（课标Ⅲ）2020版高考化学一轮复习专题四氧化还原反应课件.pptx

专题四 氧化还原反应,高考化学 (课标),A组 课标卷区题组,五年高考,考点一 氧化还原反应基本概念与常用规律 1.(2015课标,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: 电解时发生反应的化学方程式为 。 溶液X中大量存在的阴离子有 。 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)用右图装置可以测定混合气中ClO2的含量: .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;,.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口; .将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收; .将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中; .用0.100 0 molL-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2 2I-+S4 ),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:,锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。 玻璃液封装置的作用是 。 中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。 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)21(1分) (2)NH4Cl+2HCl 3H2+NCl3(2分) Cl-、OH-(2分) c(1分) (3)2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-(2分) 吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分) 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) 0.027 00(2分) (4)d(1分),解析 (1)该反应的氧化剂为KClO3,发生变化: O2;还原剂为Na2SO3,发生变化:Na2 O3 Na2 O4,根据得失电子守恒可知n(KClO3)n(Na2SO3)=21。 (2)由题中信息可知,电解NH4Cl溶液和盐酸的混合物得到NCl3溶液和H2,据此可写出电解时 的总反应方程式。 由NaClO2溶液与NCl3溶液反应的生成物可以看出,反应物中除NaClO2和NCl3外,还应有H2O, 则该反应的离子方程式为NCl3+6Cl +3H2O 6ClO2+NH3+3Cl-+3OH-,故溶液X中大量 存在的阴离子有Cl-和OH-。 由于ClO2易溶于水,因此不能用水或饱和食盐水除去ClO2中的NH3;碱石灰不与NH3反应,无 法将NH3除去;浓硫酸不与ClO2反应但能与NH3反应,故可用浓硫酸除去ClO2中的NH3。 (3)ClO2具有强氧化性,在酸性条件下可将I-氧化为I2,自身被还原为Cl-,据此可写出有关的离 子方程式。 向锥形瓶中通入混合气时,会有少量ClO2从溶液中逸出,生成的碘也会逸出,通过玻璃液封装 置可将逸出的ClO2和碘吸收,再将吸收液倒入锥形瓶中,保证了测定结果的准确性,减小了实验 误差。,滴定含I2的溶液时一般使用淀粉溶液作指示剂。 由2ClO25I210S2 可知,n(ClO2)=0.2n(S2 )=0.20.100 0 molL-10.020 00 L=4.00010-4 mol,m(ClO2)=4.00010-4mol67.5 gmol-1=0.027 00 g。 (4)要除去亚氯酸盐,需加入具有还原性的物质,明矾显然不适宜;由于饮用水已处理过,再加入 KI或盐酸,会产生对人体健康不利的I2或Cl2,故最适宜的物质是硫酸亚铁。,疑难突破 陌生氧化还原反应方程式的书写,首先要结合自身已经掌握的基础知识及题目给 出的信息,分析出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再对该反应方程式进行配平。,知识拓展 滴定反应的关键是反应终点的判断,而反应终点的判断需要反应呈现特定的现 象。,考点二 氧化还原反应方程式的书写及相关计算,2.(2014课标,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。 H3PO2中,P元素的化合价为 。 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41,则氧化产物为 (填化学式)。 NaH2PO2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H2 SO4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):,写出阳极的电极反应式 。 分析产品室可得到H3PO2的原因 。 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 H2P +H+ (2)+1 H3PO4 正盐 弱碱性 (3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3 (4)2H2O-4e- O2+4H+ 阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2P 穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成 H3PO2 P H2P 或H3PO2被氧化,解析 (1)H3PO2为一元中强酸,其电离方程式为H3PO2 H+H2P 。(2)在化合物中,各元 素正、负化合价的代数和为零,故H3PO2中P元素化合价为+1价。设氧化产物中P元素的化 合价为+x价,依题意并根据得失电子守恒有4(+1)-0=1+x-(+1),解得x=5,故氧化产物为H3 PO4。