专题三 省赛一等奖 公开课教学设计

[考纲要求]1.了解氧化还原反应的本质是电子转移，了解常见的氧化还原反应。2.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。1.跳出“五大”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＋H2OHCl＋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H2SO4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.理清概念线索题组一理解氧化还原反应相关概念1.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。(1)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色。所以Fe3＋的氧化性比I2的强(√)(2016·江苏，13C)(2)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu均为单质被还原的置换反应(×)(2014·山东理综，7C)(3)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O=HCl＋HClO均为水作还原剂的氧化还原反应(×)(2014·山东理综，7D)(4)因为Fe3＋具有氧化性，所以用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋(×)(5)化合反应均为氧化还原反应(×)2.(2016·上海，2)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解析A项，海带提碘是由KI变为I2，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，错误；B项，氯碱工业是由NaCl的水溶液在通电时反应产生NaOH、Cl2、H2，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，错误；C项，氨碱法制取碱的过程中没有元素化合价的变化，是非氧化还原反应，正确；D项，海水提溴是由溴元素的化合物变为溴元素的单质，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，错误。故选项C正确。题组二基于“双线桥”分析陌生反应3.(2016·上海，13)O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2→SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是()A.氧气是氧化产物既是氧化剂又是还原剂C.若生成LHF，则转移mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4答案D解析A项，O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，获得电子，所以氧气是还原产物，错误；B项，在反应中O2F2中的O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中的S元素的化合价是－2价，反应后变为SF6中的＋6价，所以H2S是还原剂，错误；C项，外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，错误；D项，根据化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量之比是1∶4，正确。是重要的化工原料，用途很广，其还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SOeq\o\al(2－,4)，常用作脱氯剂，主要用于治疗氰化物中毒。工业上可利用反应Na2CO3＋2Na2S＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2制取Na2S2O3，下列说法正确的是()只有还原性B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1C.每生成1molNa2S2O3，转移4××1023个电子D.标准状况下，每吸收4molSO2就会放出LCO2答案D解析在反应物Na2S中S的化合价为－2，在SO2中S的化合价为＋4，反应后产生的物质Na2S2O3中S的化合价为＋2，介于－2与＋4之间，因此Na2S2O3既是氧化产物，又是还原产物。A项，Na2S2O3中S的化合价为＋2，属于S的中间价态，则Na2S2O3既有氧化性，又有还原性，错误；B项，根据题意可知反应中氧化剂SO2与还原剂Na2S的物质的量之比为4∶2＝2∶1，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，错误；C项，由题给化学方程式可知，每生成3molNa2S2O3，转移8mol电子，则生成1molNa2S2O3，转移eq\f(8,3)mol电子，错误；D项，根据反应方程式可知消耗的SO2与产生的CO2的物质的量之比是4∶1，由于在相同条件下，气体的物质的量之比等于气体的体积之比，所以在相同条件下，每吸收4molSO2就会放出L(标准状况)CO2，正确。理解概念抓实质，解题应用靠特征，即从氧化还原反应的实质——电子转移去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。具体方法是找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步，特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应，必须弄清元素化合价的变化情况。1.性质强弱规律物质氧化性、还原性的强弱取决于元素得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，可从“热＞冷”(温度)、“浓＞稀”(浓度)、“易＞难”(反应条件、剧烈程度)，以及金属活动性顺序表、元素在周期表中的位置、原电池原理、电解池中离子的放电顺序等角度判断；还要学会从化学反应方向的角度判断“剂＞物”(同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性)。