还剩17页未读，
继续阅读
所属成套资源：2021高考化学专题讲解
成套系列资料，整套一键下载
2021高考化学专题讲解 专题四 氧化还原反应（试题部分）
展开
这是一份2021高考化学专题讲解 专题四 氧化还原反应（试题部分），共20页。
【真题探秘】
【基础集训】
考点一 氧化还原反应的概念及规律
1.金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得,化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO↑。下列有关说法正确的是( )
A.该反应中的氧化剂是SiO2,还原剂为C
B.该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C.该反应中每生成1 ml SiC转移12 ml电子
D.该反应中的还原产物是SiC,氧化产物是CO,它们的物质的量之比为1∶2
答案 D
2.下列物质的用途是基于其氧化性的是( )
A.氨用作制冷剂
B.次氯酸钙用于生活用水的消毒
C.氧化铝透明陶瓷用于防弹汽车的车窗
D.生石灰用于废气的脱硫
答案 B
考点二 氧化还原反应方程式的配平及应用
3.汽车发动机稀燃控制系统的主要工作原理是发动机在稀燃和富燃条件下交替进行,尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下:
下列说法中不正确的是( )
A.稀燃过程中,NO发生的主要反应为2NO+O22NO2
B.稀燃过程中,NO2被吸收的反应为BaO+2NO2 Ba(NO3)2
C.富燃过程中,NO2被CO还原的反应为2NO2+4CO N2+4CO2
D.富燃过程中,CxHy被O2氧化的反应为CxHy+(x+y4)O2 xCO2+y2H2O
答案 B
4.如果用0.3 ml/L的亚硫酸钠溶液16 mL,恰好将3.2×10-3 ml的强氧化剂[RO(OH)2]2+还原到较低价态,则反应后R的最终价态为( )
A.0 B.+1 C.+2 D.+3
答案 D
5.FeCl3溶液吸收H2S的原理为2Fe3++H2S2Fe2++2H++S↓。下列说法正确的是( )
A.H2S作氧化剂 B.还原性:H2S>Fe2+
C.Fe3+发生氧化反应 D.每消耗1 ml H2S时转移4NA个电子
答案 B
【综合集训】
1.(2019四川顶级名校入学考试,9)某温度下,将1.1 ml I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO-与IO3-的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是 ( )
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.I2的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO3的还原性
C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 ml
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
答案 B
2.(2019北京朝阳二模,12)探究Na2O2与水的反应,实验如下:
(已知:H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-)
下列分析不正确的是( )
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2
答案 D
3.(2018河北“名校联盟”教学质量监测一,13)根据表中信息判断,下列选项正确的是( )
A.第①组反应的其余产物只有O2 B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1 ml Cl2,转移电子10 ml D.氧化性由强到弱顺序为MnO4->Cl2>Fe3+>Br2
答案 B
【应用集训】
1.(2018北京东城一模,12)利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
下列说法不正确的是( )
A.上述正极反应均为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.在不同溶液中,Cl-是影响吸氧腐蚀速率的主要因素
C.向实验④中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快
D.在300 min内,铁钉在酸性溶液中的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液中的平均吸氧腐蚀速率
答案 B
2.(2018北京朝阳一模,28)某小组以反应4H++4I-+O2 2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应的因素。
(1)实验Ⅳ的作用是 。用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。溶液变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了 。
(3)查阅资料:I2易溶于KI溶液。下列实验证实了该结论并能解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。
现象X是 。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出I2的原因,提出三种假设:
假设1:溶液中c(H+)较小。小组同学认为此假设不成立,依据是 。
假设2:O2只氧化了SO2,化学方程式是 。
假设3:I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
ⅰ.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ⅱ.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。向褪色溶液中加入酸化的AgNO3溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
ⅲ.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
结合化学反应,解释上表中的现象: 。
(6)综合实验证据说明影响I-被氧化的因素及对应关系: 。
答案 (1)对照组,证明只有O2时很难氧化I-
(2)I2
(3)上层黄色,下层无色
(4)SO2的溶解度比CO2大,H2SO3的酸性强于H2CO3,故溶液酸性更强 2SO2+O2+2H2O 2H2SO4
(5)阳极发生反应:2I--2e- I2,生成的I2与溶液中的SO2发生反应:SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI,以上过程循环进行,使溶液中SO2减少,SO42-增多,黄色褪去
(6)通过实验Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,说明c(H+)越大,I-越易被氧化;在酸性条件下,KI比AgI易氧化,说明c(I-)越大,越易被氧化;电解Ⅱ中亮黄色溶液时检出I2,未电解时未检出I2,说明I-被氧化受反应条件影响
【创新集训】
1.(2018北京朝阳一模,12)某同学进行如下实验(溶液的浓度均为1 ml/L)。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A.①中:2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑
B.根据上述实验判断,NaNO3的氧化性强于水
C.②中:Al+3NO3-+6H+ Al3++3NO2↑+3H2O
D.③中使湿润pH试纸变蓝的气体是NH3
答案 C
2.(2019北京朝阳一模,28)某小组探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应。
实验Ⅰ:向某浓度的KIO3酸性溶液(过量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段时间(t秒)后,溶液突然变蓝。
资料:IO3-在酸性溶液中可氧化I-,反应为IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O。
(1)溶液变蓝,说明Na2SO3具有 性。
(2)针对t秒前溶液未变蓝,小组做出如下假设:
ⅰ.t秒前未生成I2,是由于反应的活化能 (填“大”或“小”),反应速率慢。
ⅱ.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3, (用离子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述实验证实了假设ⅱ合理。
实验Ⅱ:向实验Ⅰ的蓝色溶液中加入 ,蓝色迅速消失,后再次变蓝。
(4)进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程,装置如下。
实验Ⅲ:K闭合后,灵敏电流计的指针偏转情况记录如下表:
①K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液,现象是 。
②0~t1时,从a极区取溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝;直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。判断IO3-在a极放电的产物是 。