因H3PO2为一元酸,故NaH2PO2为正盐;H3PO2为中强酸,故NaH2PO2溶液呈弱碱性。(3)根 据得失电子守恒及原子守恒,可写出P4与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3。(4)由题给装置可知阳极反应式为2H2O-4e- 4H+O2。阳 极生成的H+穿过阳膜扩散至产品室,与从原料室穿过阴膜扩散至产品室的H2P 反应生成H3 PO2。若取消阳膜,合并阳极室和产品室,阳极生成的O2可将H3PO2或原料室扩散来的H2P 氧化,造成产品中混入P 杂质。,解题关键 得失电子守恒法是进行氧化还原反应有关计算的不二法宝,也是判断氧化产物、 还原产物的重要依据。,知识拓展 书写陌生的氧化还原反应方程式时,首先应根据化合价的变化分析所给反应物中 谁是氧化剂,谁是还原剂,以及反应后生成的氧化产物、还原产物是什么,然后根据得失电子相 等将方程式配平,同时要根据溶液的酸碱性以及原子守恒,考虑反应物中是否需要添加H+、 OH-或H2O。,3.(2012课标,26,14分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均 为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的Fe- Clx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发 生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 molL-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。 计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值: (列出计算过程); (2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)n(Cl)=12.1,则该样品中 FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中,FeCl2可用铁粉和 反应制备,FeCl3可用铁粉和 反应制备; (3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 ; (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强,碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 。与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极 材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。,答案 (14分)(1)n(Cl)=0.025 0 L0.40 molL-1=0.010 mol 0.54 g-0.010 mol35.5 gmol-1=0.19 g n(Fe)=0.19 g/56 gmol-1=0.003 4 mol n(Fe)n(Cl)=0.003 40.01013,x=3 (2)0.10 盐酸 氯气 (3)2Fe3+2I- 2Fe2+I2(或2Fe3+3I- 2Fe2+ ) (4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2Fe +5H2O+3Cl- Fe +3e-+4H2O Fe(OH)3+5OH- 2Fe +8H2O+3Zn 2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH- 注:Fe(OH)3、Zn(OH)2写成氧化物等其他形式且正确也可给分,解析 (2)设FeCl3的物质的量分数为x,由题意得3x+2(1-x)=2.1,x=0.10。据Fe+2HCl FeCl2 +H2、Fe+2FeCl3 3FeCl2、2Fe+3Cl2 2FeCl3可知,FeCl2可用铁粉与FeCl3溶液或盐酸 反应制备,FeCl3可用铁粉与Cl2反应制备。(3)生成的棕色物质为I2,故可写出该反应的离子方程 式:2Fe3+2I- 2Fe2+I2。(4)解答此问要紧扣题给信息,注意离子方程式中的电荷守恒及氧化 还原反应中的得失电子守恒。,B组 课标、课标、自主命题省(区、市)卷题组,考点一 氧化还原反应基本概念与常用规律,1.(2019北京理综,10,6分)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是 ( ),答案 B 本题考查Fe3+的氧化性,Mg(OH)2、Cl2、NO、NO2的性质等知识,借助实验形式考查 学生的实验能力、识记能力和分析推理能力。试题需要考生运用分析、推理的方法研究物 质的性质及化学性质与实验方法的关系,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。 A项,用Fe粉除去FeCl2溶液中的Fe3+时,发生了氧化还原反应;C项,除去Cl2中的HCl杂质一般用 饱和食盐水,用水除会损失部分Cl2,同时Cl2与H2O的反应是氧化还原反应;D项,NO2和H2O的反 应属于氧化还原反应。,易错易混 除杂问题往往会被“理想化”,即加适量试剂就能全部除去杂质,但实际很难做到 这一点。B项中除杂试剂稀盐酸是用来除去过量的NaOH的。,2.(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 本题考查氧化还原反应及能量转化形式。硅太阳能电池吸收光能后,把光能转化 为电能,没有发生氧化还原反应。,答案 D A项,明矾作净水剂是因为Al3+水解生成的Al(OH)3胶体有吸附作用;B项,甘油作护肤 保湿剂是利用甘油中羟基的亲水性;C项,漂粉精作消毒剂是因为漂粉精溶于水后,ClO-水解生 成HClO,HClO具有强氧化性。,4.(2015重庆理综,8,15分)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO 3等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。 (1)NaN3是气体发生剂,受热分解产生N2和Na,N2的电子式为 。 (2)Fe2O3是主氧化剂,与Na反应生成的还原产物为 (已知该反应为置换反应)。 (3)KClO4是助氧化剂,反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有化学键的类型为 ,K的原子结构示意图为 。 (4)NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而发生分解,其化学方程式为 。 (5)100 g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6 L(标准状况)。 用碱石灰除去的物质为 ; 该产气药剂中NaN3的质量分数为 。,答案 (1) (2)Fe (3)离子键和共价键 (4)2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O (5)CO2、H2O 65%,解析 (2)由题中信息可知,Fe2O3与Na的反应为置换反应,则Fe2O3与Na反应的还原产物应为单 质铁。 (3)KClO4为离子化合物,K+与Cl 通过离子键结合,Cl 中氯原子和氧原子通过共价键结合。 (5)由题中信息及分析可知,产气药剂产生的气体有N2、CO2和H2O(g)三种,则通过碱石灰除 去的气体应是CO2和H2O(g)。 由氮原子守恒可知2NaN33N2,则n(NaN3)= n(N2)= =1 mol,m(NaN3)=1 mol 65 gmol-1=65 g,(NaN3)= 100%=65%。,考点二 氧化还原反应方程式的书写及相关计算,5.(2019江苏单科,18,12分)聚合硫酸铁Fe2(OH)6-2n(SO4)nm广泛用于水的净化。以FeSO47H2O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FeSO47H2O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Sn 2+。用5.00010-2 molL-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+), 消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。 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”)。 计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。,答案 (12分) (1)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O 减小 (2)偏大 n(Cr2 )=5.00010-2 molL-122.00 mL10-3 LmL-1=1.10010-3 mol 由滴定时Cr2 Cr3+和Fe2+Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式:Cr2 6Fe2+ (或Cr2 +14H+6Fe2+ 6Fe3+2Cr3+7H2O) 则n(Fe2+)=6n(Cr2 )=61.10010-3 mol=6.60010-3 mol 样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.60010-3 mol56 gmol-1=0.369 6 g 样品中铁元素的质量分数: (Fe)= 100%=12.32%,解析 本题涉及氧化还原反应离子方程式的书写,溶液pH的变化,化合物中元素的质量分数的 计算及误差分析等,通过滴定原理的拓展应用,考查了化学实验与探究的能力,体现了科学探究 与创新意识的学科核心素养。 (1)依氧化还原反应原理可以写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式,水解聚合反应消耗了溶液中的 OH-,导致溶液中H+浓度增大,所以溶液的pH减小。 (2)过量Sn2+具有还原性也可与K2Cr2O7溶液反应,若不除去则导致消耗K2Cr2O7的量偏多,使测 定结果偏大。由题意知样品中的Fe3+被Sn2+还原为Fe2+,结合氧化还原反应中电子得失守恒 规律可以找出Fe2+与Cr2 的反应关系,从而计算出样品中Fe元素的质量分数。,方法技巧 在化学计算时,应用守恒思想:原子守恒、电荷守恒、电子得失守恒进行计算。,6.(2017课标,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: .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。 .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(2S2 +I2 2I-+S4 )。 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 molL-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 mgL-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,解析 本题考查学生分析实验方案的能力及处理实验结果的能力。(1)取样时若扰动水体表 面,会造成水样中溶解的氧气逸出,使测定结果产生误差。(2)反应中Mn(OH)2作还原剂,O2作氧 化剂,依据得失电子守恒可知二者应按物质的量之比21反应。(3)配制Na2S2O3溶液时,若蒸 馏水中含有溶解氧会导致后续滴定实验产生误差,故应除去蒸馏水中的溶解氧。(4)由得失电 子守恒可得关系式:O22I24Na2S2O3,则100.00 mL水样中含氧量为 mol,即8ab10-3 g,1 000 mL(即1 L)水样中含氧量为80ab mg。(5)滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致代 入计算式中的Na2S2O3溶液的体积偏小,测定结果偏低。