2.反应先后规律同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质，即强者优先反应。3.价态归中规律即同种元素不同价态之间的反应，高价态的元素化合价降低，低价态的元素化合价升高，但升高与降低的化合价不能交叉。如：KClO3＋6HCl=3Cl2↑＋KCl＋3H2O，氧化剂：KClO3，还原剂：HCl，氧化产物：Cl2，还原产物：Cl2。4.邻位价态规律氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态。如：(1)Cl－被氧化成Cl2，而不是更高价态氯元素。(2)S2－一般被氧化为S，S单质一般被氧化成SO2。(3)ClO－、ClOeq\o\al(－,3)作氧化剂、Cl－作还原剂时，一般被还原成Cl2，而不是Cl－。5.电子守恒规律对于有关氧化还原反应的计算，关键是氧化还原反应的实质——得失电子守恒，列出守恒关系求解，即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。题组一性质强弱规律的应用(一)由方程式判断强弱1.已知常温下，在溶液中可发生如下反应：Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Sn4＋。由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是()＋、Fe2＋、Ce3＋ ＋、Ce3＋、Sn2＋＋、Sn2＋、Ce3＋ ＋、Fe2＋、Sn2＋答案A解析根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由两个方程式可以得到还原性强弱顺序：Fe2＋＞Ce3＋，Sn2＋＞Fe2＋。故A项正确。(二)依据强弱顺序判断反应是否发生2.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是()＋6FeI2=2FeCl3＋4FeI3＋FeI2=FeCl2＋I2＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O＋＋2I－=2Fe2＋＋I2答案A解析Fe3＋能氧化I－，所以不可能生成FeI3，A错，D对；B项，当Cl2少量时，I－先被氧化；C项，由于Co2O3的氧化性强于Cl2的，所以Co2O3能氧化Cl－得到Cl2，而Co2O3被还原为Co2＋。(三)相互竞争的反应3.已知氧化性Br2＞Fe3＋。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为aFe2＋＋bBr－＋cCl2→dFe3＋＋eBr2＋fCl－下列选项中的数字与离子方程式的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是()43226 2101201202 22214答案B解析Cl2先氧化Fe2＋；A项，Cl2过量；C项，Cl2少量；D项，FeBr2和Cl2等量。4.向含有SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋、Br－、I－各mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是()答案C解析第一步：审题干信息题目描述溶液中四种离子的还原性顺序：SOeq\o\al(2－,3)＞I－＞Fe2＋＞Br－，四种离子的物质的量均为mol；故通入Cl2后，反应按先强后弱的顺序依次反应，即先与SOeq\o\al(2－,3)反应，待SOeq\o\al(2－,3)消耗完后，再与I－发生反应，并依次类推。第二步：审图示信息选项图示解题指导ASOeq\o\al(2－,3)＋Cl2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋2H＋molmol溶液中molSOeq\o\al(2－,3)完全反应消耗标准状况下LCl2B2I－＋Cl2=I2＋2Cl－molmol当溶液中molI－完全反应后共消耗标准状况下LCl2C2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－molmol溶液中molFe2＋完全反应后共消耗标准状况下Cl2的体积为LD2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－molmol溶液中molBr－完全反应后共消耗标准状况下Cl2的体积为L，且SOeq\o\al(2－,3)、I－、Fe2＋完全反应消耗的Cl2不是L而是L正确运用有关氧化性、还原性强弱的比较规律，对于提高解题能力有很大帮助。有关物质的氧化性或还原性的比较可以从多个角度进行考查，涉及的知识面很广，常考的判断依据：(1)根据金属活动性顺序比较。①金属活动性顺序：金属单质的还原性从K→Au逐渐减弱，其对应离子的氧化性从K＋→Au2＋逐渐增强。②非金属活动性顺序：一般某元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，对应非金属离子的还原性越弱。(2)根据原电池两极和电解池两极的放电顺序进行判断。原电池中，活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属作正极；电解池中，阳极上物质的放电顺序即为对应物质还原性由强到弱的顺序，阴极上的阳离子放电顺序即为阳离子氧化性由强到弱的顺序。题组二守恒规律的灵活应用(一)根据“守恒”进行计算5.在100mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中通入molCl2，有一半Br－变为Br2。则原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()mol·L－1 mol·L－1mol·L－1 mol·L－1答案C解析还原性H2SO3＞HBr，氯气先氧化H2SO3，H2SO3完全反应后，氯气有剩余，剩余氯气再氧化HBr。