③结合反应解释t2~t3时指针回到“0”处的原因: 。
(5)综合实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列说法正确的是 。
A.对比实验Ⅰ、Ⅱ,t秒后溶液变蓝,Ⅰ中SO32-被完全氧化
B.对比实验Ⅰ、Ⅲ,t秒前IO3-未发生反应
C.实验Ⅲ中指针返回X处的原因,可能是I2氧化SO32-
答案 (1)还原
(2)ⅰ.大 ⅱ.SO32-+I2+H2O 2I-+SO42-+2H+
(3)少量Na2SO3
(4)①生成白色沉淀
②I-
③此时,a极区发生反应IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O,IO3-不再与SO32-发生反应,外电路无电流通过
(5)AC
【五年高考】
考点一 氧化还原反应的概念及规律
1.(2018北京理综,9,6分)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
答案 C
2.(2018浙江11月选考,6,2分)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2
B.Br2+2NaI 2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH 5NaBr+NaBrO3+3H2O
D.HBr+NaOH NaBr+H2O
答案 A
3.(2016上海单科,2,2分)下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是( )
A.海带提碘B.氯碱工业 C.氨碱法制碱D.海水提溴
答案 C
4.(2017天津理综,3,6分)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
答案 A
考点二 氧化还原反应方程式的配平及应用
5.(2016天津理综,9,18分)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L-1。我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L-1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理:
碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH- 2MnO(OH)2↓
酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+I-+H+ Mn2++I2+H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:③2S2O32-+I2 S4O62-+2I-
Ⅱ.测定步骤:
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b.向烧瓶中加入200 mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液,至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 ml·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。
f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
(1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为 。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是 。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是 。
(4)配平反应②的方程式,其化学计量数依次为 。
(5)步骤f为 。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为 。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水样的DO= mg·L-1(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标: (填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个) 。
答案 (共18分)(1)将溶剂水煮沸后冷却
(2)②
(3)使溶液混合均匀,快速完成反应
(4)1,2,4,1,1,3
(5)重复步骤e的操作2~3次
(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是
(7)2H++S2O32- S↓+SO2↑+H2O
SO2+I2+2H2O 4H++SO42-+2I-
4H++4I-+O2 2I2+2H2O(任写其中2个)
6.(2019江苏单科,18,12分)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。 H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH 。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10-2 ml·L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O72-与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
答案 (1)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O 减小
(2)①偏大
②n(Cr2O72-)=5.000×10-2 ml·L-1×22.00 mL×10-3 L·mL-1=1.100×10-3 ml
由滴定时Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式:Cr2O72-~6Fe2+
(或Cr2O72-+14H++6Fe2+ 6Fe3++2Cr3++7H2O)
则n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10-3 ml=6.600×10-3 ml
样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.600×10-3 ml×56 g·ml-1=0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数:
ω(Fe)=0.369 6 g3.000 g×100%=12.32%
7.(2017课标Ⅱ,28,15分)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O32-+I22I-+S4O62-)。
回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是 。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
(3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和 ;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L-1。
(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏 。(填“高”或“低”)
答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差
(2)O2+2Mn(OH)2 2MnO(OH)2
(3)量筒 氧气
(4)蓝色刚好褪去 80ab
(5)低
8.(2015课标Ⅱ,28,15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为 。
②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0 ml·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32- 2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。
④测得混合气中ClO2的质量为 g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)。
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁
答案 (15分)(1)2∶1(1分)
(2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3(2分)
②Cl-、OH-(2分) ③c(1分)
(3)①2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-(2分)
②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分)
③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(每空1分,共2分)
④0.027 00(2分)
(4)d(1分)
教师专用题组
考点一 氧化还原反应的概念及规律