,解题方法 发生多步反应时可找出总关系式进行一步计算。,知识拓展 一定浓度的Na2S2O3溶液是碘量法滴定所需的标准溶液,由于所用试剂Na2S2O35H2O 可能不纯以及Na2S2O3溶液不稳定等,故Na2S2O3溶液使用前需用K2Cr2O7、KIO3等基准物质进 行标定。,7.(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mgL-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 mgL-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。,.测定原理: 碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:2Mn2+O2+4OH- 2MnO(OH)2 酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+I-+H+ Mn2+I2+H2O(未配平) 用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:2S2 +I2 S4 +2I- .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,至反应完全。 d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液,至反应完全,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 molL-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 。 滴定管 注射器 量筒 (3)搅拌的作用是 。 (4)配平反应的方程式,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= mgL-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) (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23次 (6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是 (7)2H+S2 S+SO2+H2O SO2+I2+2H2O 4H+S +2I- 4H+4I-+O2 2I2+2H2O(任写其中2个),解析 (1)升高温度,气体在水中的溶解度减小,故配制无氧溶液时,可将溶剂水煮沸后冷却。 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择注射器。 (3)烧瓶中加入溶液后搅拌的作用是使溶液混合均匀,增大反应物的接触面积,加快反应速率。 (4)标出化合价发生变化的元素的化合价,利用化合价升降总数相等,结合电荷守恒和原子守 恒,配平方程式:MnO(OH)2+2I-+4H+ Mn2+I2+3H2O。 (5)定量测定实验中,常多次测量求平均值以减小测定误差,故步骤f为重复步骤e的操作23 次。 (6)步骤e中用Na2S2O3溶液滴定I2,淀粉作指示剂,故达到滴定终点的标志为溶液蓝色褪去,且半 分钟内不变色。测定过程中,由关系式:2S2 I2MnO(OH)2 O2知:n(O2)=0.010 00 molL-1 4.5010-3 L = 4.5010-5 mol,故水样中的DO= 4.5010-5 mol32 gmol-1 =910-3 gL-1,即9.0 mgL-1;由于9.0 mgL-15 mgL-1,故作为饮用水源,此次测得DO 达标。 (7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,H2SO4能与Na2S2O3溶液反应,即2H+S2 S+SO2+H2O;生成的SO2也能与I2反应,即SO2+I2+2H2O 4H+2I-+S ;pH过低时,水 样中空气中的O2也能氧化I-,即4H+4I-+O2 2I2+2H2O。,8.(2015安徽理综,28,14分)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 molL-1的Ba(NO3)2溶液中,得到 了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设: 假设一:溶液中的N 假设二:溶液中溶解的O2 (1)验证假设一 该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。,(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如 图。 实验1中溶液pH变小的原因是 ;V1时,实验2中溶液pH小于实 验1的原因是(用离子方程式表示) 。 (3)验证假设二 请设计实验验证假设二,写出实验步骤、预期现象和结论。 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程): (4)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液 体积变化忽略不计),充分反应后两溶液的pH前者 (填“大于”或“小于”)后者,理由 是 。,答案 (1)无明显现象 有白色沉淀 (2)SO2溶于水生成H2SO3 3SO2+2N +2H2O 3S +4H+2NO(或3H2SO3+2N 3S +4H+2NO+H2O) (3) 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程): 实验1作为参照实验 实验3:将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25 mL 0.1 molL-1BaCl2溶液中,若有白色沉 淀,表明假设二成立,否则不成立。 (4)小于 反应的离子方程式表明,足量的O2和N 分别氧化相同的H2SO3,生成H+的物质的量 前者多于后者 (本题部分小题属于开放性试题,合理答案均给分),解析 (1)向不含O2的BaCl2溶液中通入SO2气体无明显现象;向不含O2的Ba(NO3)2溶液中通入 SO2气体产生白色沉淀,表明溶液中的N 能氧化SO2气体产生BaSO4白色沉淀。(2)向BaCl2溶 液中通入SO2气体,二者不发生反应,但SO2溶于水可以与水反应生成H2SO3使溶液显酸性;向Ba (NO3)2溶液中通入SO2气体,N 可以把SO2氧化为H2SO4使溶液pH减小,反应的离子方程式为3 SO2+2N +2H2O 3S +4H+2NO。(4)由O2氧化H2SO3的离子方程式:2H2SO3+O2 4H+ +2S 和N 氧化H2SO3的离子方程式:3H2SO3+2N 3S +4H+2NO+H2O知,足量的O2 和N 分别氧化相同的H2SO3,生成H+的物质的量前者多于后者,故反应后两溶液的pH前者小 于后者。,C组 教师专用题组,考点一 氧化还原反应基本概念与常用规律,1.(2014山东理综,7,5分)下表中对应关系正确的是 ( ),答案 B CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl是加成反应,A项错误;Zn+Cu2+ Zn2+Cu中单质 Zn被氧化,C项错误;D项两个反应中水既不是氧化剂也不是还原剂,D项错误。2.(2014天津理 综,9,18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。 .制备Na2S2O35H2O 反应原理:Na2SO3(aq)+S(s) Na2S2O3(aq),实验步骤: 称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润 湿,加入上述溶液中。 安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。 趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O35H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。 回答问题: (1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。 (2)仪器a的名称是 ,其作用是 。 (3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。检验是否 存在该杂质的方法是 。 (4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 。 .测定产品纯度 准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 molL-1碘的标准溶液滴定。,反应原理为:2S2 +I2 S4 +2I- (5)滴定至终点时,溶液颜色的变化: 。,(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为 mL。产品的纯度为 (设Na2S2O35H2O相对分子质量为M) 。,.Na2S2O3的应用 (7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成S ,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式 。,答案 (1)使硫粉易于分散到溶液中 (2)冷凝管 冷凝回流 (3)Na2SO4 取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中 含有Na2SO4 (4)S2 +2H+ S+SO2+H2O (5)由无色变蓝色 (6)18.10 100% (7)S2 +4Cl2+5H2O 2S +8Cl-+10H+,解析 (1)硫粉难溶于水,反应前用乙醇润湿硫粉,可使硫粉易于分散到溶液中,从而增大硫粉 与Na2SO3溶液的接触面积,有利于反应进行。(2)仪器a是球形冷凝管,其作用是冷凝回流。(3) Na2SO3可被空气中的O2氧化生成Na2SO4,可用BaCl2和稀盐酸检验Na2SO4是否存在,具体操作见 答案。(4)产品发黄是因为含杂质硫,生成硫的离子方程式为S2 +2H+ S+SO2+H 2O。(5)终点时,S2 消耗完全,I2与淀粉作用,溶液由无色变为蓝色。(6)消耗标准溶液的体积 为18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL。产品的纯度= 100%= 1 00%。(7)根据题给信息,结合质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒,可写出Cl2氧化S2 的离 子方程式S2 +4Cl2+5H2O 2S +8Cl-+10H+。,考点二 氧化还原反应方程式的书写及相关计算,3.(2014北京理综,27,12分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢 样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。,气体a的成分是 。 若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2 1 +3 。 (2)将气体a通入测硫装置中(如下图),采用滴定法测定硫的含量。 H2O2氧化SO2的化学方程式: 。 用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的,质量为y克,则该钢样中硫的质量分数: 。 (3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。,气体a通过B和C的目的是 。 计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。,答案 (1)O2、SO2、CO2 Fe3O4 SO2 (2)H2O2+SO2 H2SO4 (3)排除SO2对CO2测定的干扰 吸收CO2前、后吸收瓶的质量,解析 (1)钢样在O2中灼烧,所得气体a的成分是SO2、CO2和过量的O2。