【课件】高考化学二轮复习离子反应与氧化还原反应课件（118张）

第2讲离子反应与氧化还原反应考情分析·备考定向高频考点·探究突破学

科

素

养

练新题演练·能力迁移考情分析·备考定向专题知识脉络

能力目标解读热点考题诠释1.(2020全国Ⅲ,改编)对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式的是(

)。A解题要领:本题考查了离子方程式的正误判断。Na2SO3具有还原性,而Cl2具有氧化性,两者会发生氧化还原反应,生成Na2SO4和HCl,当参加反应的Cl2较少时,反应生成的HCl会与Na2SO3反应生成NaHSO3,A项正确;CO2通入CaCl2溶液时,CO2与CaCl2不反应,B项错误;H2O2溶液中加入FeCl3溶液时,FeCl3作H2O2分解的催化剂,C项错误;同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合时,发生反应:H++OH-═H2O,D项错误。2.(2019全国Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是(

)。A3.(2019全国Ⅱ,节选)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉(ZnS·BaSO4):(1)在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为

。

回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为

。

(2)在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的

(填化学式)。

(3)沉淀器中反应的离子方程式为

。解题要领:(1)由于焦炭过量,故C被氧化为CO,反应的化学方程式为4C+BaSO4

BaS+4CO↑;根据生成CO2和一种清洁能源气体的信息可以写出CO与H2O反应生成CO2与H2的化学方程式。(2)根据信息并结合框图可知,还原料的主要成分为BaS,BaS表面与空气中的H2O和CO2反应生成有臭鸡蛋气味的H2S和难溶于水的BaCO3。(3)根据立德粉的化学式和框图可知反应的离子方程式为4.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为

。

(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:

。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为

、

。“电解”中阴极反应的主要产物是

。

(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为

,该反应中氧化产物是

。

(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为

g。(计算结果保留两位小数)

答案:(1)+3价(2)2NaClO3+SO2+H2SO4═2ClO2+2NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液(4)2∶1

O2(5)1.57解题要领:(1)NaClO2中Na为+1价,O为-2价,则Cl为+3价。(2)NaClO3中Cl为+5价,转化为ClO2,Cl变为+4价,NaClO3表现氧化性,SO2表现还原性,S由+4价上升到+6价,即SO2转化为NaHSO4,化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4═2NaHSO4+2ClO2。(4)用于“尾气吸收”的溶液中有NaOH、H2O2,与ClO2反应过程中,ClO2为氧化剂,Cl由+4价降低到+3价,还原产物为NaClO2,H2O2为还原剂,O由-1价升高到0价,氧化产物为O2,反应的化学方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH═2H2O+O2+2NaClO2。高频考点·探究突破命题热点一

离子方程式的书写有关离子方程式书写的思维路径问题探究如何判断离子反应的先后顺序?(1)氧化还原型离子反应。同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,书写此类反应的离子方程式应按如下程序:确定氧化剂(或还原剂)强弱顺序→判断反应顺序→据题给数据确定离子反应。例1(2020安徽高中名校高三联考)铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl,主要用于鞣制皮革。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂的一种工艺如图所示:请回答下列问题:(1)产生气体B的化学方程式为

。

(2)氧化时,发生反应的离子方程式为

。

(3)废渣的主要成分为

(填化学式)。

分析推理:铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等,加水后,AlN发生水解反应生成氢氧化铝和NH3,为了不引入杂质,酸溶时,应加入盐酸,加入盐酸酸溶后,生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液,其中铝与盐酸反应产生氢气,加入过氧化氢溶液可氧化亚铁离子为铁离子,加入纯碱调节溶液pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,则废渣为氢氧化铁,气体C为CO2,采用喷雾干燥制备铝鞣剂。(1)酸溶时,加入的酸是盐酸,铝与盐酸反应生成氢气,B为氢气,反应的化学方程式为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑;(2)酸溶后,生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液,加入过氧化氢溶液可氧化亚铁离子为铁离子,则氧化时,发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O;

(3)由以上分析可知,废渣的主要成分为Fe(OH)3。答案:(1)2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑(2)2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O(3)Fe(OH)3题后反思工艺流程中的离子方程式书写方法1.细读题干寻找提纯对象,结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。2.确定未知反应的反应物离子和生成物离子,根据题意分析溶液环境,配平离子方程式。对点训练11.(1)已知ClO2在碱性溶液中生成亚氯酸盐和氯酸盐的混合物,其离子方程式为

。

(2)铈是一种重要的稀土金属元素,以下是其重要化合物Ce(OH)4的一种制备方法:(注:高铈是指溶液中铈元素的化合价为+4价)①写出加入氨水时发生反应的离子方程式:

。

②“氧化”过程若用NaClO代替O2,写出该反应的离子方程式:

。

(3)金属Mg与CH3Cl在一定条件下反应可生成CH3MgCl,CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂,易与水发生水解反应并有无色无味气体和沉淀生成。写出CH3MgCl水解的离子方程式:

。

解析:(2)①加入氨水,Ce3+转化成Ce(OH)3沉淀。②ClO-把Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4,离子方程式为2Ce(OH)3+ClO-+H2O═2Ce(OH)4+2Cl-。(3)CH3MgCl水解生成甲烷气体、氢氧化镁沉淀和氯化镁。2.(2020广东揭阳高三月考)重金属元素铬的毒性较大,含铬废水须经处理达标后才能排放。Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:注:部分阳离子在常温下以氢氧化物形式完全沉淀时的溶液的pH见下表。(1)氧化过程中可加入代替H2O2的试剂是

(填字母)。A.Na2O2 B.HNO3C.FeCl3 D.KMnO4(2)还原过程中,每消耗172.8g

转移4.8mole-,该反应的离子方程式为

。

命题热点二离子共存以离子共存为中心的解题思维路径问题探究判断离子能否大量共存时有哪几种隐含陷阱?(1)离子颜色。若限定溶液无色,则Cu2+、Fe2+、Fe3+、

等有色离子不能大量存在。(2)溶液酸、碱性。(3)溶液中隐含情况。

例2下列离子组在指定的反应体系中能大量存在的是(

)。答案:C题后反思(1)发生相互促进水解反应的各种离子均不能大量共存。(2)注意与量有关的反应体系中,离子类型的判断。(3)注意隐含的有氧化性的物质。对点训练21.一定能在下列溶液中大量共存的离子组是(

)。B解析:A项,溶液可能呈酸性或碱性,铵根离子在碱性条件下不能大量存在,碳酸氢根离子与氢离子或氢氧根离子都能反应而不能大量存在;B项,溶液为碱性,四种离子不反应,能大量共存;C项,铁离子和碘离子发生氧化还原反应而不能大量共存,Fe3+与SCN-不能大量共存;D项,高锰酸根离子为紫色。D解析:该溶液是强酸性溶液,会与H+发生反应,不能大量共存,故A错误;因为加入氯水后,Cl2被还原,则溶液中一定含有还原性离子Fe2+,故强酸性溶液中无高锰酸根离子,溶液不显紫色,故B错误,D正确;

由于加了氯水,不能说明原强酸性溶液中一定含有Cl-,故C错误。命题热点三氧化还原反应的概念与规律应用有关氧化还原反应概念解题的思维路径问题探究氧化还原反应的规律有哪些?(1)守恒律。化合价升高总数与降低总数相等,实质是反应中失电子总数与得电子总数相等。该规律可应用于氧化还原反应方程式的配平及相关计算等。(2)强弱律。氧化性:氧化剂>氧化产物。还原性:还原剂>还原产物。强弱律的应用:在适宜条件下,用氧化性(或还原性)较强的物质可制备氧化性(或还原性)较弱的物质;用于比较物质的氧化性或还原性的强弱。(3)优先律。当存在多种还原剂(或氧化剂)时,氧化剂(或还原剂)通常先与还原性(或氧化性)最强的还原剂(或氧化剂)反应。如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的还原性强于Br-,则先发生反应:2I-+Cl2═2Cl-+I2,然后发生反应:2Br-+Cl2═2Cl-+Br2。(4)价态律。有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)。价态律可应用于判断物质的氧化性、还原性。例3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O2B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2C.第③组反应中生成1molCl2,转移电子10molD.氧化性由强到弱的顺序为分析推理:(1)①组反应中,根据氢原子守恒,判断还应生成何种产物?还应有H2O生成。(2)③组反应中,Mn元素化合价降低,而Cl元素的化合价应如何变化?Cl2是由Cl-被氧化得到的吗?③组中的反应是

氧化了Cl-,Cl的化合价由-1价升高到0价,则生成1

mol

Cl2,转移电子为2

mol。(3)由②组反应判断,Fe3+能氧化Br-吗?由②组反应可知,Fe3+不能氧化Br-,所以氧化性:Br2>Fe3+。答案:B题后反思(1)应在具体的反应中来比较氧化性和还原性强弱,因为即使相同的物质其氧化性和还原性也会因浓度、反应条件的改变而改变。(2)可以通过氧化性(或还原性)强弱来判断反应发生的可能性,即:氧化性(或还原性)强的物质通过反应能得到氧化性(或还原性)弱的物质,其反应规律类似于我们平时所说的强酸制弱酸。对点训练31.有下列三个反应:①Cl2+FeI2═FeCl2+I2②2Fe2++Br2═2Fe3++2Br-③Co2O3+6HCl═2CoCl2+Cl2↑+3H2O下列说法正确的是(

