专题五 氧化还原反应含答案Word文档格式.docx
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调研2有Fe2+、NO3—、Fe3+、NH4+、H+和H2O六种粒子,属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物,下列叙述不正确的是()
A.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶8
B.该过程说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
C.每1molNO3—发生氧化反应,转移8mole—
D.若把该反应设计为原电池,则负极反应为Fe2+-e—=Fe3+
解析:
酸性条件下NO3-具有强氧化性,Fe3+也具有氧化性,故NO3-氧化了Fe2+为Fe3+,该反应的总反应为:
8Fe2++NO3—+10H+=8Fe3++NH4++3H2O,B正确;
氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
8,正确;
NO3-中氮的化合价为+5价,NH4+氮的化合价为-3价,故1molNO3-发生了还原反应,C项错误;
原电池的负极反应发生氧化反应,D项正确。
答案:
C
【规律总结】“强生弱”是氧化还原反应中的重要原理,有关氧化性、还原性比较可以从多角度进行,涉及到的知识面很广,常考的判断依据有:
(1)根据活动性顺序比较,①金属活动性顺序:
金属单质的还原性从K→Au逐渐减弱,反之K+→Au2+氧化性增强。
②非金属活动顺序:
一般地说非金属性越强,单质氧化性越强,对应非金属离子的还原性越弱。
(2)根据原电池的两极和电解池两极的放电顺序判断,原电池中:
活泼性较强的金属为负极,活拨性较弱的金属为正极,电解池中:
阳极放电顺序即为还原性次序;
阴极上的阳离子放电顺序即为阴离子氧化性次序。
重点3氧化还原反应方程式的配平技巧
调研32gCu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL0.075mol·
L-1KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8
+5Cu2S+44H+====10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6
+5CuS+28H+====5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,剩余的KMnO4恰好与350mL0.1mol·
L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。
(1)配平KMnO4与(NH4)2Fe(SO4)2反应的离子方程式:
+
Fe2++
H+→
Mn2++
Fe3++
H2O
(2)KMnO4溶液与混合物反应后,剩余KMnO4的物质的量为_________mol。
(3)欲配制500mL0.1mol·
L-1Fe2+溶液,需称取(NH4)2Fe(SO4)2·
6H2O(M=392g·
mol-1)的质量为_________g。
(4)混合物中Cu2S的质量分数为_________。
【解析】
(1)MnO4-→Mn2+(化合价降低5价),Fe2+→Fe3+(化合价升高1价),则MnO4-~5Fe2+~Mn2+~5Fe3+;
右侧粒子带17mol正电荷,根据电荷守恒,则H+系数为8;
再根据元素守恒,水的系数为4。
(2)根据配平后的离子方程式,KMnO4—5(NH4)2Fe(SO4)2,则剩余KMnO4的物质的量为:
=0.07mol。
需称量固体的质量为:
0.5L×
0.1mol·
L-1×
392g·
mol-1=19.6g。
(3)假设混合物中Cu2S的物质的量为x,CuS的物质的量为y,结合以上数据列出方程组:
,解得结果
,则混合物中Cu2S的质量分数为:
×
100%=40%。
【答案】
(1)158154
(2)0.007(3)19.6(4)40%
【解题技巧】本题第一问氧化还原反应的配平遵循了“电子守恒、电荷守恒和原子守恒”顺序,有关氧化还原反应的配平应全面掌握:
1.配平步骤:
标变价→列变化→求总数→配系数→细检查。
2.配平类型
(1)正向配平法:
如果被氧化、被还原的元素分别是两种反应物间的氧化还原反应,通常从左边反应物进行配平。
(2)逆向配平法:
对于自身氧化还原反应或反应物只有一种,一般从生成物配平较简便。
(3)缺项配平法:
这类方程式通常少写一种反应物(或离子)或生成物(或离子)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的化学式(分子或离子)和计量系数。
(4)待定系数法:
有些复杂的氧化还原反应,利用化合价升降来配平不方便,这时可采用数学原理,先假设其计量系数,之后利用元素守恒确定各计量系数,这种方法常称作“待定系数法”。
难点速通
难点1巧用电子守恒解氧化还原反应的相关计算题
调研1(2012·
江苏卷)硫酸钠—过氧化氢加合物(xNa2SO4·
yH2O2·
zH2O)的组成可通过下列实验测定:
①准确称取1.7700g样品,配制成100.00mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g。
准确量取25.00mL溶液A,加适量稀硫酸酸化后,用0.02000mol·
