学年化学一轮精品复习高考零距离23 氧化还原反应doc.docx
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学年化学一轮精品复习高考零距离23氧化还原反应doc
【高考零距离】
1、下列应用不涉及氧化还原反应的是()
A.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C.工业上利用合成氨实现人工固氮D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
【解题指南】解答本题可以按以下思路进行:
【解析】选D。
选项
具体分析
结论
A
Na2O2用作呼吸面具的供氧剂时,Na2O2中O从-1价既升到0价又降到-2价,所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
属于氧化还原反应
B
电解熔融状态Al2O3制备Al时,Al2O3中Al从+3价降到0价,O从-2价升到O价。
属于氧化还原反应
C
工业上合成氨是利用N2和H2反应生成NH3,也是属于固氮中的一
种,其中N从0价降到-3价,H从价升到+1价。
属于氧化还原反应
D
2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O,无化合价变化。
属于非氧化还原反应
2、将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100mol·L-1MO2+溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是()
A.MB.M2+C.M3+D.MO2+
【解析】根据电子得失守恒,设M的化合价变为x,则(5-x)×0.02×0.1=0.06,可得x=+2。
【答案】B
3、下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:
2KMnO4+16HCl→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是()
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色7
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:
Fe2+>Cl-
15.D【解析】本题通过元素化合物知识,考查考生实验能力和对实验现象的分析、推断能力。
a处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2,可证明氧化性:
Cl2>I2、Cl2>Br2,无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱,A项错误;C处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则证明氯气与水生成具有漂白性物质,B项错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;D处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:
Fe2+>Cl-,D项正确。
4、PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2;现将1molPbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3:
2,则剩余固体的组成及物质的量比是()
A.1:
1混合的Pb3O4、PbOB.1:
2混合的PbO2、Pb3O4
C.1:
4:
1混合的PbO2、Pb3O4、PbOD.1:
1:
4混合的PbO2、Pb3O4、PbO
AD【解析】本题通过元素化合物转化考查考生计算、分析推理能力。
PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时,+4价Pb还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到溶液为PbCl2溶液,利用“电荷守恒”知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-。
设该过程得到O2的物质的量为3xmol,则Cl2的物质的量为2xmol,利用电荷守恒可得:
3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,故知1molPbO2在受热分解过程中产生0.375molO2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):
n(O)=4:
5,结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):
n(O)=4:
5,故答案为:
AD。
5、向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2。
在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。
下列有关说法不正确的是()
Cu与Cu2O的物质的量之比为2:
1B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L
产生的NO在标准状况下的体积为4.48LD.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol
【解题指南】解答本题时可以按照以下流程:
【解析】选B。
根据题意得到的金属离子的沉淀为氢氧化铜0.4mol,根据元素守恒可以确定原混合物中有铜0.2mol有氧化亚铜0.1mol,将溶液变成中性时消耗硝酸1mol,沉淀铜离子只消耗了0.8mol,因此反应过程中硝酸过量0.2mol,由于固体混合物与硝酸的反应为氧化还原反应,该反应过程中铜元素的化合价均升高为+2价,化合价升高了0.4+0.2=0.6mol,硝酸中氮原子的化合价由+5价降低为+2价,因此生成的一氧化氮的物质的量为0.2mol,根据氮元素守恒可以判断原溶液中硝酸的物质的量为1.2mol浓度为2.4mol.L-1。
6、火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:
2CuFeS2+O2→Cu2S+2FeS+SO2
下列说法正确的是()
A.SO2既是氧化产物又是还原产物
B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化
C.每生成1molCu2S,有4mol硫被氧化
D.每转移1.2mol电子,有0.2mol硫被氧化
AD【解析】本题考查氧化还原反应,意在考生考生对概念的理解和计算能力。
由反应方程式知在反应中CuFeS2中Cu化合价降低还原为Cu2S、CuFeS2中1/4的S化合价升高,被氧化为SO2;O2在反应后化合价降低,还原为SO2,因此可知SO2既是氧化产物又是还原产物,A项正确;CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,B项错误;每生成1molCu2S,有1molS被氧化,C项错误;利用反应知转移6mole-,有1molS被氧化,D项正确。
7.NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图)。
下列说法正确的是()
A.25 ℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
D.如图所示转化反应都是氧化还原反应
【答案】选B。
【解析】解答本题时应注意牢记典型物质的性质,学会应用氧化还原反应原理分析具体的化学反应。
A项,25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小,A项错误;B项,石灰乳与Cl2反应生成CaCl2和Ca(ClO)2,既有氯的化合价升高,也有氯的化合价降低,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,B项正确;C项,Cl2与铁在点燃的条件下反应,C项错误;D项,氯化钠转化为碳酸氢钠和碳酸氢钠转化为碳酸钠,这两个反应都不是氧化还原反应,D项错误。
8.某含铬(Cr2O72-)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。
该沉淀经干燥后得到nmolFeO·FeyCrxO3,不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是()
A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x)mol
B.处理废水中Cr2O72-的物质的量为
mol
C.反应中发生转移的电子数为3nxmol
D.在FeO·FeyCrxO3中,3x=y
【答案】选A。
【解析】Cr2O72-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,二者作用后铁元素由+2价被氧化为+3价,铬元素由+6价被还原为+3价。
由铁原子和铬原子守恒可知消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(1+y)mol,处理废水中Cr2O72-的物质的量为
mol,A项错误,B项正确;
Cr2O72-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,二者作用后铁元素由+2价被氧化为+3价,失电子总数为nymol,铬元素由+6价被还原为+3价,得电子总数为3nxmol,再由得失电子数相等得3x=y,C、D项正确。