1.(2016上海单科,13,3分)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2 SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 ml电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
答案 D
2.(2015四川理综,1,6分)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( )
A.明矾作净水剂B.甘油作护肤保湿剂
C.漂粉精作消毒剂D.铁粉作食品袋内的脱氧剂
答案 D
3.(2015北京理综,28,15分)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“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:
(1)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的反应达到 。
(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 造成的影响。
(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因:
。
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe2+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+。用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。
①K闭合时,指针向右偏转。b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 ml·L-1 AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 。
(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因。
①转化原因是 。
②与(4)实验对比,不同的操作是 。
(6)实验Ⅰ中,还原性:I->Fe2+;而实验Ⅱ中,还原性:Fe2+>I-。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 。
答案 (1)化学平衡状态
(2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag+发生反应:Ag++I- AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
(5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-
②向右管中加入1 ml·L-1 FeSO4溶液
(6)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
考点二 氧化还原反应方程式的配平及应用
4.(2014课标Ⅰ,27,15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为 。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 、 (填化学式)。
③NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显 (填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式 。
②分析产品室可得到H3PO2的原因 。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质,该杂质产生的原因是 。
答案 (1)H3PO2 H2PO2-+H+
(2)①+1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
(4)①2H2O-4e- O2↑+4H+
②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2
③PO43- H2PO2-或H3PO2被氧化
【三年模拟】
时间:45分钟 分值:100分
一、选择题(每题6分,共42分,每小题只有一个选项正确)
1.(2019河北衡水期末,9)已知:①2Fe3++2I-I2+2Fe2+;②2Fe3++Fe3Fe2+;③2Fe(OH)2+I2+2OH-2Fe(OH)3+2I-。根据以上反应判断,下列说法正确的是( )
A.I-的还原性强于Fe
B.I2的氧化性强于Fe3+
C.③易发生的主要原因是Fe(OH)3比Fe(OH)2更难溶
D.溶液酸碱性对Fe3+和Fe2+的氧化性或还原性没有影响
答案 C
2.(2019湖北名校二模,9)以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
A.NaClO3在发生器中作氧化剂
B.吸收塔中1 ml H2O2得到2 ml电子
C.吸收塔中温度不宜过高,否则会导致H2O2分解
D.从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
答案 B
3.(2019辽宁六校协作体期初联考,5)NaNO2是一种食品添加剂,它与酸性KMnO4溶液可发生反应:MnO4-+NO2-+XMn2++NO3-+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A.生成1 ml NaNO3需消耗0.4 ml KMnO4
B.反应过程中溶液的pH减小
C.该反应中NO2-被还原
D.X可以是盐酸
答案 A
4.(2019河南信阳期末,8)在酸性介质中,往MnSO4溶液里滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生如下反应:Mn2++S2O82-+H2OMnO4-+SO42-+H+(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.可以利用该反应检验Mn2+
B.氧化性:S2O82->MnO4-
C.该反应中酸性介质可以为盐酸
D.若有0.1 ml氧化产物生成,则转移电子0.5 ml
答案 C
5.(2019湖南株洲一模,11)含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+Cl2CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C.该反应中,若有1 ml CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移
D.若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区发生反应
答案 B
6.(2018天津静海一中等六校期中,11)铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族,其+3价较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色,取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液,对应的现象如下表所示:
下列关于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3
B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
D.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2
答案 D
7.(2018福建长汀一中等六校期中,9)化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。已知:
氧化还原反应:PbO2+4HCl PbCl2+Cl2↑+2H2O;2FeCl3+H2S 2FeCl2+S↓+2HCl
复分解反应:KCN+CO2+H2O HCN+KHCO3
热分解反应:4NaClO 3NaCl+NaClO4
下列说法不正确的是( )
A.氧化性:PbO2>Cl2 B.还原性:H2S>FeCl2
C.酸性(水溶液):H2CO3>HCN D.热稳定性:NaClO>NaClO4
答案 D
二、选择题(每题6分,共18分,每小题有一个或两个选项正确)
8.(2020届山东历城二中质检,14)在几个烧杯中分别加入200 mL pH不同的含铬废水(Cr2O72-的浓度相同),再加入质量相同的FeSO4·7H2O,测得废水中六价铬(Cr2O72-)的含量随pH的变化曲线如图所示,反应原理为Fe2++Cr2O72-+H+ Fe3++Cr3++H2O(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.上述反应配平H+的化学计量数为14
B.当pH在3~5之间时,Cr2O72-的去除率最小
C.氧化性:Cr2O72->Fe3+
D.每处理1 ml Cr2O72-,至少需要FeSO4·7H2O的质量为912 g
答案 BD
9.(2020届5·3原创,15)钨酸主要用于制金属钨、钨丝、硬质合金,也可用作印染助剂。一种以精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4)为原料生产钨酸的工艺流程如下:
已知:常温下钨酸难溶于水;在整个变化过程中钨元素化合价未发生变化。
下列说法错误的是( )
A.FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