设浓度为cmol·L－1，由电子转移守恒可知，×2＋×＝×2，解得c＝，故C正确。6.(2016·上海，17)某铁的氧化物(FexO)g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为()答案A解析根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3＋转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mLCl2转移电子为mol。则：eq\f,56x＋16)×(3－eq\f(2,x))×x＝，解得x＝。故选项A正确。步骤1找物质找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物；步骤2定得失确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)；步骤3列等式根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式；步骤4找关系对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。(二)根据守恒进行配平7.(1)[2015·浙江理综，27Ⅰ(4)]完成以下氧化还原反应的离子方程式：()MnOeq\o\al(－,4)＋()C2Oeq\o\al(2－,4)＋________=()Mn2＋＋()CO2↑＋________答案2516H＋2108H2O解析C2Oeq\o\al(2－,4)在酸化的高锰酸钾溶液中被氧化，其离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(2)[2015·天津理综，10(2)②]完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()Fe2＋＋eq\x()________=eq\x()Cl－＋eq\x()Fe3＋＋eq\x()________答案166H＋163H2O解析根据化合价升降法配平ClOeq\o\al(－,3)、Fe2＋、Cl－、Fe3＋的化学计量数分别为1、6、1、6，再利用电荷守恒及元素守恒得出反应物中有6H＋，产物中有3H2O。(3)[2015·安徽理综，27(2)]请配平化学方程式：eq\x()NaBO2＋eq\x()SiO2＋eq\x()Na＋eq\x()H2——eq\x()NaBH4＋eq\x()Na2SiO3答案124212(4)[2016·天津理综，9(4)]配平反应的方程式：MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O，其化学计量数依次为________。答案1,2,4,1,1,3氧化还原反应方程式的配平可依据“得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒”顺利解答，有关氧化还原反应化学方程式的配平应掌握：(1)配平步骤标变价→列变化→求总数→配系数→细检查。(2)配平方法①正向配平法：如果被氧化、被还原的元素分别是两种不同的反应物，通常从方程式左边进行配平；②逆向配平法：对于自身氧化还原反应或反应物只有一种，一般从方程式右边配平较简便；③缺项配平法：这类方程式通常少写一种反应物或生成物(通常这种物质既不是氧化剂、还原剂，也不是氧化产物或还原产物)的化学式，要求确定其化学式。此类反应可先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，最后由质量守恒、电荷守恒确定所缺物质(分子或离子)的化学式和化学计量数。在近几年的高考中，氧化还原方程式配平不准的常见原因有：(1)化合价判断不准。近几年高考中常考的一些特殊物质中元素化合价如下：CuFeS2：Cu(＋2)、Fe(＋2)、S(－2)K2FeO4：Fe(＋6)Li2NH：N(－3)LiNH2：N(－3)AlN：N(－3)Na2S2O3：S(＋2)C2Oeq\o\al(2－,4)：C(＋3)HCN：C(＋2)、N(－3)CuH：Cu(＋1)、H(－1)FeOeq\o\al(n－,4)：Fe[＋(8－n)]Si3N4：Si(＋4)、N(－3)(2)依据电子得失守恒列等式时忽视变价原子的个数。(3)缺项氧化还原方程式配平时，“eq\x()”中或“________”上的化学计量数“1”容易忽略、漏掉。信息型氧化还原反应方程式的书写涉及元素化合价的变化。虽参加反应的物质比较陌生，但可依据氧化还原的得失电子守恒思想，写出主要反应物和产物，再根据溶液的性质，补上适当的反应物或生成物。具体步骤如下：1.根据题中信息，确定氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物。2.运用电子守恒和元素守恒快速配平。例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为重要化合物。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________________________________________________________________________。第一步：根据题给信息和所学知识列出反应式：氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物；Fe(OH)3＋ClO－——FeOeq\o\al(2－,4)＋Cl－。第二步：根据电子守恒确定上述式子“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”中各物质的化学计量数；2Fe(OH)3＋3ClO－——2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－第三步：根据电荷守恒，结合介质的酸碱性，在反应方程式两端添加H＋、OH－，使之满足电荷守恒的要求；2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－——2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－第四步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒；配平后的反应：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O第五步：检查并确定离子方程式。