9.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是()
A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.Na2O2与H2O反应制备O2:
Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:
Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO
+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
【答案】A
【解析】B中元素不守恒,正确的离子方程式为:
2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2;C中的HClO是弱酸,不能拆成离子形式;D的离子方程式本身没有问题,但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明H2O2具有还原性的目的(还原性:
HCl>H2O2,HCl先反应),D错。
命题立意:
考查离子方程式的正误判断。
10.能在溶液中大量共存的一组离子是()
A.NH4+、Ag+、PO43-、Cl-B.Fe3+、H+、I-、HCO3-
C.K+、Na+、NO3-、MnO4-D.Al3+、Mg2+、SO42-、CO32-
【答案】C
【解析】A中Ag+和PO43-、Cl-因生成沉淀不共存;B中H+和HCO3-离子生成气体不共存,Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存;D中Al3+和CO32-因互促水解不共存。
11.亚氨基羟(Li2NH)是一种储氢容量器,安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2=LiNH2+LiH。
下列有关说法正确的是()
A.Li2NH中N的化合价是-1B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C.Li+和H+的离子半径相等D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
【答案】B
【解析】A选项中Li2NH中氮的化合价为-3;C选项中Li+半径小于H—;D选项钢瓶储氢是物理过程,而该方法为化学方法。
12.下列说法不正确的是()
A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
B.常温下,反应
不能自发进行,则该反应的
C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D.相同条件下,溶液中
、
、
的氧化性依次减弱
【答案】AC
【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。
A项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为
其质量在增加;B项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D项,
可知
的氧化性大于
,综上分析可知,本题选AC项。
13、(16分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为:
nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23,中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第周期第族,其基态原子最外层有个电子。
(2)X的电负性比Y的(填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是(写化学式)。
(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:
。
(4)在X原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称:
。
氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子,写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式:
。
【解题指南】解答本题的思路分析如下:
【解析】由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。
⑴Fe位于周期表第4周期第Ⅷ族元素,其基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。
⑵X(C)、Y(O)位于同一周期,自左向右电负性增大,故X的电负小比Y的小,非金属性越强,气态氢化物越稳定,故较稳定的为H2O。
⑶Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,在标电子转移的方向和数目时,应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高,一部分降低。
⑷本小题为发散型试题,答案不唯一。
烃分子中含有两种氢原子的烃较多,如丙烷(CH3CH2CH3)、丙炔(CH3C≡CH)等,由C、H、O三种元素形成的分子很多,但形成的无机阴离子只有HCO3-,因此能与HCO3-反应的分子必须为羧酸,如CH3COOH等。
【答案】
(1)四Ⅷ2
(2)小H2O
(3)
(4)丙烷(其他合理答案均可)
CH3COOH+HCO3-==CH3COO-+CO2↑+H2O(其他合理答案均可)
14、13.(8分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。
已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4
(1)△H1=-19.5kJ·mol-1
②N2O4
(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为。
【解析】
(2)NH3与NaClO反应中N的化合价升高,Cl的化合价降低得到-1价的氯化钠;(3)根据盖斯定律推导△H=△H2—△H1
(4)负极反应发生氧化反应,注意碱性条件。
【答案】
(1)5
(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O
(3)2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ/mol
(4)N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
15、(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO3)2,其部分工艺流程如下:
(1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:
NO(g)+NO2(g)
N2O3(g),其平衡常数表达式为K=。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是;滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1:
1。
若n(NO):
n(NO)>1:
1,则会导致;若n(NO):
n(NO)<1:
1,则会导致。
(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式。
【参考答案】
(1)k=c(N2O3)/c(NO)·c(NO2)
(2)使尾气中NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2
(3)放气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高
(4)3NO2-+2H+=NO3-+2NO↑+H2O
【分析】本题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来,引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。
本题考查学生在“工艺流程阅读分析,化学反应原理在工艺流程的应用,氧化还原反应分析,相关付反应的书写”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度,考查学生对新信息的处理能力。
【备考提示】我们元素化合物知识教学要与基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化工生产工艺、日常生活等结合起来,做到学以致用,而不是简单的来回重复和死记硬背。
【解题指南】解答本题时应依据所给流程结合氮氧化物的性质和有关化学原理分析整个过程中发生的化学反应和有关操作。
【解析】
(1)根据反应方程式,书写有关平衡常数表达式;
(2)逆流有利于气体的吸收,滤渣应为没有溶解的物质,结合流程中涉及的相关物质可知滤渣主要成分为氢氧化钙;
(3)根据化合价,当一氧化氮和二氧化氮物质的量之比为1:
1,刚好转化为Ca(NO2)2
当一氧化氮多时,一氧化氮将过剩,当二氧化氮多时,将会有高价氮氧化物生成;
(4)Ca(NO2)2转化为NO,氮化合价降低,其它产物中定有元素化合价升高,结合质量守恒、电荷平衡和电子守恒书写反应式,注意酸性条件。
16.(16分)
某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:
SO2+2NaOH=________________.