B.MnWO4参与反应的化学方程式为2MnWO4+2Na2CO3+O2 2Na2WO4+2MnO2+2CO2
C.滤渣中除含有MnO2外还含有FeO
D.反应过程中盐酸可用硫酸代替
答案 AC
10.(2020届山东德州期中,15)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O。下列说法正确的是( )
A.离子方程式中,x=4
B.此反应中,氧化剂为O2,将Fe元素全部氧化
C.每生成1 ml Fe3O4,该反应共转移4 ml电子
D.反应中S元素的价态未发生变化
答案 AC
三、非选择题(共40分)
11.(2019河北承德期末,16)(13分)黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
图1
①图1转化过程的总反应中,FeS2作 (填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”,下同)。该转化过程中NO的作用是 。
②写出图1中Fe3+与FeS2反应的离子方程式: 。
(2)FeS2氧化为Fe3+的过程中,控制起始时Fe2+的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变,改变其他条件时,Fe2+被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
图2
①加入NaNO2发生反应:2H++3NO2-NO3-+2NO↑+H2O。该反应中若有6 ml NaNO2完全反应,转移电子的物质的量为 ml。
②加入NaNO2、KI发生反应:4H++2NO2-+2I-2NO↑+I2+2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2+转化率的原因: 。
答案 (1)①还原剂 催化剂
②14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2SO42-+16H+
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多,加快了反应速率
12.(2019广东广州天河二模,26)(15分)高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。某实验小组采用如图装置制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质、用途。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,难溶于有机溶剂;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中紫色快速褪去并产生O2,在碱性溶液中较稳定。
Ⅰ.制备K2FeO4(夹持、加热等装置略)
(1)B中所用试剂为 。
(2)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~8 ℃,可使用的控温方法为 ,充分反应后得到紫色固体,反应方程式为 。反应中KOH必须过量的原因是 。
(3)C中混合物经过滤、洗涤、干燥,得纯净高铁酸钾晶体,洗涤时洗涤剂可选用 。
a.冰水 b.KOH溶液 c.异丙醇
Ⅱ.探究K2FeO4的性质
(4)K2FeO4可以将废水中的CN-氧化为CNO-,实验表明,pH=9时CN-去除效果最佳。配平反应离子方程式:
FeO42-+ CN-+ H2O Fe(OH)3↓+ CNO-+ OH-
现处理含CN-浓度为13 mg/L的废水1 m3,至少需要K2FeO4 g。
(5)资料表明,酸性溶液中氧化性FeO42->MnO4-。验证实验:将少量K2FeO4溶解在过量KOH溶液中,溶液呈浅紫色,取该溶液滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,振荡,溶液颜色仍然呈浅紫色。请设计实验证明最后所得浅紫色溶液中含有MnO4-: 。
答案 (1)饱和食盐水(1分)
(2)冷水浴(1分) 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O(2分)
保持溶液呈碱性,防止K2FeO4变质(2分)
(3)c(2分)
(4)2 3 5 2 3 4(共3分) 66(2分)
(5)向最后的浅紫色溶液中滴加过量稀硫酸,振荡,溶液浅紫色未褪去(2分)
13.(2018湖南株洲质检,15)(12分)“钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的,但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2+。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式: 。
(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式: 。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式: 。
(4)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO43-),溶于强酸生成含钒氧离子(VO2+)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式: 、 。
(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中,450 ℃时发生V2O5与VO2之间的转化:V2O5+SO2 2VO2+SO3、4VO2+O2 2V2O5,说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是 。
答案 (每空2分)(1)V+6H++5NO3- VO2++5NO2 ↑+3H2O
(2)2NH4VO3V2O5+2NH3 ↑+H2O
(3)V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2 ↑+3H2O
(4)Na3VO4 (VO2)2SO4
(5)催化剂或催化作用课
标
解
读
内容
氧化还原反应的概念及规律
氧化还原反应方程式的配平及应用
解读
1.根据化学反应的特点理解不同类型的化学反应
2.在分析元素化合价变化的基础上,理解氧化还原反应的本质
根据氧化还原反应的规律研究物质的化学性质以及常见氧化剂和还原剂之间的反应
考情分析
高考对氧化还原反应基本概念的考查主要涉及相关概念的判断,同时考查考生对氧化还原反应基本规律的掌握情况。有的题目较为简单,有的题目比较复杂,有较高的区分度。氧化还原反应方程式的书写则重在综合运用,对考生的要求较高,出现频率也很高,属于难度较大的题目
备考策略
氧化还原反应主要在具体问题情境里进行考查,是证据推理与模型认知素养的基本载体,建议将知识情景化、问题化,在实际问题解决过程中掌握氧化还原反应规律
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4…
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnO4-…
Cl2、Mn2+…
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气浓度随时间的变化
①
1.0 ml/L NH4Cl
5
②
0.5 ml/L(NH4)2SO4
5
③
1.0 ml/L NaCl
7
④
0.5 ml/L Na2SO4
7
实验
气体a
编号及现象
HCl
Ⅰ.溶液迅速呈黄色
SO2
Ⅱ.溶液较快呈亮黄色
CO2
Ⅲ.长时间后,溶液呈很浅的黄色
空气
Ⅳ.长时间后,溶液无明显变化
电解时间/min
溶液
阳极
阴极
t1
黄色变浅、有少量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
t2(t2>t1)
溶液无色、有大量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
实验
①
②
③
现象
产生无色气泡
产生无色气泡,液面上方呈浅红棕色
产生无色气泡(能使湿润pH试纸变蓝)
表盘
时间/min
0~t1
t2~t3
t4
偏转
位置
右偏
至Y
指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次
指针
归零
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀,随后变为红褐色
溶液变红,随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体,随后变为红棕色
加入溶液
①适量铋酸钠溶液
②过量的双氧水
③适量KI-淀粉溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,产生气泡
溶液变成蓝色
【真题探秘】
【基础集训】
考点一 氧化还原反应的概念及规律
1.金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得,化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO↑。下列有关说法正确的是( )
A.该反应中的氧化剂是SiO2,还原剂为C
B.该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
C.该反应中每生成1 ml SiC转移12 ml电子