)。A.①②③中的氧化产物分别是I2、Fe3+、CoCl2B.氧化性:Co2O3>Cl2>Fe3+C.根据反应①一定可以推理得到Cl2+FeBr2═FeCl2+Br2D.在反应③中当1molCo2O3参加反应时,有1molHCl被氧化B解析:三个反应中元素化合价升高所得到的产物分别是I2、Fe3+、Cl2,它们是氧化产物,A项错误;氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物。在反应①中,氧化性:Cl2>Fe3+>I2。在反应②中,氧化性:Br2>Fe3+。在反应③中,氧化性:Co2O3>Cl2。所以氧化性顺序是Co2O3>Cl2>Br2>Fe3+,B项正确;根据氧化性顺序:Cl2>Br2>Fe3+。Cl2和FeBr2反应时,氯气既能氧化Br-又能氧化Fe2+,所以还可能生成Fe3+和Br2,C项错误;在反应③中生成1

mol

Cl2时,有6

mol的HCl参加反应,其中2

mol

HCl被氧化,故D项错误。2.(2020广西桂林高三模拟)用饱和硫酸亚铁、浓硫酸与硝酸钾反应可以制得纯度为98%的NO,其反应为FeSO4+KNO3+H2SO4(浓)→Fe2(SO4)3+NO↑+K2SO4+H2O(未配平)。下列有关说法不正确的是(

)。A.该反应的氧化剂是KNO3B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶3C.Fe2(SO4)3、K2SO4、H2O均为电解质D.该反应中生成144gH2O,转移电子的物质的量为12molB解析:在反应FeSO4+KNO3+H2SO4(浓)→Fe2(SO4)3+NO↑+K2SO4+H2O中,N元素的化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低,获得电子,所以该反应的氧化剂是KNO3,A正确;配平的化学方程式为6FeSO4+2KNO3+4H2SO4(浓)═3Fe2(SO4)3+2NO↑+K2SO4+4H2O,在该反应中KNO3为氧化剂,还原产物是NO,FeSO4为还原剂,Fe2(SO4)3是氧化产物,根据反应过程中电子转移的数目相等,可得n(KNO3)∶n(FeSO4)=1∶3=2∶6,则氧化产物Fe2(SO4)3与还原产物NO的物质的量之比为3∶2,B错误;Fe2(SO4)3、K2SO4都是盐,属于强电解质,H2O能部分电离,是弱电解质,因此这几种物质均为电解质,C正确;根据方程式可知,反应每产生72

g

H2O,转移电子的物质的量为6

mol,则生成144

g

H2O,转移电子的物质的量为12

mol,D正确。命题热点三氧化还原反应的配平与计算有关氧化还原反应方程式配平的思维路径问题探究1.如何配平缺项氧化还原反应方程式?(1)方法:先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物,再根据原子守恒进行配平。(2)补项原则:2.氧化还原反应方程式的配平有哪些步骤?第1步:根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。第2步:根据溶液的酸碱性,通过在方程式的两端添加H+或OH-的形式使方程式两端的电荷守恒。第3步:根据原子守恒,通过在方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。(3)若反应过程中转移0.5mol电子,则生成标准状况下的N2体积为

。

分析推理:(1)常利用原子守恒配平化学方程式。反应中由碘原子守恒可知x=2,由电荷守恒可计算y=4,由氢原子守恒可知z=2,该反应中氮元素的化合价降低,则

为氧化剂。(2)充分利用所给信息,判断出生成物。铝在碱性条件下会转化成NaAlO2,铝元素化合价升高,被氧化,氮元素化合价降低,被还原,由电子守恒和原子守恒可知,反应为10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O。(3)根据反应过程中,转移的电子数与某种物质的关系,可进行相关计算。本题转移的电子数与N2的关系:3N2~30e-。过程中转移0.5

mol电子,则生成标准状况下的N2体积为0.5

mol××22.4

L·mol-1=1.12

L。题型建模氧化还原反应计算“三环节”对点训练41.(1)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为

。

(2)KClO3可以与草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式:

。

答案:(1)PbO2+4HCl(浓)

PbCl2+Cl2↑+2H2O(2)2KClO3+H2C2O4+2H2SO4═2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O(3)1