1.[2016·全国卷Ⅲ，27(2)①]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________________________________________________________________________。答案4NO＋3ClOeq\o\al(－,2)＋4OH－=4NOeq\o\al(－,3)＋3Cl－＋2H2O2.[2016·江苏，20(3)]一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BHeq\o\al(－,4)(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)eq\o\al(－,4)，其离子方程式为________________________________________________________________________。答案2Fe2＋＋BHeq\o\al(－,4)＋4OH－=2Fe＋B(OH)eq\o\al(－,4)＋2H2↑3.[2016·全国卷Ⅰ，27(4)]＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为________________________________________________。答案Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O或Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋8HSOeq\o\al(－,3)=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋5SOeq\o\al(2－,3)＋4H2O4.[2016·全国卷Ⅰ，28(2)]写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式________________________________________________________________________。答案2NaClO3＋H2SO4＋SO2=2NaHSO4＋2ClO25.(2016·上海，24)NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2，已知HCN、HOCN中N元素的化合价相同)，则反应的离子方程式：________________________________________________________________________。答案2OCN－＋3ClO－=COeq\o\al(2－,3)＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑6.工业上常用K2Cr2O7溶液测定硫酸亚铁铵的纯度，反应中Cr2Oeq\o\al(2－,7)被还原成Cr3＋。写出硫酸亚铁铵溶液与酸性K2Cr2O7溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________。答案6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O7.碱性条件下用NaClO处理含CN－的废水，生成一种无毒气体，该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。答案5ClO－＋2CN－＋2OH－=5Cl－＋2COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋H2O在高考中，氧化还原反应的考查往往渗透到综合实验如中和滴定实验、工业流程制备中，增大了试题的灵活度和难度。题组一氧化还原反应在综合实验中的应用1.某化学小组探究酸性条件下NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Fe3＋三种微粒的氧化性强弱，设计如下实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检查)。(忽略氧气对反应的影响)实验记录如下：实验序号实验操作实验现象Ⅰ向A装置中通入一段时间的SO2气体A中黄色溶液迅速变成深红棕色，最终变为浅绿色Ⅱ取出少量A装置中的溶液，先加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液加入KSCN溶液后溶液不变色，再加入BaCl2溶液产生白色沉淀Ⅲ打开活塞a，将过量稀HNO3加入装置A中，关闭活塞aA中浅绿色溶液最终变为黄色Ⅳ取出少量A装置中的溶液，加入KSCN溶液；向A装置中注入空气溶液变为红色；液面上方有少量红棕色气体生成请回答下列问题：(1)配制FeCl3溶液时，常常加入盐酸，目的是(用化学用语和简单文字叙述)：________________________________________________________________________。(2)资料表明，Fe3＋能与SO2结合形成深红棕色物质Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)，反应方程式为Fe3＋＋6SO2Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)。请用化学平衡移动原理解释实验Ⅰ中溶液颜色变化的原因________________________________________________________________________。(3)实验Ⅱ中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(4)实验Ⅲ中，浅绿色溶液变为黄色的原因是________________________________________________________________________。