依据原子守恒及 得失电子守恒,可写出反应方程式:3FeS+5O2 Fe3O4+3SO2。(2)H2O2氧化SO2的化学方程 式为SO2+H2O2 H2SO4。钢样中m(S)=yz g,故钢样中硫的质量分数为 。(3)气体a通过 B、C时,SO2被氧化吸收,排除了SO2对CO2测定的干扰。测定CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质 量,就可得出灼烧生成CO2的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。,4.(2014重庆理综,11,14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注 的热点之一。 (1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为 。 (2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应 的化学方程式为 ,反应消耗1 mol NaBH4时转移的 电子数目为 。 (3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢: (g) (g)+3H2(g)。在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度 为a molL-1,平衡时苯的浓度为b molL-1,该反应的平衡常数K= 。 (4)一定条件下,下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。,导线中电子移动方向为 。(用A、D表示) 生成目标产物的电极反应式为 。 该储氢装置的电流效率= 。(= 100%,计算结果保留小 数点后1位),答案 (1)H2O (2)NaBH4+2H2O NaBO2+4H2 4NA或2.4081024 (3) mol3L-3 (4)AD C6H6+6H+6e- C6H12 64.3%,解析 (1)H2的燃烧产物是H2O。 (2)由NaBO2和NaBH4中B的化合价相同知,NaBH4中H的化合价升高,H2O中H的化合价降低,所 以反应为:NaBH4+2H2O NaBO2+4H2,1 mol NaBH4反应时有4 mol 的化合价升高,所以 转移电子数为4NA。 (3)由化学反应知,平衡时苯的浓度为b molL-1,则环己烷浓度为(a-b) molL-1,H2的浓度为3b mol L-1,所以平衡常数K= = mol3L-3= mol3L-3。 (4)由图知 在多孔惰性电极D表面生成 ,C的化合价降低,所以电子移动方 向为:AD。目标产物是C6H12,所以电极反应式为:C6H6+6H+6e- C6H12。由题意知,电 极E产生O2的物质的量为2.8 mol, =n(O2)4=2.8 mol4=11.2 mol,而C6H6没有完全转化, 所以电极D上有H2生成。设生成H2 x mol,C6H6转化y mol,则有: 解得:y=1.2,x=2。,所以= 100%64.3%。,A组 20172019年高考模拟考点基础题组,三年模拟,考点一 氧化还原反应基本概念与常用规律,1.(2019云南玉溪一中月考,10)三氟化氮(NF3)(氟只有两种价态:-1,0)是微电子工业中优良的等 离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生反应:3NF3+5H2O 2NO+HNO3+9HF。下列有关该 反应的说法正确的是 ( ) A.NF3是氧化剂,H2O是还原剂 B.若1 mol NF3被氧化,反应转移电子数为2NA C.若生成0.4 mol HNO3,则转移0.4 mol电子 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为12,答案 B 该反应中,部分N元素化合价由+3变为+2,部分N元素化合价由+3变为+5,其他元素 化合价不变,所以NF3既是氧化剂又是还原剂,A错误;若1 mol NF3被氧化,则反应转移电子数=1 mol2NA/mol=2NA,B正确;若生成0.4 mol HNO3,则转移电子的物质的量=0.4 mol2=0.8 mol,C 错误;3 mol NF3参加反应,有2 mol NF3被还原,有1 mol NF3被氧化,所以还原剂和氧化剂的物质 的量之比为12,D错误。,解题关键 明确该反应中的元素化合价变化是解答本题的关键。,2.(2018贵州贵阳普通高中摸底,3)已知反应:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+ NaNO2(未配平)。下列说法正确的是 ( ) A.Na2CrO4是还原产物 B.该反应中有3种元素的化合价发生变化 C.NaNO3是还原剂 D.1 mol FeOCr2O3参与反应将得到7 mol 电子,答案 B 反应中Cr元素化合价升高,则Na2CrO4是氧化产物,A错误;题给反应中,Fe元素的化合 价从+2升高为+3,Cr元素的化合价从+3升高为+6,N元素的化合价从+5降为+3,即该反应中 Fe、Cr及N元素的化合价发生变化,B正确;反应中N元素化合价降低,则NaNO3是氧化剂,C错 误;1 mol FeOCr2O3参与反应,失去电子的物质的量为(3-2)+(6-3)2mol=7 mol,D错误。,3.(2019西藏拉萨中学月考,10)SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发 生如下两个化学反应:SO2+2Fe3+2H2O S +2Fe2+4H+; Cr2 +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O。 下列有关说法不正确的是 ( ) A.SO2发生氧化反应 B.氧化性:Cr2 Fe3+ S C.每1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子的数目为6NA D.