必修一2.3氧化还原反应开放性探究题

第三节氧化还原反应开放性题目设计1、维生素C（简称VC，化学式为C6H8O6）是一种水溶性物质，其水溶液呈酸性。VC具有较强的还原性，易被空气中的氧气所氧化。在新鲜的水果、青菜和乳制品中都富含VC，如新鲜橙汁中VC的含量在500mg·L－1左右。食物中的VC在烹调、贮存、加工时较易丢失。（1）人体缺乏VC易得何种疾病？（2）已知VC与I2的反应为：C6H8O6＋I2＝C6H6O6＋2HI，碘遇淀粉变蓝。VC与I2的反应是否为氧化还原反应？氧化剂是哪种物质？（3）针对VC的性质，你认为在炒菜和淘米的时候应该注意什么？解析：（1）由生物学知识得知，缺乏VC容易得坏血症．因此VC又称抗坏血酸。（2）在VC与I2的反应中，碘由0价变为－1价，因此此反应必为氧化还原反应，且I2得电子，应为氧化剂。（3）由于VC是一种水溶性物质，因此在淘米时会顺水流掉。如用热水淘米并用力揉搓，VC会损失相当大一部分。炒菜时，不少人习惯先将青菜用开水焯一下再炒或做馅，这种做法会使VC损失很大，以用急火快炒或直接做馅为好。VC显酸性，碱性物质会破坏VC，弱酸可促进VC的吸收，炒菜时稍加点醋可减少一些维生素C的损失。答案：（1）坏血病（2）是氧化还原反应，I2为氧化剂。（3）忌多次洗或用力搓洗，以急火快炒青菜为佳。课标点击：新课标要求同学们知识、技能、情感态度价值观等方面全面发展。这个要求本题中得到了很好的体现：一方面联系生物、化学知识，对同学们的综合能力有较高要求；另一方面联系同学们常见的、关心的，但平时大部分同学又不会处理的问题，不能不说在做完题目后，还会有一种“原来如此”的愉悦的心情，对提高化学的学习兴趣也是很有帮助的2、用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4和。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是。方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。解析：方法一：（1）由于Fe2+具有较强的还原性易被氧化为Fe3+，故在配好的溶液中常加一枚铁钉或适量铁屑以防止其氧化。（2）由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小，故可用加热的方法除去蒸馏水中溶解的O2。（3）空气中含有大量的O2，为防止生成的Fe（OH）2沉淀与空气接触，需将吸取的NaOH溶液的试管放入液面以下后再挤出。方法二：（1）由所给试剂及装置特点知，试管Ⅰ为封闭系统，应为产生H2并赶尽溶液中的空气及液面上方空气的装置，故Ⅰ中加入的试剂为铁和稀H2SO4。（2）试管Ⅱ中加入的试剂为NaOH。（3）为确保实验在无氧状态下进行，必须把系统中的O2排除干净，故接下来的操作应为检验试管Ⅱ出口处排出的氢气纯度，当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。（4）由于试管Ⅰ中产生的H2充满了Ⅰ、Ⅱ两支试管，外界空气不易进入即Fe（OH）2是在H2的还原性气氛中产生的，故Fe(OH)2的白色沉淀可保持较长的时间。答案：方法一：（1）铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二（1）稀H2SO4、铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。方法导引：此题所考察的是氢氧化亚铁的实验室制备原理和操作方法，及选择操作方法的依据。并依此为基础考察学生设计和完成实验的能力。由此题我们可以看出，要提高设计和完成实验的能力，同学们必须扎扎实实做好以下六项工作：①分析实验的目的。②分析实验所依据的化学反应原理。③分析实验的装置和仪器及使用注意事项。④分析实验的基本操作步骤，为什么要这样操作，不这样操作行不行，有什么样的后果。⑤分析实验后面所附的问题和讨论，真正理解相关问题。⑥从安全性，环保性（减少污染），节约性（不浪费药品），效果性（现象明显）等角度出发，分析还能对该实验进行怎样的改进。3、实验室为监测空气中汞蒸气的含量，往往悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量，其反应为：4CuI＋Hg＝Cu2HgI4＋2Cu（1）上述反应产物Cu2HgI4中，Cu元素显价。（2）以上反应中的氧化剂为，当有1molCuI参与反应时，转移电子mol。（3）CuI可由Cu2+与I-直接反应制得，请配平下列反应的离子方程式。Cu2+＋I－＝CuI＋I3－解析：（1）反应中Hg是还原剂，化合价由0价升高到＋2，在反应产物Cu2HgI4中碘为－1价，由2x＋2＋（－1）×4＝0x＝＋1，即Cu元素显＋1价。（2）由所给反应知由CuI→Cu化合价从＋1降到0，所以CuI为氧化剂。每有4molCuI参加反应，转移电子的物质的量为2mol当有1molCuI参与反应时转移电子mol。（3）根据Cu守恒，Cu2+和CuI的物质的量相等，设Cu2+、I－、CuI和I3－的物质的量分别为1、x、1、y。根据质量守恒和电荷守恒得：x＝3y＋1；2－x＝－y。x＝5/2，y＝1/2。两边同乘以2，得其化学计量数分别为：2、5、2、1。答案：（1）＋1（2）CuI（3）25214、针对以下A～D四个涉及H2O2的反应（未配平），填写空白：A．Na2O2＋HCl→H2O2＋NaClB．Ag2O＋H2O2→Ag＋O2＋H2OC．H2O2→H2O＋O2D．H2O2＋Cr2(SO4)3＋KOH→K2CrO4＋K2SO4＋H2O（1）H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号)。（2）H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是(填代号)。（3）H2O2体现弱酸性的反应是(填代号)，其理由为。解析：在A、B、C、D四个反应中，A反应中无元素化合价的改变，是一个复分解反应，类似于强酸制取弱酸，体现了H2O2的弱酸性，B、C、D三个反应中均有元素化合价改变，是氧化还原反应，B中H2O2中氧元素化合价升高体现了还原性，C中H2O2的氧元素化合价既升高了又降低了，因此既体现了氧化性又体现了还原性，而D中H2O2中氧元素的化合价发生了降低，体现了氧化性。答案：（1）D （2）C（3）A可以看作是强酸制弱酸总结提升：本题以过氧化氢为素材，考查了考生有关氧化还原反应的基础知识以及思维的严密性，同时考查对具体问题的分析判断能力。解题关键是分析清楚反应前后的价态变化情况且熟练掌握氧化还原反应中的基本概念。解题易发生的错误是没有明确认识“强酸制取弱酸”的原理而对反应A分析失误5、在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N2比经氧化得到N2多1.4g。（1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。（2）以上反应进行完全，试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量可能各是多少。解析：本题主要目的是考查学生根据化学方程式计算的能力，同时考查学生对氧化还原反应中电子转移的方向和数目的理解。本题的起点极低，已知反应物是NO和NH3，生成物是N2和H2O，要求学生写出反应的化学方程式。氧化还原反应的电子转移的方向和数目这一知识点，是高中化学的重点。第⑴问不难回答。解答第⑵问的核心是“差量法”。由化学方程式6NO＋4NH3＝5N2＋6H2O可得6molNO还原得到3molN2，4molNH3氧化得到2molN2，两