(5)实验Ⅳ中液面上方有少量红棕色气体生成，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(6)综合上述实验得出的结论是：在酸性条件下，氧化性强弱顺序是NOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋＞SOeq\o\al(2－,4)。请从微粒变化的角度解释______________________________________________________。答案(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入盐酸，增大c(H＋)，平衡左移，抑制Fe3＋水解(2)Fe3＋和SO2生成红棕色的Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)反应速率较快：Fe3＋＋6SO2Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)，而反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋反应缓慢，但是反应限度较大，使溶液中c(Fe3＋)降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液(3)Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓(4)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(5)2NO＋O2=2NO2(6)实验Ⅱ中溶液中检出Fe2＋和SOeq\o\al(2－,4)，说明Fe3＋氧化SO2生成SOeq\o\al(2－,4)，氧化性Fe3＋＞SOeq\o\al(2－,4)；实验Ⅲ中溶液变黄色、Ⅳ中检出有Fe3＋和NO生成，说明酸性条件下NOeq\o\al(－,3)氧化Fe2＋，氧化性NOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋；所以，在酸性条件下，氧化性强弱顺序是NOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋＞SOeq\o\al(2－,4)解析(1)FeCl3溶液中存在Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入盐酸，增大c(H＋)，平衡左移，抑制Fe3＋水解。(2)由题意可知，溶液中Fe3＋呈黄色，与SO2生成红棕色的Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)，后Fe3＋与SO2发生氧化还原反应，生成Fe2＋，得到浅绿色溶液，所以实验Ⅰ中溶液颜色变化的原因为Fe3＋和SO2生成红棕色的Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)反应速率较快，Fe3＋＋6SO2Fe(SO2)eq\o\al(3＋,6)；而反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋反应缓慢，但是反应限度较大，使溶液中c(Fe3＋)降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液。(3)反应Ⅱ中Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)生成BaSO4沉淀，发生反应的离子方程式是Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。(4)实验Ⅲ中，浅绿色溶液变为黄色的原因是硝酸将Fe2＋氧化Fe3＋，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(5)实验Ⅳ中液面上方有少量红棕色气体生成，是由于NO与氧气反应生成红棕色的NO2，发生反应的化学方程式是2NO＋O2=2NO2。(6)实验Ⅱ中溶液中检验出Fe2＋和SOeq\o\al(2－,4)，说明Fe3＋氧化SO2生成SOeq\o\al(2－,4)，氧化性Fe3＋＞SOeq\o\al(2－,4)；实验Ⅲ中溶液变黄色、Ⅳ中检验出有Fe3＋和NO生成，说明酸性条件下NOeq\o\al(－,3)氧化Fe2＋，氧化性NOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋；所以，在酸性条件下，氧化性强弱顺序是NOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋＞SOeq\o\al(2－,4)。题组二氧化还原反应在工业制备中的应用2.(2016·江苏，18)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。(1)Ca(OH)2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。Ca(OH)2＋H2O2＋6H2O=CaO2·8H2O反应时通常加入过量的Ca(OH)2，其目的是________________________________________________________________________。(2)向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后，池塘水中浓度增加的离子有________(填序号)。＋ ＋\o\al(2－,3) －(3)水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置；加入适量稀H2SO4，待MnO(OH)2与I－完全反应生成Mn2＋和I2后，以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测定过程中物质的转化关系如下：O2eq\o(→,\s\up7(Mn2＋))MnO(OH)2eq\o(→,\s\up7(I－))I2eq\o(→,\s\up7(S2O\o\al(2－,3)))S4Oeq\o\al(2－,6)①写出O2将Mn2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：________________________________________________________________________。