D.该反应中的还原产物是SiC,氧化产物是CO,它们的物质的量之比为1∶2
答案 D
2.下列物质的用途是基于其氧化性的是( )
A.氨用作制冷剂
B.次氯酸钙用于生活用水的消毒
C.氧化铝透明陶瓷用于防弹汽车的车窗
D.生石灰用于废气的脱硫
答案 B
考点二 氧化还原反应方程式的配平及应用
3.汽车发动机稀燃控制系统的主要工作原理是发动机在稀燃和富燃条件下交替进行,尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下:
下列说法中不正确的是( )
A.稀燃过程中,NO发生的主要反应为2NO+O22NO2
B.稀燃过程中,NO2被吸收的反应为BaO+2NO2 Ba(NO3)2
C.富燃过程中,NO2被CO还原的反应为2NO2+4CO N2+4CO2
D.富燃过程中,CxHy被O2氧化的反应为CxHy+(x+y4)O2 xCO2+y2H2O
答案 B
4.如果用0.3 ml/L的亚硫酸钠溶液16 mL,恰好将3.2×10-3 ml的强氧化剂[RO(OH)2]2+还原到较低价态,则反应后R的最终价态为( )
A.0 B.+1 C.+2 D.+3
答案 D
5.FeCl3溶液吸收H2S的原理为2Fe3++H2S2Fe2++2H++S↓。下列说法正确的是( )
A.H2S作氧化剂 B.还原性:H2S>Fe2+
C.Fe3+发生氧化反应 D.每消耗1 ml H2S时转移4NA个电子
答案 B
【综合集训】
1.(2019四川顶级名校入学考试,9)某温度下,将1.1 ml I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO-与IO3-的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是 ( )
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.I2的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO3的还原性
C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 ml
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
答案 B
2.(2019北京朝阳二模,12)探究Na2O2与水的反应,实验如下:
(已知:H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-)
下列分析不正确的是( )
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2
答案 D
3.(2018河北“名校联盟”教学质量监测一,13)根据表中信息判断,下列选项正确的是( )
A.第①组反应的其余产物只有O2 B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1 ml Cl2,转移电子10 ml D.氧化性由强到弱顺序为MnO4->Cl2>Fe3+>Br2
答案 B
【应用集训】
1.(2018北京东城一模,12)利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
下列说法不正确的是( )
A.上述正极反应均为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.在不同溶液中,Cl-是影响吸氧腐蚀速率的主要因素
C.向实验④中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快
D.在300 min内,铁钉在酸性溶液中的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液中的平均吸氧腐蚀速率
答案 B
2.(2018北京朝阳一模,28)某小组以反应4H++4I-+O2 2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应的因素。
(1)实验Ⅳ的作用是 。用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。溶液变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了 。
(3)查阅资料:I2易溶于KI溶液。下列实验证实了该结论并能解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。
现象X是 。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出I2的原因,提出三种假设:
假设1:溶液中c(H+)较小。小组同学认为此假设不成立,依据是 。
假设2:O2只氧化了SO2,化学方程式是 。
假设3:I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
ⅰ.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ⅱ.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。向褪色溶液中加入酸化的AgNO3溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
ⅲ.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
结合化学反应,解释上表中的现象: 。
(6)综合实验证据说明影响I-被氧化的因素及对应关系: 。
答案 (1)对照组,证明只有O2时很难氧化I-
(2)I2
(3)上层黄色,下层无色
(4)SO2的溶解度比CO2大,H2SO3的酸性强于H2CO3,故溶液酸性更强 2SO2+O2+2H2O 2H2SO4
(5)阳极发生反应:2I--2e- I2,生成的I2与溶液中的SO2发生反应:SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI,以上过程循环进行,使溶液中SO2减少,SO42-增多,黄色褪去
(6)通过实验Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,说明c(H+)越大,I-越易被氧化;在酸性条件下,KI比AgI易氧化,说明c(I-)越大,越易被氧化;电解Ⅱ中亮黄色溶液时检出I2,未电解时未检出I2,说明I-被氧化受反应条件影响
【创新集训】
1.(2018北京朝阳一模,12)某同学进行如下实验(溶液的浓度均为1 ml/L)。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A.①中:2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑
B.根据上述实验判断,NaNO3的氧化性强于水
C.②中:Al+3NO3-+6H+ Al3++3NO2↑+3H2O
D.③中使湿润pH试纸变蓝的气体是NH3
答案 C
2.(2019北京朝阳一模,28)某小组探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应。
实验Ⅰ:向某浓度的KIO3酸性溶液(过量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段时间(t秒)后,溶液突然变蓝。
资料:IO3-在酸性溶液中可氧化I-,反应为IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O。
(1)溶液变蓝,说明Na2SO3具有 性。
(2)针对t秒前溶液未变蓝,小组做出如下假设:
ⅰ.t秒前未生成I2,是由于反应的活化能 (填“大”或“小”),反应速率慢。
ⅱ.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3, (用离子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述实验证实了假设ⅱ合理。
实验Ⅱ:向实验Ⅰ的蓝色溶液中加入 ,蓝色迅速消失,后再次变蓝。
(4)进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程,装置如下。
实验Ⅲ:K闭合后,灵敏电流计的指针偏转情况记录如下表:
①K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液,现象是 。
②0~t1时,从a极区取溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝;直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。判断IO3-在a极放电的产物是 。
③结合反应解释t2~t3时指针回到“0”处的原因: 。
(5)综合实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列说法正确的是 。
A.对比实验Ⅰ、Ⅱ,t秒后溶液变蓝,Ⅰ中SO32-被完全氧化
B.对比实验Ⅰ、Ⅲ,t秒前IO3-未发生反应
C.实验Ⅲ中指针返回X处的原因,可能是I2氧化SO32-
答案 (1)还原
(2)ⅰ.大 ⅱ.SO32-+I2+H2O 2I-+SO42-+2H+
(3)少量Na2SO3
(4)①生成白色沉淀
②I-
③此时,a极区发生反应IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O,IO3-不再与SO32-发生反应,外电路无电流通过
(5)AC
【五年高考】
考点一 氧化还原反应的概念及规律