L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00mL。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑
(1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×
10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×
10-6mol·
L-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥mol·
L-1。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化,MnO4-被还原为MnO2,其离子方程式为。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
(1)由c(SO42-)·
c(Ba2+)=Ksp=1.1×
10-10,得c(Ba2+)=
=
=1.1×
10-4,欲使c(SO42-)≤1.0×
10-6,必然有c(Ba2+)≥1.1×
10-4。
(2)MnO4-若被还原为MnO2,1molMnO4-→1molMnO2,转移3mole-,故反应的离子方程式为:
2MnO4-+3H2O2=2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O。
(3)(3)n(Na2SO4)=n(BaSO4)=
=2.50×
10-3mol
n(H2O2)=
=1.25×
m(Na2SO4)=142g·
mol-1×
2.50×
10-3mol=0.355g
m(H2O2)=34g·
1.25×
10-3mol=0.0425g
n(H2O)=
x:
y:
z=n(Na2SO4):
n(H2O2):
n(H2O)=2:
1:
2
硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·
H2O2·
2H2O
(1)1.1×
10-4
(2)2MnO4-+3H2O2=2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O
(3)n(Na2SO4)=n(BaSO4)=
【误区警示】要区分清反应中转移的电子数与一定量氧化剂或还原剂转移电子数,如本题的第一问,解决这类问题的关键是通常解题的一般步骤是:
①找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。
②找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。
③根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式:
n(氧化剂)×
变价原子个数×
化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×
化合价变化值(高价-低价)
特别提醒:
①注意有的反应物做氧化剂或还原剂,但只是部分参加氧化还原反应,不能全部带入计算;
②因溶液中有多种离子均能参加反应,要根据反应的先后次序进行计算。
难点2氧化还原反应中的竞争反应
调研2向100mL的FeBr2溶液中通入标准状况下Cl23.36L,反应的溶液中Cl—和Br—
的物质的量浓度相等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为()
A.2mol·
L—1B.1.5mol·
L-1C.1mol·
L-1D.0.75mol·
L-1
【解析】还原性Fe2+>
Br-,氯气先氧化Fe2+:
6FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2FeBr3,溶液中Cl—和
Br—的物质的量浓度相等,表明Cl2与Fe2+恰好完全反应,溶液中溶质为FeBr3、FeCl3。
n(Cl-)=(3.36÷
22.4)×
2=0.3mol=n(Br-),根据原子守恒3n(Fe3+)=n(Cl-)+n(Br-)=
0.3mol+0.3mol,n(Fe3+)=0.2mol,则c(FeBr2)=0.2mol/0.1L=2mol·
L—1,A正确。
【答案】A
【解后反思】I-也具有还原性,若I-与本题涉及到的Fe2+、Br-同时存在于溶液中,向溶液中逐滴加入氯水,因还原性I->
Fe2+>
Br-,则反应依次发生的反应离子方程式为:
2I-+Cl2=2Cl-+I2、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—、2Fe2++4Br—+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl—。
若一种还原剂能与多种氧化剂发生反应,也按由强至弱的顺序依次与氧化剂反应。
如将过量锌粉加入到含Fe3+、Cu2+、Fe2+的溶液中,因氧化性Fe3+>
Cu2+>
Fe2+,反应的离子方程式依次为:
2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+、Cu2++Zn=Zn2++Cu、Zn+Fe2+=Zn2++Fe。
强化闯关
1.下列说法正确的是
A.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
B.失电子难的原子获得电子的能力一定强
