高考化学大二轮复习第1部分知识整合专题1化学基本概念第4讲氧化还原反应.docx
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高考化学大二轮复习第1部分知识整合专题1化学基本概念第4讲氧化还原反应
2021年高考化学大二轮复习第1部分知识整合专题1化学基本概念第4讲氧化还原反应
一、选择题(包括7个小题,每小题5分,共35分)
1.(双选)(xx·上海高考)工业上将Na2CO3和Na2S以1∶2的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。
在该反应中
A.硫元素既被氧化又被还原
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.每生成1molNa2S2O3,转移4mol电子
D.相同条件下,每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2
解析 在反应物Na2S中S元素的化合价为-2价,在SO2中S元素的化合价为+4价,反应后产生的物质Na2S2O3中,S元素的化合价为+2价,介于-2价与+4价之间,因此硫元素既被氧化又被还原,正确。
B.根据题意可得在溶液中发生反应的方程式是Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2,在反应中氧化剂SO2与还原剂Na2S的物质的量之比为4∶2=2∶1,错误。
C.根据B选项的化学方程式可知,每生成3molNa2S2O3,转移8mol电子,则产生1molNa2S2O3,转移
mol电子,错误。
D.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,相同条件下,消耗SO2与产生的CO2的体积之比也为4∶1,故D项正确。
答案 AD
2.(xx·廊坊模拟)NaClO2可用作造纸的漂白剂,它由H2O2+2ClO2+2NaOH===2NaClO2+2H2O+O2制得,下列说法正确的是
A.H2O2是氧化剂,H2O2中的氧元素被还原
B.每生成1molO2转移的电子的物质的量为4mol
C.ClO2中的氯元素被氧化
D.ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂
解析 A、根据方程式可知,双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去电子被氧化,双氧水是还原剂,A不正确;B、双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,因此每生成1molO2转移的电子的物质的量为2mol,B不正确;C、ClO2中的氯元素化合价从+4价降低到+3价,得到1个电子被还原,C不正确;D、根据以上分析可知,ClO2是氧化剂,H2O2是还原剂,D正确。
答案 D
3.(xx·安阳模拟)已知下列反应:
Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O(Ⅰ);5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3(Ⅱ)。
下列说法正确的是
A.还原性:
CoCl2>HCl>I2
B.氧化性:
Co2O3>Cl2>HIO3
C.反应Ⅰ中HCl是氧化剂
D.反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应
解析 A.由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知,I中还原性为HCl>CoCl2,Ⅱ中还原性为I2>HCl,故A错误;B.由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,I中氧化性为Co2O3>Cl2,Ⅱ中氧化性为Cl2>HIO3,则氧化性为Co2O3>Cl2>HIO3,B正确;C.反应I中Cl元素的化合价升高,则HCl为还原剂,故C错误;D.Ⅱ中Cl元素的化合价降低,则氯气发生还原反应,故D错误。
答案 B
4.(xx·海南高考)己知在碱性溶液中可发生如下反应:
2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO
+3Cl-+5H2O。
则RO
中R的化合价是
A.+3 B.+4
C.+5D.+6
解析 根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得3+4=2n+3,解得n=2。
由于在任何化合物中元素正负化合价的代数和为0,所以R的化合价为+(2×4-2)=+6,选D。
答案 D
5.在汽车排气管加装催化装置,可有效减少CO和NOx的排放,催化装置内发生反应为NOx+CO
N2+CO2(未配平),下列关于此反应的说法中正确的是
A.该反应中化合价变化的只有N元素
B.当x=2时,每生成1molN2,转移电子4mol
C.等物质的量N2和CO2中,共价键的个数比为3∶2
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时,NOx中氮元素的化合价为+2价
解析 分析可知C的化合价由+2变为+4,故A错;x=2时,每生成1molN2,由2molN由+4变为0价,转移电子8mol,故B错;N2中含有1个叁键,CO2中含有两个双键,共价键的个数比应为3∶4,故C错;氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1时,为NO,即氮元素化合价为+2,D正确。
答案 D
6.(xx·长沙模拟)下列关于氧化性、还原性的判断正确的是
A.B的阳离子的氧化性比A的阳离子强,说明A元素的金属性一定比B元素强
B.发生氧化还原反应时A原子失去的电子比B原子多,证明A的金属性一定比B强
C.适量的Cl2通入FeI2溶液中可发生反应:
3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3
D.一定量氯气通入30mL10.00mol·L-1的氢氧化钠溶液中,加热后形成NaCl、NaClO、NaClO3共存的溶液,若反应中转移的电子为nmol,则0.15<n<0.25