1.(2018北京理综,9,6分)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
答案 C
2.(2018浙江11月选考,6,2分)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A.2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2
B.Br2+2NaI 2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH 5NaBr+NaBrO3+3H2O
D.HBr+NaOH NaBr+H2O
答案 A
3.(2016上海单科,2,2分)下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是( )
A.海带提碘B.氯碱工业 C.氨碱法制碱D.海水提溴
答案 C
4.(2017天津理综,3,6分)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( )
A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
答案 A
考点二 氧化还原反应方程式的配平及应用
5.(2016天津理综,9,18分)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L-1。我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L-1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理:
碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH- 2MnO(OH)2↓
酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+I-+H+ Mn2++I2+H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:③2S2O32-+I2 S4O62-+2I-
Ⅱ.测定步骤:
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b.向烧瓶中加入200 mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液,至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 ml·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。
f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
(1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为 。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是 。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是 。
(4)配平反应②的方程式,其化学计量数依次为 。
(5)步骤f为 。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为 。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水样的DO= mg·L-1(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标: (填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个) 。
答案 (共18分)(1)将溶剂水煮沸后冷却
(2)②
(3)使溶液混合均匀,快速完成反应
(4)1,2,4,1,1,3
(5)重复步骤e的操作2~3次
(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是
(7)2H++S2O32- S↓+SO2↑+H2O
SO2+I2+2H2O 4H++SO42-+2I-
4H++4I-+O2 2I2+2H2O(任写其中2个)
6.(2019江苏单科,18,12分)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。 H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH 。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10-2 ml·L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O72-与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
答案 (1)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O 减小
(2)①偏大
②n(Cr2O72-)=5.000×10-2 ml·L-1×22.00 mL×10-3 L·mL-1=1.100×10-3 ml
由滴定时Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式:Cr2O72-~6Fe2+
(或Cr2O72-+14H++6Fe2+ 6Fe3++2Cr3++7H2O)
则n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10-3 ml=6.600×10-3 ml
样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.600×10-3 ml×56 g·ml-1=0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数:
ω(Fe)=0.369 6 g3.000 g×100%=12.32%
7.(2017课标Ⅱ,28,15分)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O32-+I22I-+S4O62-)。
回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是 。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
(3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和 ;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a ml·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L-1。
(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏 。(填“高”或“低”)
答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差
(2)O2+2Mn(OH)2 2MnO(OH)2
(3)量筒 氧气
(4)蓝色刚好褪去 80ab
(5)低
8.(2015课标Ⅱ,28,15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为 。
②溶液X中大量存在的阴离子有 。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。
a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水
(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.100 0 ml·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32- 2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。
②玻璃液封装置的作用是 。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。
④测得混合气中ClO2的质量为 g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)。
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁
答案 (15分)(1)2∶1(1分)
(2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3(2分)
②Cl-、OH-(2分) ③c(1分)
(3)①2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-(2分)
②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分)
③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(每空1分,共2分)
④0.027 00(2分)
(4)d(1分)
教师专用题组
考点一 氧化还原反应的概念及规律