若有6.72 L SO2(标准状况)参加反应,则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7,答案 D A项,由反应中,SO2转化为S ,硫元素的化合价升高,被氧化,发生氧化反应,A正 确;B项,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应中,Fe3+作氧化剂,S 为氧化产物,所以氧化性:Fe3+S ;反应中,Cr2 为氧化剂,Fe3+为氧化产物,所以氧化性: Cr2 Fe3+,因此氧化性:Cr2 Fe3+S ,B正确;C项,反应中Cr元素的化合价从+6降低到+3, 所以每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子的数目为6NA,C正确;D项,1 mol SO2在反应中得到 2 mol电子,所以若6.72 L SO2(标准状况)参加反应,则最终消耗0.1 mol K2Cr2O7,D不正确。,知识拓展 根据氧化还原反应发生的规律来判断氧化性还原性强弱: (还原性强)(氧化性强)(氧化性较弱)(还原性较弱) 氧化性:氧化剂氧化产物; 还原性:还原剂还原产物。,4.(2018四川内江一模,10)下列实验预期的现象及结论都正确的是 ( ),答案 B 将SO2通入Ba(NO3)2溶液中,发生氧化还原反应生成白色沉淀硫酸钡,A错误;向盛有 KI溶液的试管中滴加少量新制氯水和CCl4,氯水中的Cl2与I-反应生成I2,I2易溶于CCl4且CCl4密 度比水的大,振荡、静置后下层溶液显紫色,该反应中Cl2作氧化剂,I2是氧化产物,则Cl2的氧化 性比I2强,B正确;铜放入稀硫酸中,无明显现象,再加入硝酸钠固体,铜溶解,有明显的气泡放出, 溶液变蓝,是因为Cu、H+和N 发生了氧化还原反应,C错误;向FeCl3饱和溶液中加入足量浓氨 水并加热,得到Fe(OH)3红褐色沉淀,D错误。,5.(2019西藏昌都第四高级中学4月考,28)废水废气对自然环境有严重的破坏作用,大气和水污 染治理刻不容缓。 (1)某化工厂产生的废水中含有Fe2+、Mn2+等金属离子,可用过硫酸铵(NH4)2S2O8氧化除去。 过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2的离子方程式为 。 温度与Fe2+、Mn2+氧化程度之间的关系如图所示: 实验过程中应将温度控制在 。Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子,常加入活性炭 处理,加入活性炭的目的为 。 H2O2也有较强氧化性,在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是 。 (2)利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中NO、NO2,其反应机理如图所示。A包含物质的 化学式为N2和 。,(3)工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收,反应过程中溶液组成变化如图所示。,吸收初期(图中A点以前)反应的化学方程式为 。 C点高于B点的原因是 。,解析 (1)过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2,而本身被还原为S ;根据题图可知,80 时Fe2+、Mn2+的氧化程度接近1.0,故实验过程中应将温度控制在80 ;Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体 絮状粒子,活性炭具有吸附性,则加入活性炭的目的为吸附胶体粒子形成沉淀;H2O2也有较强 氧化性,但锰的氧化产物MnO2可催化H2O2的分解,用H2O2氧化Mn2+会使消耗的H2O2增多。(2)根 据题图可知,产生A的反应为(NH4)2(NO2)2+NO (NH4)(HNO2)+A+H+,则A为N2、H2O。 (3)由图中信息可知,吸收初期(图中A点以前)NaHCO3和Na2SO3的量明显增加,则发生反应的 化学方程式为2Na2CO3+SO2+H2O 2NaHCO3+Na2SO3;根据钠元素守恒,生成的 NaHSO3的 物质的量是Na2CO3的2倍,所以NaHSO3的质量大,质量分数大,故C点高于B点。,方法技巧 运用守恒思想进行氧化还原反应方程式的书写与配平、未知产物的判断,应用原 子守恒进行原因分析。,答案 (1)S2 +2H2O+Mn2+ 4H+2S +MnO2 80 (80 90 均可) 吸附胶 体粒子形成沉淀 锰的氧化产物MnO2可催化H2O2分解,使消耗的H2O2增多 (2)H2O (3)2Na2CO3+SO2+H2O 2NaHCO3+Na2SO3 根据钠元素守恒,NaHSO3的物质的量是Na2 CO3的2倍,所以NaHSO3的质量大,质量分数大,考点二 氧化还原反应方程式的书写及相关计算,6.(2019四川成都外国语学校月考,19)硼氢化钠(NaBH4)在有机合成、化工生产方面有广泛应 用。制备硼氢化钠的化学方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2 NaBH4+2Na2SiO3。下列有关 上述反应的说法错误的是 ( ) A.氧化产物和还原产物的物质的量之比为21 B.转移4 mol电子时,只需向装置中通入44.8 L H2(标准状况) C.装药品之前加热装置至100 并持续一会儿 D.制备硼氢化钠的副产物可能有NaH,答案 B A项,由化学方程式知,氧化产物为Na2SiO3,还原产物是NaBH4,所以氧化产物和还原 产物的物质的量之比为21,A正确;B项,根据化学方程式可知转移4 mol电子时,理论上需要2 mol氢气,在标准状况下的体积为2 mol22.4 L/mol=44.8 L,但由于该反应是可逆反应,故需要通 入氢气的体积大于44.8 L,B错误;C项,由于钠极易被氧化且能与水反应,所以需要排尽装置中 的空气和水蒸气,则装药品之前应加热装置至100 并持续一会儿,C正确;D项,由于Na可与H2 反应生成NaH,因此制备硼氢化钠的副产物可能有NaH,D正确。,解题关键 熟练掌握氧化还原反应中的几组概念,尤其要注意从元素化合价变化的角度去分 析和解答。,易错警示 选项B是易错点,易忽略反应是可逆反应。,7.(2017贵州思南中学半期考,8)工业上,可用硫酸铈Ce(SO4)2溶