②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样mL，按上述方法测定水中溶解氧量，消耗00mol·L－1Na2S2O3标准溶液mL。计算该水样中的溶解氧(用mg·L－1表示)，写出计算过程。答案(1)提高H2O2的利用率(2)AD(3)①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓②在mL水样中I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)n(I2)＝eq\f(cNa2S2O3·VNa2S2O3,2)＝eq\f00mol·L－1×mL×10－3L·mL－1,2)＝×10－5mol，n[MnO(OH)2]＝n(I2)＝×10－5mol，n(O2)＝eq\f(1,2)n[MnO(OH)2]＝eq\f(1,2)××10－5mol＝×10－5mol，水中溶解氧＝eq\f×10－5mol×32g·mol－1×1000mg·g－1,mL×10－3L·mL－1)＝mg·L－1解析(1)Ca(OH)2过量，促进H2O2吸收，提高H2O2的利用率。(2)CaO2·8H2O溶于水与水反应生成Ca(OH)2和O2，增加了Ca2＋和OH－的浓度。(3)①反应物为O2、Mn2＋，生成物为MnO(OH)2，溶液呈碱性，可以补充OH－配平。专题强化练1.下列叙述正确的是()A.发生化学反应时失去电子越多的金属原子，还原能力越强B.活泼非金属单质在氧化还原反应中只作氧化剂C.阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性D.含有某元素最高价态的化合物不一定具有强氧化性答案D解析A项，还原能力的强弱和失电子的难易有关而和失电子的数目无关，如金属钠和金属铁的还原能力是金属钠强于金属铁，错误；B项，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，氯气既是氧化剂又是还原剂，所以活泼非金属单质在氧化还原反应中不一定只作氧化剂，错误；C项，最高价态的阳离子一般具有氧化性，如Fe3＋，最低价态的阴离子一般具有还原性，如I－，但Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)都既有氧化性又有还原性，错误；D项，含最高价元素的化合物，如碳酸钠中碳元素为最高价，却不具有强氧化性，正确。2.氟氧酸是较新颖的氧化剂，应用性极强，可用被氮气稀释的氟气在细冰上缓慢通过制得：F2＋H2O=HOF＋HF。该反应中水的作用与下列反应中水的作用相同的是()A.钠与水反应制氢气B.过氧化钠与水反应制氧气C.氯气与水反应制次氯酸D.氟单质与水反应制氧气答案D解析F2＋H2O=HOF＋HF中，水中O元素的化合价升高，水是还原剂。A项，水中H元素的化合价降低，水为氧化剂，故A不选；B项，水中O元素的化合价不变，水既不是氧化剂也不是还原剂，故B不选；C项，只有Cl元素的化合价发生变化，水既不是氧化剂也不是还原剂，故C不选；D项，水中O元素的化合价升高，水为还原剂，故选D。3.已知某反应中反应物与生成物有：KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。下列说法中不正确的是()A.该未知物X为Na2SO4B.该反应的氧化剂是KIO3C.该反应中，发生氧化反应的过程是KIO3→I2D.由反应可知还原性强弱顺序为Na2SO3＞I2答案C解析A项，由题意可知发生反应的化学方程式为2KIO3＋5Na2SO3＋H2SO4=K2SO4＋5Na2SO4＋I2＋H2O，从化学方程式可以看出，未知物X为Na2SO4，正确；B项，该反应中反应物KIO3中的I(＋5)，生成物I2中碘元素的化合价为0，化合价降低，被还原，自身作氧化剂，B正确、C错误；D项，Na2SO3在反应中作还原剂，I2为还原产物，还原性：还原剂＞还原产物，正确。4.工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)，其主要反应为①4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O2eq\o(=,\s\up7(高温))8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2②2Na2CrO4＋H2SO4=Na2SO4＋Na2Cr2O7＋H2O下列说法正确的是()A.反应①和②均为氧化还原反应B.反应①的氧化剂是O2，还原剂是FeO·Cr2O3C.高温下，O2的氧化性强于Fe2O3，弱于Na2CrO4D.反应①中每生成1molNa2CrO4时转移电子3mol答案B解析A项，②中元素化合价没有发生变化；C项，高温下，O2的氧化性强于Fe2O3，也强于Na2CrO4；D项，每生成1molNa2CrO4应转移eq\f(7×2×2,8)mol＝mol电子。5.已知酸性溶液中还原性的强弱顺序为SOeq\o\al(2－,3)＞I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－，下列反应不能发生的是()＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2I－＋2H＋＋＋I2=2Fe3＋＋2I－＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－＋2H＋答案C解析A项，因该反应中S元素的化合价升高，Fe元素的化合价降低，则SOeq\o\al(2－,3)为还原剂，还原性强弱为SOeq\o\al(2－,3)＞Fe2＋，与已知的还原性强弱一致，能发生，故A不选；B项，因该反应中S元素的化合价升高，I元素的化合价降低，则SOeq\o\al(2－,3)为还原剂，还原性强弱为SOeq\o\al(2－,3)＞I－，与已知的还原性强弱一致，能发生，故B不选；C项，因该反应中Fe元素的化合价升高，I元素的化合价降低，则Fe2＋为还原剂，还原性强弱为Fe2＋＞I－，与已知的还原性强弱不一致，反应不能发生，故C选；D项，因该反应中Br元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则SOeq\o\al(2－,3)为还原剂，还原性强弱为SOeq\o\al(2－,3)＞Br－，与已知的还原性强弱一致，能发生，故D不选。