1.(2016上海单科,13,3分)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2 SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 ml电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
答案 D
2.(2015四川理综,1,6分)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( )
A.明矾作净水剂B.甘油作护肤保湿剂
C.漂粉精作消毒剂D.铁粉作食品袋内的脱氧剂
答案 D
3.(2015北京理综,28,15分)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“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:
(1)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的反应达到 。
(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 造成的影响。
(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因:
。
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe2+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+。用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。
①K闭合时,指针向右偏转。b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 ml·L-1 AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 。
(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因。
①转化原因是 。
②与(4)实验对比,不同的操作是 。
(6)实验Ⅰ中,还原性:I->Fe2+;而实验Ⅱ中,还原性:Fe2+>I-。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 。
答案 (1)化学平衡状态
(2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag+发生反应:Ag++I- AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
(5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-
②向右管中加入1 ml·L-1 FeSO4溶液
(6)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
考点二 氧化还原反应方程式的配平及应用
4.(2014课标Ⅰ,27,15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为 。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 、 (填化学式)。
③NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显 (填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 。
(4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式 。
②分析产品室可得到H3PO2的原因 。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有 杂质,该杂质产生的原因是 。
答案 (1)H3PO2 H2PO2-+H+
(2)①+1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
(4)①2H2O-4e- O2↑+4H+
②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2
③PO43- H2PO2-或H3PO2被氧化
【三年模拟】
时间:45分钟 分值:100分
一、选择题(每题6分,共42分,每小题只有一个选项正确)
1.(2019河北衡水期末,9)已知:①2Fe3++2I-I2+2Fe2+;②2Fe3++Fe3Fe2+;③2Fe(OH)2+I2+2OH-2Fe(OH)3+2I-。根据以上反应判断,下列说法正确的是( )
A.I-的还原性强于Fe
B.I2的氧化性强于Fe3+
C.③易发生的主要原因是Fe(OH)3比Fe(OH)2更难溶
D.溶液酸碱性对Fe3+和Fe2+的氧化性或还原性没有影响
答案 C
2.(2019湖北名校二模,9)以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
A.NaClO3在发生器中作氧化剂
B.吸收塔中1 ml H2O2得到2 ml电子
C.吸收塔中温度不宜过高,否则会导致H2O2分解
D.从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
答案 B
3.(2019辽宁六校协作体期初联考,5)NaNO2是一种食品添加剂,它与酸性KMnO4溶液可发生反应:MnO4-+NO2-+XMn2++NO3-+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A.生成1 ml NaNO3需消耗0.4 ml KMnO4
B.反应过程中溶液的pH减小
C.该反应中NO2-被还原
D.X可以是盐酸
答案 A
4.(2019河南信阳期末,8)在酸性介质中,往MnSO4溶液里滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生如下反应:Mn2++S2O82-+H2OMnO4-+SO42-+H+(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.可以利用该反应检验Mn2+
B.氧化性:S2O82->MnO4-
C.该反应中酸性介质可以为盐酸
D.若有0.1 ml氧化产物生成,则转移电子0.5 ml
答案 C
5.(2019湖南株洲一模,11)含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+Cl2CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C.该反应中,若有1 ml CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移
D.若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区发生反应
答案 B
6.(2018天津静海一中等六校期中,11)铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族,其+3价较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色,取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液,对应的现象如下表所示:
下列关于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3
B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
D.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2
答案 D
7.(2018福建长汀一中等六校期中,9)化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。已知:
氧化还原反应:PbO2+4HCl PbCl2+Cl2↑+2H2O;2FeCl3+H2S 2FeCl2+S↓+2HCl
复分解反应:KCN+CO2+H2O HCN+KHCO3
热分解反应:4NaClO 3NaCl+NaClO4
下列说法不正确的是( )
A.氧化性:PbO2>Cl2 B.还原性:H2S>FeCl2
C.酸性(水溶液):H2CO3>HCN D.热稳定性:NaClO>NaClO4
答案 D
二、选择题(每题6分,共18分,每小题有一个或两个选项正确)
8.(2020届山东历城二中质检,14)在几个烧杯中分别加入200 mL pH不同的含铬废水(Cr2O72-的浓度相同),再加入质量相同的FeSO4·7H2O,测得废水中六价铬(Cr2O72-)的含量随pH的变化曲线如图所示,反应原理为Fe2++Cr2O72-+H+ Fe3++Cr3++H2O(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.上述反应配平H+的化学计量数为14
B.当pH在3~5之间时,Cr2O72-的去除率最小
C.氧化性:Cr2O72->Fe3+
D.每处理1 ml Cr2O72-,至少需要FeSO4·7H2O的质量为912 g
答案 BD
9.(2020届5·3原创,15)钨酸主要用于制金属钨、钨丝、硬质合金,也可用作印染助剂。一种以精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4)为原料生产钨酸的工艺流程如下:
已知:常温下钨酸难溶于水;在整个变化过程中钨元素化合价未发生变化。
下列说法错误的是( )