C.得到电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
D.要实现Fe2+Fe3+的转化,必须加入氧化剂
【解析】Fe2+具有还原性,A项错误;
稀有气体既难得电子,又难失电子,B项错误;
氧化性强弱是依据得电子的能力强弱,而不是得电子数的多少,C项不正确。
2.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:
(1)4FeO·
Cr2O3+8Na2CO3+7O2
高温8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(2)2Na2CrO4+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·
Cr2O3
C.Na2Cr2O7中Cr元素的化合价为+7
D.反应
(1)中生成1mol的Na2CrO4时共转移28mol电子
反应
(2)中无元素化合价的变化,A项不正确;
Na2Cr2O7中Cr的化合价为+6价,C项错误;
从反应
(1)看该反应转移电子数为28mol,故生成1molNa2CrO4转移电子数为3.5mol,D项错误。
B
3.氧化还原反应的实质是电子的转移,下列关于氧化还原反应的叙述正确的是
A.在氧化还原反应中,有一种元素被氧化,肯定有另一种元素被还原
B.11.2LCl2通入足量的NaOH溶液中,转移的电子数为0.5NA
C.难失电子的原子,得电子的能力一定强
D.元素由化合态变成游离态时,它可能被氧化,也可能被还原
【解析】A.在歧化反应中就可以是只有一种元素化合价变化,A错;
B项11.2LCl2不一定是1摩尔;
C项,稀有气体的元素得失电子都难;
D项是对的,比如水电解成氢气和氧气。
【答案】D
4.钯的化合物氯化钯可用来检测有毒气体CO,常温发生反应的化学方程式为:
CO+PdCl2
+H2OCO2+Pd↓+2HC1。
下列说法正确的是
A.氧化性:
PdCl2>
CO2
B.反应中PdCl2被氧化
C.生成22.4LCO2时,转移的电子为2mo1
D.CO气体只有在高温下才能表现还原性
【解析】该反应CO为还原剂、CO2为氧化产物,因此反应为常温下进行,故D项错误,
C项未指明CO2所处的状况,不正确;
PdCl2为氧化剂、Pd为还原产物,B项错误。
氧化剂的
氧化性大于氧化产物的氧化性,A项正确。
5.在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为:
3SnCl2+12Cl-+2H3AsO3+6H+===2As+3SnCl
+6M,关于该反应的说法中正确的组合是( )
①氧化剂是H3AsO3 ②还原性:
Cl->
As ③每生成7.5gAs,还原剂失去的电子为0.3mol ④M为OH- ⑤SnCl
是氧化产物
A.①③⑤B.①②④⑤C.①②③④D.①③
【解析】酸性环境下反应,不可能生成OH-,所以④错,排除BC,Sn化合价由+2变成+4,所以SnCl62-为氧化产物,⑤对,答案选A。
6.用草酸钠的酸性溶液可以洗涤粘在皮肤上的高锰酸钾,其离子方程式(未配平):
MnO4-+C2O42-+H+→CO2↑+Mn2++□。
关于此反应的叙述正确的是()
A.该反应右边方框内的产物是OH-
B.配平该反应后,H+的化学计量数是8
C.该反应中氧化产物是CO2
D.该反应电子转移总数是5e-
【解析】氧化剂MnO4–中+7价Mn化合价下降至Mn2+中的+2价,还原剂C2O42–中─1价C化合价升高至CO2中的+4价,据氧化还原反应配平原理即得:
2MnO4–+C2O42–+8H+=2CO2↑+2Mn2++4H2O,A、B项错误;
C项正确;
结合化合价升降关系,该反应电子转移总数是10e–,D项错误。
【答案】C
7.氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。
下面是一个还原过程的反应式:
NO3-+4H++3e-=NO+2H2O;
KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式:
___________________。
(2)反应中硝酸体现了、性质。
(3)反应中若产生0.2mol气体,则转移电子的物质的量是mol。
(4)若1mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因是:
。
(1)题中所提供的半反应是还原反应,因此另一反应应是还原剂发生氧化反应,题中所给的KMnO4、Fe2(SO4)3是常见的氧化剂,Na2CO3无氧化性,因此只有Cu2O作还原剂,在酸性条件下发生氧化反应,其半反应应为Cu2O+2H+-2e-→2Cu2++2H2O,根据氧化还原反应中得失电子数相等,以及电荷守恒、原子守恒即得总反应的离子方程式为2NO3-+3Cu2O+14H+=6Cu2++2NO↑+7H2O。
(2)由反应方程式可知,硝酸一部分作氧化剂被还原为NO气体,另一部分形成了硝酸盐起了酸的作用。
(3)由题供的半反应知当有1molNO气体生成时,转移3mol电子,因此若反应中产生0.2mol气体,则转移的电子的物质的量为0.6mol。
(4)根据在氧化还原中得失电子数相等的规律可知若被还原的硝酸的物质的量增加,则说明硝酸的还原产物中氮元素的化合价高于+2价,可知在反应中可能使用了浓硝酸,浓硝酸的还原产物为NO2,导致被还原的硝酸的物质的量增加。
(1)14HNO3+3Cu2O=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O。