(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________.
(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl
、OH
和SO
.请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的CO2的影响).
提出合理假设.
假设1:
只存在SO32-;假设2:
既不存在SO32-也不存在ClO
;假设3:
_____________.
设计实验方案,进行实验。
请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:
3moL
L-1H2SO4、1moL
L-1NaOH、0.01mol
L-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液.
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量吸收液于试管中,滴加3moL
L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中.
步骤2:
步骤3:
【解析】
(1)NaOH过量,故生成的是正盐:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
(2)S元素的价态从+4→+6,失去电子做表现还原性,故还原剂为Na2SO3。
(3)①很明显,假设3两种离子都存在。
②加入硫酸的试管,若存在SO32-、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;在A试管中滴加紫色石蕊试液,若先变红后退色,证明有ClO-,否则无;在B试管中滴加0.01mol
L-1KMnO4溶液,若紫红色退去,证明有SO32-,否则无。
【答案】
(1)Na2SO3+H2O
(2)Na2SO3
(3)①SO32-、ClO-都存在
②
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
取少量吸收液于试管中,滴加3moL
L-1H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中
步骤2:
在A试管中滴加紫色石蕊试液
若先变红后退色,证明有ClO-,否则无
步骤3:
在B试管中滴加0.01mol
L-1KMnO4溶液
若紫红色退去,证明有SO32-,否则无
17.硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。
完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+□____+□_____==□Fe(OH)3+□CI-
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是_______。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为______。
Mg(OH)2
Zn(OH)2
MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
10.4
6.4
—
—
沉淀完全的pH
12.4
8.0
—
—
开始溶解的pH
—
10.5
—
—
Ksp
5.6×
—
6.8×
2.8×
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是______(选填序号)。
a.大理石粉b.石灰乳c.纯碱溶液d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤,洗涤,干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。
【解析】
(1)将棱铁矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积,使得反应更加充分
(2)漂白粉的成分中含有次氯酸根,调节酸碱度后,具有较强的氧化性,能使+2价的铁离子氧化成+3价,氧化亚铁变成氧化铁必须增加氢氧元素的量,可以推测出另一种反应物为水,清楚了反应物,一般可以顺利的配平。
(3)化学式量为89,组成元素是
,其中铁的相对原子量为56,扣掉56剩下33,化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子,所以可能的组成为
(4)
完全沉淀,
开始溶解,而
在
的时候开始沉淀,为了使
能完全析出不影响
,溶液的酸碱度控制在
范围
(5)a大理石粉难溶于水,选择熟石灰和烧碱溶液可以使溶液的碱性增强,有利于镁离子完全沉淀
(6)蒸发浓缩、冷却结晶能使晶体尽快的析出
(7)综合计算(不展开)
【答案】
(1)增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积,使反应更加充分。
(2)
(3)
(或其他合理答案)
(4)
(或其他合理答案)
(5)b或(b和d);d
(6)蒸发浓缩、冷却结晶(或其他合理答案)
(7)
(或其他合理答案)
18.(14分)洗车安全气囊是德国安全的重要保障。
当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。
为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行实验。
经组成分析,确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。
水溶性试验表明,固体粉末部分溶解。
经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。
取13.0g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。
单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。
化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式为,丙的电子式为。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为。
(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为,安全气囊中红棕色粉末的作用是。
(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是。
A.KClB.KNO3C.Na2SD.CuO
(5)设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)。
【解析】
本题知识载体很新鲜,很生活,很化学。
简答式的题目首先要进行分析,确定设计的物质及反应才能完成各小题的内容。
题目关键词:
粉末分解释放氮气,粉末仅含Na、Fe、N、O,水溶性试验部分溶解,可溶部分为化合物甲,不溶物红棕色可溶于盐酸。
13.0g甲完全分解为N2和单质乙,N26.72L,单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。
化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
解题分析:
1、粉末由两种物质混合而成。
2、红棕色物质可能为Fe2O3\Fe(OH)3等,根据题意只能是Fe2O3。
3、甲只有两种元素,且含N,必含Na。
3、计算:
N(6.72/22.4)*2*14=8.4g,则Na的物质的量为:
(13-8.4)/23=0.2mol,N与Na的物质的量之比为:
0.6:
0.2=3:
1,则化合物甲为Na3N。
4、
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