A.FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
B.MnWO4参与反应的化学方程式为2MnWO4+2Na2CO3+O2 2Na2WO4+2MnO2+2CO2
C.滤渣中除含有MnO2外还含有FeO
D.反应过程中盐酸可用硫酸代替
答案 AC
10.(2020届山东德州期中,15)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O。下列说法正确的是( )
A.离子方程式中,x=4
B.此反应中,氧化剂为O2,将Fe元素全部氧化
C.每生成1 ml Fe3O4,该反应共转移4 ml电子
D.反应中S元素的价态未发生变化
答案 AC
三、非选择题(共40分)
11.(2019河北承德期末,16)(13分)黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
图1
①图1转化过程的总反应中,FeS2作 (填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”,下同)。该转化过程中NO的作用是 。
②写出图1中Fe3+与FeS2反应的离子方程式: 。
(2)FeS2氧化为Fe3+的过程中,控制起始时Fe2+的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变,改变其他条件时,Fe2+被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
图2
①加入NaNO2发生反应:2H++3NO2-NO3-+2NO↑+H2O。该反应中若有6 ml NaNO2完全反应,转移电子的物质的量为 ml。
②加入NaNO2、KI发生反应:4H++2NO2-+2I-2NO↑+I2+2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2+转化率的原因: 。
答案 (1)①还原剂 催化剂
②14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2SO42-+16H+
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多,加快了反应速率
12.(2019广东广州天河二模,26)(15分)高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。某实验小组采用如图装置制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质、用途。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,难溶于有机溶剂;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中紫色快速褪去并产生O2,在碱性溶液中较稳定。
Ⅰ.制备K2FeO4(夹持、加热等装置略)
(1)B中所用试剂为 。
(2)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~8 ℃,可使用的控温方法为 ,充分反应后得到紫色固体,反应方程式为 。反应中KOH必须过量的原因是 。
(3)C中混合物经过滤、洗涤、干燥,得纯净高铁酸钾晶体,洗涤时洗涤剂可选用 。
a.冰水 b.KOH溶液 c.异丙醇
Ⅱ.探究K2FeO4的性质
(4)K2FeO4可以将废水中的CN-氧化为CNO-,实验表明,pH=9时CN-去除效果最佳。配平反应离子方程式:
FeO42-+ CN-+ H2O Fe(OH)3↓+ CNO-+ OH-
现处理含CN-浓度为13 mg/L的废水1 m3,至少需要K2FeO4 g。
(5)资料表明,酸性溶液中氧化性FeO42->MnO4-。验证实验:将少量K2FeO4溶解在过量KOH溶液中,溶液呈浅紫色,取该溶液滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,振荡,溶液颜色仍然呈浅紫色。请设计实验证明最后所得浅紫色溶液中含有MnO4-: 。
答案 (1)饱和食盐水(1分)
(2)冷水浴(1分) 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O(2分)
保持溶液呈碱性,防止K2FeO4变质(2分)
(3)c(2分)
(4)2 3 5 2 3 4(共3分) 66(2分)
(5)向最后的浅紫色溶液中滴加过量稀硫酸,振荡,溶液浅紫色未褪去(2分)
13.(2018湖南株洲质检,15)(12分)“钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的,但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2+。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式: 。
(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式: 。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式: 。
(4)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO43-),溶于强酸生成含钒氧离子(VO2+)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式: 、 。
(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中,450 ℃时发生V2O5与VO2之间的转化:V2O5+SO2 2VO2+SO3、4VO2+O2 2V2O5,说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是 。
答案 (每空2分)(1)V+6H++5NO3- VO2++5NO2 ↑+3H2O
(2)2NH4VO3V2O5+2NH3 ↑+H2O
(3)V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2 ↑+3H2O
(4)Na3VO4 (VO2)2SO4
(5)催化剂或催化作用课
标
解
读
内容
氧化还原反应的概念及规律
氧化还原反应方程式的配平及应用
解读
1.根据化学反应的特点理解不同类型的化学反应
2.在分析元素化合价变化的基础上,理解氧化还原反应的本质
根据氧化还原反应的规律研究物质的化学性质以及常见氧化剂和还原剂之间的反应
考情分析
高考对氧化还原反应基本概念的考查主要涉及相关概念的判断,同时考查考生对氧化还原反应基本规律的掌握情况。有的题目较为简单,有的题目比较复杂,有较高的区分度。氧化还原反应方程式的书写则重在综合运用,对考生的要求较高,出现频率也很高,属于难度较大的题目
备考策略
氧化还原反应主要在具体问题情境里进行考查,是证据推理与模型认知素养的基本载体,建议将知识情景化、问题化,在实际问题解决过程中掌握氧化还原反应规律
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4…
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnO4-…
Cl2、Mn2+…
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气浓度随时间的变化
①
1.0 ml/L NH4Cl
5
②
0.5 ml/L(NH4)2SO4
5
③
1.0 ml/L NaCl
7
④
0.5 ml/L Na2SO4
7
实验
气体a
编号及现象
HCl
Ⅰ.溶液迅速呈黄色
SO2
Ⅱ.溶液较快呈亮黄色
CO2
Ⅲ.长时间后,溶液呈很浅的黄色
空气
Ⅳ.长时间后,溶液无明显变化
电解时间/min
溶液
阳极
阴极
t1
黄色变浅、有少量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
t2(t2>t1)
溶液无色、有大量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
实验
①
②
③
现象
产生无色气泡
产生无色气泡,液面上方呈浅红棕色
产生无色气泡(能使湿润pH试纸变蓝)
表盘
时间/min
0~t1
t2~t3
t4
偏转
位置
右偏
至Y
指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次
指针
归零
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀,随后变为红褐色
溶液变红,随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体,随后变为红棕色
加入溶液
①适量铋酸钠溶液
②过量的双氧水
③适量KI-淀粉溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,产生气泡
溶液变成蓝色
相关试卷
2021高考化学专题讲解 专题二十 实验方案的设计与评价（试题部分）： 这是一份2021高考化学专题讲解 专题二十 实验方案的设计与评价（试题部分），共35页。
2021高考化学专题讲解 专题十九 物质的检验、分离与提纯（试题部分）： 这是一份2021高考化学专题讲解 专题十九 物质的检验、分离与提纯（试题部分），共18页。
2021高考化学专题讲解 专题十九 物质的检验、分离与提纯（讲解部分）课件： 这是一份2021高考化学专题讲解 专题十九 物质的检验、分离与提纯（讲解部分）课件，共38页。