2

4

2

1

2(4)1

6

6H+

1

6

3H2O解析:(1)由题意可知,生成的黄绿色气体应为Cl2,氯元素的化合价升高,则铅元素的化合价降低,反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O。(2)KClO3有氧化性,H2C2O4有还原性,在酸性条件下KClO3可以与草酸(H2C2O4)生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。则根据电子守恒及原子守恒,可得该反应的化学方程式为2KClO3+H2C2O4+2H2SO4═2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O。(3)在该反应中,金属Na由0价升高到+1价,而H2中的H由0价降低到-1价,其余元素的化合价都未改变,可设NaBH4的化学计量数为1,根据H守恒可知H2的化学计量数为2,根据电子守恒可知,Na的化学计量数为4,根据B守恒可知NaBO2的化学计量数为1,根据Na守恒可知Na2SiO3的化学计量数为2,根据Si守恒可知SiO2的化学计量数为2。(4)根据题意,氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl元素的化合价从+5价降低到-1价,得到6个电子,而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的化学计量数为1,Fe2+的化学计量数为6,则铁离子的化学计量数也是6,氯离子的化学计量数是1,根据电荷守恒,则氢离子的化学计量数是6,水的化学计量数是3。答案:46.8mg学

科

素

养

练素

养

必

备信息型氧化还原方程式、离子方程式的书写1.书写方法。2.书写关键——识记常见氧化剂、还原剂及产物预测。(1)常见的氧化剂及产物预测。(2)常见的还原剂及产物预测。

【解题示例】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

。

学科素养强化训练1.(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:

。

(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的

还原成Cr3+,该反应的离子方程式为

。

(3)(2018江苏化学,节选)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:

。

解析:根据氧化还原反应方程式的配平方法可写出该反应的化学方程式。2.(2020河北隆化高三期中)四氯化钛(TiCl4)是制取航空材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3,不溶于水)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如图:回答下列问题:(1)“酸浸”时需要将钛铁矿粉碎,其目的是

。

(2)浸出液呈强酸性,含有TiO2+、Fe2+及少量Fe3+、Al3+等离子,则生成TiO2+的离子方程式是

。

(3)“反应”时需加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:2Fe3++Fe═3Fe2+2TiO2+(无色)+Fe+4H+═2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2OTi3+(紫色)+Fe3++H2O═TiO2+(无色)+Fe2++2H+加入铁屑的作用是

。

(4)过程③生成的废气中含有CO,则TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应的化学方程式是

。

解析:(1)将钛铁矿粉碎,可以增大固体反应物的接触面积,增大反应速率;(2)根据已知信息,确定部分反应物FeTiO3和生成物TiO2+、Fe2+,再结合元素守恒、电荷守恒,配平生成TiO2+的离子方程式为FeTiO3+4H+═TiO2++Fe2++2H2O;(4)过程③反应物为TiO2、氯气、焦炭,生成的废气中含有CO,根据得失电子守恒、元素守恒写出方程式,则TiO2与焦炭、氯气在高温下发生反应的化学方程式是TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。新题演练·能力迁移1.(2020广西桂林高三月考)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(

)。B解析:FeCl3与Fe反应生成FeCl2,化学方程式为2FeCl3+Fe═

3FeCl2,此过程中Fe的化合价发生变化,涉及氧化还原反应,故A不符合题意;MgCl2与NaOH溶液发生复分解反应MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl,过量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH═NaCl+H2O

,此过程中元素化合价没有发生变化,未涉及氧化还原反应,故B符合题意;部分氯气与H2O

发生反应生成氯化氢和次氯酸,反应过程中氯元素化合价变化,

故C不符合题意;NO2与水反应生成硝酸和NO,反应过程中氮元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,故D不符合题意。CD4.(2020广西南宁高三月考)轻质碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2·3H2O]在化工生产上有广泛的用途。以卤块(主要成分为MgCl2,含Fe2+、Fe3+等杂质离子)为原料制备它的工艺流程如下:常温下,Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氢氧化物沉淀时的pH如下表所示:[注:Fe(OH)2沉淀呈絮状,不易从溶液中除去。](1)写出一条能提高酸浸速率的措施:

。(2)“氧化”过程中,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为

。

(3)加入NaOH溶液调节pH,通常控制pH在9.0左右,其目的是

。

(4)热解时,反应的离子方程式为

。

(5)操作Ⅰ、Ⅱ均是将固体与液体分离,但在对分离后所得固体的操作上有明显差异,差异是

。

答案:(1)将卤块粉碎(或加热、搅拌、适当增大盐酸浓度等)(2)1∶2(3)将溶液中的Fe3+尽可能多地除去,同时避免Mg2