解析 A、铁离子的氧化性比铜离子的氧化性强,但是铁的金属性比铜强,所以错误,不选A;B、金属性与失去电子的多少无关,错误,不选B;C、氯气和碘化亚铁反应时,碘离子先和氯气反应生成碘单质,错误,不选C;D、氯气和氢氧化钠的反应可以分两种,Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O,发生前面的反应,当有2摩尔氢氧化钠反应就转移1摩尔电子,所以现有0.3摩尔氢氧化钠反应转移0.15摩尔电子,发生后面的反应,当有6摩尔氢氧化钠反应转移5摩尔电子,所以现有0.3摩尔氢氧化钠反应转移0.25摩尔,正确,选D。
答案 D
7.(xx·宁波模拟)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):
________KMnO4+________FeSO4+_________H2SO4===________K2SO4+________MnSO4+________Fe2(SO4)3+________H2O。
下列说法正确的是
A.MnO
是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Fe2+的还原性强于Mn2+
C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有血红色沉淀生成
D.生成1mol水时,转移2.5mol电子
解析 Fe3+为氧化产物,A项错误;Fe2+在该反应中起还原性,Mn2+为还原产物,B项正确;Fe3+遇到SCN-生成的是难电离的Fe(SCN)3,而不是沉淀,C项错误;配平该反应方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,故生成1mol水时,转移1.25mol电子,D项错误。
答案 B
二、非选择题(包括4个小题,共35分)
8.(8分)
(1)(xx·新课标Ⅱ卷)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(2)(xx·上海高考)KClO3可以和草酸(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____________________________________________________________________。
(3)(xx·安徽高考)请配平下列化学方程式:
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2===□NaBH4+□Na2SiO3
(4)(xx·天津高考)完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
□ClO
+□Fe2++□________===□Cl-+□Fe3++□________
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可以和草酸(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末改变,可设NaBH4的系数为1,根据H守恒可知H2的系数为2,根据电子守恒可知,Na的系数为4,根据B守恒可知NaBO2的系数为1,根据Na守恒可知Na2SiO3的系数为2,根据Si守恒可知SiO2的系数为2。
(4)根据题意,氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则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,则氯酸根离子的计量数为1,Fe2+的计量数为6,则铁离子的计量数也是6,氯离子的计量数是1,根据电荷守恒,则氢离子的计量数是6,水的计量数是3。
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
9.(8分)高铁电池能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。
功率是民用电池的10~15倍,放电电流是普通电池的3~10倍,性价比极高。
已知,以Zn和K2FeO4为电极材料制作的高铁电池放电时,电池内发生的总反应为
□Zn+□K2FeO4===□ZnO+□Fe2O3+□K2ZnO2
(1)配平上面的化学方程式。
(2)已知铁是26号元素,则1molFeO
中含有电子的物质的量为________mol,Na2FeO4是否具有还原性________,原因是____________________________________________________________________。
(3)制备高铁酸钾可以将Fe(OH)3在碱性条件下与KClO溶液反应,若将该反应设计为原电池,则此电池的负极反应方程式为____________________________________________________________________。
(4)向1L1mol·L-1的K2FeO4中加入足量稀H2SO4酸化,可以产生O2和Fe3+,该反应的离子方程式为______________________________________________。
向酸化后溶液中加入一定量的金属铜,使Fe3+和Cu2+浓度相等,若此时溶液密度为1.25g·mL-1,体积仍为1L,则此时溶液中Cu元素的质量分数约为________。
(精确到0.01)
解析
(1)根据氧化还原反应得失电子数目相等,可判断出Zn和K2FeO4的化学计量数分别为3和2,同时根据K和Fe原子个数守恒得出产物Fe2O3和K2ZnO2的化学计量数分别为1和2。
(2)1molFeO
中含有e-的物质的量26+8×4+2=60mol。
-2价O元素化合价可以升高,表现还原性。
(3)+3价Fe被氧化为FeO
,碱性环境用OH-保证电荷守恒,用水保证H和O守恒即可配平。
(4)-2价O被氧化为O2,+6价Fe元素被还原为Fe3+,用H+保证电荷守恒,用H2O保证H和O守恒。
Cu加入反应后的溶液发生反应,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,假设n(Cu2+)=xmol,则反应了的n(Fe3+)=2xmol,根据题意列等式得:
1-2x=x,则x=1/3mol,故反应后溶液中Cu元素的质量分数w=
×100%=
≈1.71%。
答案
(1)3、2、1、1、2
(2)60 有 K2FeO4中O元素为-2价,化合价可以升高,表现还原性
(3)5OH-+Fe(OH)3-3e-===FeO
+4H2O
(4)4FeO
+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O 1.71%
