cr2 、Cu2+等的酸性废水
答案 A　
解析 A项,用Na2S处理含Hg2+的废水,S2-与Hg2+发生反应生成HgS沉淀,即Hg2++S2-==HgS↓,该反应无化合价变化,属于非氧化还原反应;B项,用NaClO处理氨氮废水,ClO-将水中的氨氮氧化为N2,发生了氧化还原反应;C项,用漂白粉处理含NaCN的提金废水,漂白粉将CN-氧化,发生了氧化还原反应;D项,用纳米零价铁处理含Cr2 、Cu2+等的酸性废水,在纳米零价铁表面,Fe与Cu2+发生氧化还原反应生成Fe2+和Cu,Cr2 又与生成的Fe2+发生氧化还原反应。
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
A.反应Ⅰ中Cu2S只是还原剂B.反应Ⅰ中每生成1 mol S ,转移电子的物质的量为10 molC.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗还原剂的物质的量之比为2∶3
答案 D　
技法点拨氧化还原反应方程式的配平方法
考向3　氧化还原反应的规律及其应用真题示例3.(2019浙江卷,24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是(　　)A.KClO3作氧化剂,每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n消耗 mol KClO3B.生成聚合硫酸铁后,水溶液的pH增大C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水D.在相同条件下,Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强
答案 A　
解析 A项,Fe的化合价由+2价变为+3价,每生成1 mol聚合硫酸铁失去n mol电子,Cl的化合价由+5价变为-1价,1 mol 氯酸钾可以得到6 mol电子,因此每生成1 mol聚合硫酸铁消耗 mol 氯酸钾,所以错误,符合题意;B项,该反应为6nFeSO4+nKClO3+3nH2O==6[Fe(OH)SO4]n+nKCl,原溶液中Fe2+水解使溶液呈弱酸性,生成聚合硫酸铁后,水解产生的氢离子浓度减小,溶液的pH增大,所以正确,不符合题意;C项,聚合硫酸铁在水中可以发生水解反应生成氢氧化铁胶体,能吸附水中的杂质而达到净水的目的,所以正确,不符合题意;D项,Fe3+第一步水解的程度应大于第二步水解的程度,因此相同条件下,Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强,所以正确,不符合题意。
对点演练
3-1.(2021湖南郴州质量监测)将浓盐酸滴入KMnO4溶液中,产生黄绿色气体,溶液的紫红色褪去,向反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变为紫红色,Bi 反应后变为无色的Bi3+。下列说法错误的是(　　)A.滴加盐酸时,KMnO4是氧化剂,Cl2是氧化产物B.此实验条件下,还原性:Cl->Mn2+>Bi3+C.若有0.2 mol NaBiO3参加了反应,则整个过程转移电子为0.8NAD.已知Bi为第ⅤA族元素,上述实验说明Bi具有较强的非金属性
答案 D　
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　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
1-1.(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:
考向1　可充电电池真题示例
经典对练•得高分
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。
1-2.(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　
对点演练
1-1.(双选)(2021湖南郴州质量监测)2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家,他们创造了一个可充电的世界。Garnet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某Garnet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示,下列说法正确的是(　　)(电池总反应为LixC6+Li1-xLaZrTaO LiLaZrTaO+6C)
A.放电时,b极为负极B.充电时,固态电解质中Li+移向a极C.放电时,a极反应为LiLaZrTaO-xe-==xLi++Li1-xLaZrTaOD.充电时,若转移0.01 mol电子,b极质量减少0.07 g
答案 BD　
解析 电池放电时,阳离子向正极移动,根据放电时Li+的移动方向可知,b极为正极,则a极为负极,A错误;充电时,a极为阴极,b极为阳极,Li+移向阴极,B正确;放电时a极为负极,a电极上发生反应LixC6-xe-==xLi++6C,C错误;充电时,b为阳极,b极反应为LiLaZrTaO-xe-==xLi++Li1-xLaZrTaO,若转移0.01 mol电子,则有0.01 mol Li+从b电极中脱去,电极减重0.01 mol×7 g·mol-1=0.07 g,D正确。
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