6.现有M、N、P、E4种元素的单质，能发生以下反应：①在水溶液中，M＋N2＋=M2＋＋N②P＋2H2O(冷)=P(OH)2＋H2↑③N、E相连浸入稀H2SO4中，电极反应式为N－2e－=N2＋，2H＋＋2e－=H2↑判断它们的还原性由强到弱的顺序是()、N、P、E 、M、N、E、N、E、P 、P、M、N答案B解析根据①可知还原性：M＞N，根据③可知还原性：N＞E，而P能与冷水直接反应，故P的还原性最强，由此可得还原性：P＞M＞N＞E。、X、Y和Z是四种元素，其常见化合价均为＋2，且X2＋与单质R不反应；X2＋＋Z=X＋Z2＋；Y＋Z2＋=Y2＋＋Z。这四种元素的离子被还原成0价时表现的氧化性强弱顺序正确的是()＋＞X2＋＞Z2＋＞Y2＋＋＞R2＋＞Y2＋＞Z2＋＋＞Z2＋＞R2＋＞X2＋＋＞X2＋＞R2＋＞Y2＋答案A解析据X2＋＋Z=X＋Z2＋知氧化性：X2＋＞Z2＋，据Y＋Z2＋=Y2＋＋Z知氧化性：Z2＋＞Y2＋，由X2＋与单质R不反应推知氧化性：R2＋＞X2＋。8.新型纳米材料MFe2Ox(3＜x＜4)中M表示＋2价的金属元素，在反应中化合价不变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S，转化过程表示如图。下列说法正确的是()eq\x(MFe2Ox)eq\o(→,\s\up7(常温),\s\do5(SO2))eq\x(MFe2Oy)＞y是该反应的催化剂是还原剂D.氧化性：MFe2Oy＞SO2答案C解析A项，MFe2Ox是还原剂，化合价升高被氧化，由于M表示＋2价的金属元素，在反应中化合价不发生变化，故氧元素负价数增加，氧原子数目增多，故x＜y，故A错误；B项，催化剂反应前后不会发生化学变化，SO2转化为S，故二氧化硫不是催化剂，故B错误；C项，反应中，二氧化硫变成S，化合价由＋4→0，被还原，作氧化剂，故MFe2Ox是还原剂，故C正确；D项，反应中SO2转化为S，SO2作氧化剂，MFe2Oy是氧化产物，则氧化性：MFe2Oy＜SO2，故D错误。g金属锡跟100mL12mol·L－1HNO3共热一段时间。完全反应后测定溶液中c(H＋)为8mol·L－1，溶液体积仍为100mL。放出的气体在标准状况下体积约为L。由此推断氧化产物可能是(Sn的相对原子质量为119)()(NO3)4 (NO3)2·4H2O 答案C解析n(Sn)＝eq\fg,119g·mol－1)＝mol，n(HNO3)＝12mol·L－1×L＝mol,12mol·L－1的硝酸是浓硝酸，反应后溶液中c(H＋)为8mol·L－1，说明生成的气体是二氧化氮，n(NO2)＝eq\fL,L·mol－1)＝mol，设Sn被氧化后的化合价为x，根据转移电子守恒得mol×(5－4)＝mol×(x－0)，得x＝＋4，又溶液中c(H＋)＝8mol·L－1，而c(NOeq\o\al(－,3))＝eq\fmol－mol,L)＝8mol·L－1，根据溶液电中性可判断溶液中不存在Sn(NO3)4，所以可能存在的是SnO2·4H2O。10.某无机盐Y由三种元素组成，受热可分解。称取g的Y，完全分解可得g红棕色粉末Z；同时产生两种气体，其中一种成分为O2，O2体积为336mL(已折算成标准状况)。若将此混合气体通入水中，可被完全吸收，所得溶液恰能将Z溶解，得到黄色Y溶液。Z通常可用于生产颜料及防锈油漆。请推测并回答：(1)Z的化学式是________________。(2)写出Y受热分解的化学反应方程式____________________________________________。(3)若向Y的稀溶液中通入SO2，溶液由黄色变成浅绿色，后又变成黄色。写出最初溶液变成浅绿色所发生的离子方程式_____________________________________________________。(4)Z可用于汽车安全气囊中，当其中的NaN3高温分解产生大量N2时，生成的Na可与Z反应生成一种单质及一种化合物。写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。答案(1)Fe2O3(2)4Fe(NO3)3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(4)Fe2O3＋6Naeq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3Na2O解析分解生成的Z通常可用于生产颜色料及防锈油漆，则Z为Fe2O3；若将此混合气体通入水中，可被完全吸收，所得溶液恰能将Z溶解，说明生成的溶液为酸溶液，得到黄色Y溶液，则Y溶液中含有Fe3＋，根据题目(3)，向Y的稀溶液中通入SO2，溶液由黄色变成浅绿色，说明SO2与Fe3＋反应生成浅绿色的Fe2＋，而随后溶液又变为黄色，证明酸性条件下，Y稀溶液中的酸根具有强氧化性，证明该酸根为NOeq\o\al(－,3)；则Y为Fe(NO3)3，分解产生的两种气体为NO2和O2，将混合气体通入水中，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，由于标准状况下O2体积为336mL，则NO2的体积为1344mL。(1)通过上面的分析可知，Z为Fe2O3。(2)Fe(NO3)3受热分解产生Fe2O3、NO2和O2，方程式为4Fe(NO3)3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑。(3)向Fe(NO3)3稀溶液中通入SO2，溶液由黄色变成浅绿色，发生的化学反应的离子方程式：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。(4)Fe2O3与Na在氮气的氛围中发生反应，置换出Fe与Na2O，反应的化学方程式：Fe2O3＋6Naeq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3Na2O。