10.(10分)(xx·青岛模拟)I、煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为
①2FeS2+7O2+2H2O
4H++2Fe2++4SO
;
②□Fe2++□O2+□H+
□Fe3++□________;
③FeS2+2Fe3+
3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O
4H++2SO
。
已知:
FeS2中的硫元素为-1价。
回答下列问题:
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整。
(2)反应③的还原剂是______________________________________________。
(3)观察上述反应,硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来。
Ⅱ、在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式为________________________________________________________。
在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式为______________________________。
(提示:
碘元素被氧化成IO
)从以上实验可知,ClO-、I2、IO
的氧化性由强到弱的顺序是____________。
Ⅲ、工业上用黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜,副产品中也有SO2,冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。
若CuFeS2中Fe的化合价为+2价,反应中被还原的元素是____________(填元素符号)。
当生成0.8mol铜时,此反应转移的电子数目是____________。
解析
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,上述②离子方程式是4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O;
(2)在反应③的还原剂是FeS2;(3)通过观察分析三个反应可知:
硫元素最终转化为硫酸盐从煤炭中分离出来;Ⅱ、在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,根据质量守恒定律及电荷守恒及电子守恒,则该反应的离子方程式是2I-+ClO-+H2O===I2+Cl-+2OH-;在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式是I2+5ClO-+2OH-===2IO
+5Cl-+H2O;根据氧化性:
氧化剂>氧化产物,所以氧化性:
ClO->I2;ClO->IO
,对于同一元素来说,一般是元素的化合价越高,化合物的氧化性就越强,所以氧化性:
IO
>I2;故ClO-、I2、IO
的氧化性由强到弱的顺序是ClO->IO
>I2;Ⅲ.在反应中8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。
CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应后被氧化为Fe2O3;S在反应前化合价是-2价,反应后被氧化为+4价的SO2。
Cu是+2价,O2中O元素的化合价是0价,反应后被还原变为-2价,所以反应后被还原为0价,被反应中被还原的元素是Cu、O;根据反应方程式可知:
每产生8mol的Cu,转移电子100mol,所以当生成0.8mol铜时,此反应转移的电子数目是10NA。
答案 I、
(1)4 1 4 4 2H2O
(2)FeS2 (3)硫酸盐
Ⅱ、2I-+ClO-+H2O===I2+Cl-+2OH-
I2+5ClO-+2OH-===2IO
+5Cl-+H2O
ClO->IO
>I2
Ⅲ、Cu、O 10NA
11.(9分)(xx·全国Ⅰ卷)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____________。
(计算结果保留两位小数)
解析
(1)由化合价规则知,NaClO2中Cl的化合价为+3价。
(2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物,ClO2、NaHSO4为生成物,再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4。
(3)粗盐水精制时除去Mg2+通常用NaOH溶液,生成氢氧化镁沉淀,过滤除去;除去Ca2+通常用Na2CO3溶液,生成碳酸钙沉淀,过滤除去。
电解时阴极为得电子极,因此产物的化合价应降低,即生成NaClO2。
(4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知,反应物之一为ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是NaOH、H2O2,由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2,由ClO2生成NaClO2,Cl的化合价由+4变为+3,化合价降低,ClO2为氧化剂,则H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,该反应中氧化产物是O2。
(5)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,先求得1gNaClO2变为Cl-转移的电子数为1÷90.5×4,再设有xgCl2变为Cl-的氧化能力与1gNaClO2的氧化能力相当,列方程得1÷90.5×4=x÷71×2,解得x=1.57,即为有效氯含量。
答案
(1)+3
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4
(3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO
(或NaClO2)
(4)2∶1 O2 (5)1.57
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- 高考 化学 二轮 复习 部分 知识 整合 专题 基本概念 氧化 还原 反应