化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版高考新风向命题新情境2-3氧化还原反应的概念和规律

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。高考新风向·命题新情境目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器(如图所示)。在催化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应,生成CO2和N2。问题1:汽车尾气中的CO来源于石油的燃烧,那尾气中的NO是如何产生的呢?是否也来自石油的燃烧呢?产生NO的反应是氧化还原反应吗?(素养角度——宏观辨识与微观探析)提示:石油的主要成分是烃,只含C、H两种元素,燃烧时不能产生NO。在汽车发动机的气缸中,空气中的N2和O2在火花塞放电的情况下化合生成NO,对应的方程式为N2+O22NO,该反应存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应。问题2:写出在催化器中汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下反应生成CO2和N2的化学方程式,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;该反应对减少汽车尾气污染有何作用?(素养角度——变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任)提示:2CO+2NO2CO2+N2,NO为氧化剂,CO为还原剂,CO2为氧化产物,N2为还原产物;该反应将大气污染物CO和NO转化为无污染的N2和CO2,有利于环境保护。1.(2020·曲靖模拟)工业上从海水中提取溴单质时,可用纯碱溶液吸收空气吹出的溴,发生反应:(Ⅰ)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2;(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3+3H2SO43Na2SO4+3Br2+3H2O下列有关判断正确的是 ()A.反应(Ⅰ)中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1B.溴元素由化合态转化成游离态时一定发生了还原反应C.反应(Ⅱ)中生成3molBr2时,必有5mol电子转移D.氧化还原反应中化合价变化的元素一定是不同种元素【解析】选C。反应(Ⅰ)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2中溴为氧化剂和还原剂,其中作氧化剂的溴为mol,作还原剂的溴为mol,故二者比例为5∶1,A项错误;溴元素由化合态转化成游离态时化合价可能降低也可能升高,可能发生氧化反应或还原反应,B项错误;反应(Ⅱ)5NaBr+NaBrO3+3H2SO43Na2SO4+3Br2+3H2O中溴化钠中的溴从1价升高到0价,溴酸钠中溴从+5价降低到0价,所以生成3molBr2时,必有5mol电子转移,C项正确;在氧化还原反应中肯定有元素化合价变化,可能是一种元素也可能是不同的元素,D项错误。2.已知HNO2在低温下较稳定,既有氧化性又有还原性,其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如表,且酸性:H2SO3>HNO2>CH3COOH。下列有关说法错误的是()pH范围>7<7产物NONO、N2O、N2中的一种A.碱性条件下,NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO2-+ClONOB.向冷的NaNO2溶液中通入H2S气体,有淡黄色沉淀产生C.向冷的NaNO2溶液中通入SO2可得到HNO2D.低温时不用其他试剂即可区分HNO2溶液与Na2CO3溶液【解析】选C。A.碱性条件下,NO2-的氧化产物为NO3-,则NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO2-+ClONO3-+Cl,故A正确2具有氧化性,H2S具有还原性,酸性条件下,H2S被氧化为S,NO2-被还原为NO、N2O和N2中的一种,因此有淡黄色沉淀产生,故B正确2具有氧化性,SO2以还原性为主,酸性条件下,HNO2以氧化性为主,SO2被氧化为SO42-,NO2-被还原为NO、N2O和N2中的一种,得不到HNO2,故C错误;D.低温时不用其他试剂区分HNO2溶液与Na2CO3溶液,若将HNO2滴加到Na2CO3溶液中,反应先是产生NaHCO3,再是产生CO2,现象是先不产生气体,后产生气体,而将Na2【加固训练】1.含amolFeCl3的溶液中加入含bmolFe和bmolCu的混合粉末充分反应(忽略离子的水解),下列说法中,不正确的是 ()A.当a≤2b时,发生的离子反应为2Fe3++Fe3Fe2+B.当2b≤a≤4b时,反应中转移电子的物质的量n(e)为2bmol≤n(e)≤4bmolC.当2a=5b时,发生的总离子反应为10Fe3++4Fe+Cu14Fe2++Cu2+D.当2b<a<4b时,反应后的溶液中n(Fe2+)∶n(Cu2+)=12【解析】选D。金属性铁>铜,铁离子首先氧化金属铁,当a≤2b时铁离子不足,发生的离子反应为2Fe3++Fe3Fe2+,A项正确;当2b≤a≤4b时铁离子全部参与反应,因此反应中转移电子的物质的量n(e)为amol,即为2bmol≤n(e)≤4bmol,B项正确;当2a=5b时铁全部反应,铜部分反应,发生的总离子反应为10Fe3++4Fe+Cu14Fe2++Cu2+,C项正确;当2b<a<4b时铁全部反应,铜部分反应,与铁反应的铁离子是2bmol,则与铜反应的铁离子是amol2bmol,所以生成铜离子是molbmol,因此反应后的溶液中n(Fe2+)∶n(Cu2+)=2(a+b)∶(a2b),D项错误。2.(2018·北京高考)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)①A为氯气发生装置。A中反应方程式是

_________(锰被还原为Mn2+)。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。

(2)探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl而产生Cl2,设计以下方案:方案Ⅰ取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化,还可能由__

_____________________产生(用方程式表示)。ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗涤的目的是_________。

②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,原因是③资料表明,酸性溶液中的氧化性FeO42->MnO4-,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性FeO42->MnO_____________________________________。

【解析】(1)①A中KMnO4与浓盐酸反应,锰被还原为Mn2+,故反应方程式是2KMnO4+16HCl(浓)2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。②Cl2中混有HCl,可用饱和食盐水除去,故除杂装置B为。③由图示信息,溶液中有KOH,故还有Cl2与KOH之间的歧化反应:Cl2+2OHCl+ClO+H2O。(2)①“取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色”,说明a中含Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl氧化,因为K2FeO4具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,还可能由4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O产生。K2FeO4在碱性溶液中较稳定。ClO与Cl在酸性条件下反应生成Cl2,用KOH溶液洗涤的目的是排除ClO的干扰。②K2FeO4的制备实验中,溶液呈碱性,发生反应3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Cl2>FeO42-。实验Ⅱ中加入了盐酸,溶液的酸碱性发生变化,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系发生变化。③若能证明,根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振荡后呈浅紫色