11.(1)取300mLmol·L－1的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则消耗KMnO4的物质的量的是________mol。(2)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是________________________________________________，又变为棕黄色的原因是用离子方程式解释__________________________________________。(3)在100mLFeBr2溶液中通入标准状况下LCl2，溶液中有eq\f(1,4)的Br－被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为________。(4)三氟化氮(NF3)是一种无色，无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO3，请根据要求回答下列问题：①写出该反应的化学方程式____________________________________________，反应中生成molHNO3，转移的电子数目为__________________________________________________。②NF3无色、无臭，但一旦在空气中泄漏，还是易于发现，判断该气体泄漏时的现象是_______________________________________________________________________________。答案(1)(2)2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(3)eq\f(4,3)mol·L－1(4)①3NF3＋5H2O=9HF＋2NO＋HNO3②出现红棕色气体解析(1)根据题意高锰酸钾氧化KI为I2和KIO3，已知碘原子的物质的量是L×mol·L－1＝mol，则I2和KIO3的物质的量均为mol，共失去电子的物质的量是mol×2×[0－(－1)]＋mol×[5－(－1)]＝mol，而Mn元素的化合价从＋7价降为＋2价，根据得失电子守恒规律，有(7－2)×n(KMnO4)＝mol，n(KMnO4)＝mol。(2)溶液由黄色变为浅绿色是因为硝酸铁与亚硫酸钠发生氧化还原反应，铁离子被还原为亚铁离子的缘故，离子方程式为2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；然后溶液又变黄色，是因为反应后的溶液显酸性，氢离子与硝酸根离子把亚铁离子又氧化为铁离子，反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)设FeBr2的物质的量浓度为c，氯气的物质的量是L÷L·mol－1＝mol，因还原性Fe2＋＞Br－，溶液中有eq\f(1,4)的Br－被氧化成单质Br2，先后发生反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－，由电子守恒可知，mol×2＝c×L×(3－2)＋c×L×2×eq\f(1,4)×(1－0)，解得c＝eq\f(4,3)mol·L－1。(4)①三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO3，则根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式是3NF3＋5H2O=9HF＋2NO＋HNO3；根据化学方程式可知：每生成1molHNO3，转移电子的物质的量是2mol，现生成molHNO3，则转移电子的物质的量是mol，即转移电子数目是。②根据3NF3＋5H2O=9HF＋2NO＋HNO3可知NF3无色、无臭，但一旦在空气中泄漏，会产生NO，NO易被空气氧化成红棕色气体NO2，所以易于发现。12.含硫化合物在生产生活中应用广泛，科学使用对人体健康及环境保护意义重大。(1)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化。这应用了SO2的________性。(2)某水体中硫元素主要以S2Oeq\o\al(2－,3)形式存在。在酸性条件下，该离子会导致水体中亚硫酸的浓度增大，原因是________________________________________________________________。(3)实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量：①滴定时，KIO3和KI作用析出I2，完成并配平下列离子方程式：________IOeq\o\al(－,3)＋________I－＋________eq\x()=________I2＋________H2O②反应①所得I2的作用是_______________________________________________________。③滴定终点时，100mL的水样共消耗xmL标准溶液。若消耗1mL标准溶液相当于SOeq\o\al(2－,3)的质量1g，则该水样中SOeq\o\al(2－,3)的含量为________mg·L－1。答案(1)还原(2)在酸性条件下，溶液中的H＋与S2Oeq\o\al(2－,3)发生反应：2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=SO2＋S↓＋H2O，SO2溶于水，发生反应SO2＋H2OH2SO3，使水体中亚硫酸浓度增大(3)①156H＋33②氧化SOeq\o\al(2－,3)、S2Oeq\o\al(2－,3)；可以与淀粉有明显显色现象，有利于观察滴定终点③104x解析(1)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化。这说明其中的氧气是与SO2发生反应，故应用了SO2的还原性。(2)在体系中不存在其他氧化剂时，只能发生S2Oeq\o\al(2－,3)自身氧化还原反应，2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=SO2＋S↓＋H2O，SO2溶