(2)酸性;
氧化性。
(3)0.6mol
(4)使用了较浓的硝酸,产物中有部分二氧化氮生成。
专题六金属元素及其化合物
【考情分析】以金属及其化合物为载体,对基本概念、基本理论进行考查;
以“铁三角”、“铝三角”转化关系为载体,考查图像分析和计算能力;
以化工流程形式,考查金属矿物、工业废液的提纯或制取化工原料。
2012年高考对金属及其化合物的考查形式灵活、内容丰富,联系生活考查如北京卷6,与实验基本操作等融合进行考查,如山东卷28、海南卷14等,侧重元素及其化合物的转化和基本理论联合考查,如课标卷26、江苏卷20等。
【备考指导】金属及其化合物在近年来较少单独作为考查点,一般会与基本理论或实验探究融合在一起考查。
复习过程中既要对本部分知识扎实掌握,又要与基本理论或实验等融会贯通:
(1)编织网络。
自主动手构建(或直接利用有关资料中的网络)各种金属元素及其化合物直接的转化关系网。
(2)数形结合。
有关铝盐、偏铝酸盐、金属离子混合溶液中加入碱量与沉淀量的关系,可通过数形结合关系,使问题直观化。
(3)知识实验化。
元素化合物部分涉及实验较多,且这类知识很多可以作为探究性实验的设计素材,故应注重有关反应的现象,可能存在的相似性质。
重点1决定金属冶炼的原则
调研1下列有关金属冶炼方法叙述正确的是
A.电解氯化镁水溶液制备金属镁B.利用铝热反应制备金属铝
C.加热分解Fe2O3的方法制备金属铁D.用火法或湿法均可制备金属铜
【解析】电解氯化镁溶液:
MgCl2+2H2O
Mg(OH)2+Cl2↑+H2↑,不能制备金属镁,A项错误;
铝热反应是利用铝的强还原性制备钨、铬等高熔点的金属,B项错误;
冶炼铁用热还原法制取,C项错误。
【答案】D
【知识链接】冶炼金属镁是用电解法,电解的是熔融状态的氯化镁,而不是其溶液。
金属的冶炼方法与金属活动顺序表有密切的关系:
热还原法通常还原剂为碳、一氧化碳、H2等,虽然前面的金属能够将后面的金属从其化合物中置换出来,但不一定是从盐溶液中置换,例如Na由于活泼性太强,不能从CuCl2溶液中置换,但是可以在在熔融状态下置换出铜。
重点2典型活泼金属——钠
调研2(2012·
北京卷组合)
(1)下列用品的有效成分及用途对应错误的是
(2)下列解释实验现象的反应方程式正确的是
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗2Na+O2=Na2O2
B.向AgC1悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色2AgC1+S2-=Ag2S↓+2C1-
C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色粘稠物2Na2O2=2Na2CO3+O2
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
(1)A项食盐的主要成分是氯化钠,是我们生活中最重要的调味品之一,A正确;
B选项中的小苏打其主要成分是碳酸氢钠而不是碳酸钠,B错;
C中的复方氢氧化铝片的有效成分是氢氧化铝,它可以中和胃酸,是常用的抗酸药之一,C正确;
D选项中漂白粉的成分是氯化钙和次氯酸钙,但其用于漂白和杀菌消毒的有效成分是次氯酸钙,D正确。
(2)钠暴露在空气中会被空气中的氧气氧化为氧化钠,而在加热条件下才能生成过氧化钠,A不正确;
AgCl悬浊液中加入Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,属于沉淀的转化,即AgCl白色沉淀转化为更难溶的Ag2S黑色沉淀,B项正确;
Na2O2在潮湿的空气中会先与H2O反应生成NaOH固体,NaOH吸收水分形成粘稠物,再与空气中的CO2反应,C项错误;
向NaHCO3溶液加入过量的澄清石灰水,则CO32-完全沉淀,正确的离子方程式为:
HCO3-+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O,D项错误。
【答案】
(1)B
(2)B
【知识链接】钠及其化合物在日常生产、生活中有重要用途。
①过氧化钠作为供氧剂,但是在判断反应中的电子转移数时,过氧化钠与CO2、H2O反应,每摩尔过氧化钠转移电子数为1mol。
②NaOH、Na2CO3溶液呈碱性,保存时应用橡皮塞。
③泡沫灭火器使用的是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,而干粉灭火器使用的是固体NaHCO3。
④利用NaHCO3受热易分解可以除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3;
NaHCO3溶液中混有Na2CO3,可向溶液中通入CO2除去Na2CO3。
重点3变价金属的代表——铁
调研3铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。
其中一个反应为
3FeS2+8O2
6SO2+Fe3O4,有3molFeS2参加反应,转移 mol电子。
(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为 ;
从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是 。
(3)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降
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