高考第二輪復習《專題4》
二、教學目的: 1、能根據(jù)反應前后元素化合價有無變化,判斷反應是否為氧化還原反應。 2、根據(jù)實驗事實了解氧化還原反應的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。 3、舉例說明生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應。 4、能判斷氧化劑和還原劑,理解物質(zhì)被氧化、被還原的概念;會判斷氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物以及氧化性和還原性強弱。 5、能配平簡單的氧化還原反應方程式,學會用單線橋、雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 6、理解電子得失守恒原理在化學計算等方面的應用。
三、重點和難點 1、根據(jù)反應前后元素化合價變化判斷氧化還原反應,氧化還原反應的本質(zhì)。 2、常見的氧化還原反應。 3、氧化劑、還原劑,被氧化、被還原。判斷氧化劑氧化性、還原劑還原性的相對強弱。 4、電子轉(zhuǎn)移的表示方法,氧化還原反應方程式的配平。
四、考點分析: 本專題內(nèi)容在高考中的主要考查點是: 1、根據(jù)反應前后元素化合價變化判斷氧化還原反應,氧化還原反應的本質(zhì)。 2、常見的氧化還原反應。 3、氧化劑、還原劑,被氧化、被還原。判斷氧化劑氧化性、還原劑還原性的相對強弱。 4、電子轉(zhuǎn)移的表示方法,氧化還原反應方程式的配平。
五、知識網(wǎng)絡 1、氧化還原反應
2、常見離子間的氧化還原反應 (1)Fe3+與S2-、I-、。 (2)ClO-、(H+)、、I-、、Fe2+。
【典型例題】 【例1】 阿波羅宇宙飛船以N2H4(聯(lián)氨)和N2O4為推力源,反應溫度達2700℃,反應式為2N2H4+N2O4==3N2+4H2O。關(guān)于該反應的說法中正確的是( ) A、屬于置換反應 B、聯(lián)氨是氧化劑 C、聯(lián)氨是還原劑 D、氮氣是氧化產(chǎn)物,不是還原產(chǎn)物 答案:C 分析: 該反應不符合置換反應的定義;N2H4中N元素化合價為-2價,N2O4中N元素化合價為+4價,反應后N元素為0價,所以N2H4是還原劑,N2O4是氧化劑,N2既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物。
【例2】 下列敘述中,正確的是( ) A、含有非金屬元素的離子一定都是陰離子 B、化合反應一定都屬于非氧化還原反應 C、復分解反應一定都屬于非氧化還原反應 D、有單質(zhì)生成的反應一定是氧化還原反應 答案:C 分析: A說法錯誤,比如;B說法錯誤,有單質(zhì)參加的化合反應是氧化還原反應,比如氫氣和氧氣反應生成水;C說法正確;D說法錯誤,比如同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)換,有單質(zhì)的生成,但不屬于氧化還原反應。
【例3】 工業(yè)上從含硒廢料中提取硒的方法之一是用硫酸與硝酸鈉處理廢料,獲得亞硒酸和少量硒酸。再與鹽酸共熱,硒酸被轉(zhuǎn)化為亞硒酸;2HCl+H2SeO4==H2SeO3+Cl2↑+H2O,將SO2通入亞硒酸溶液中,即析出單質(zhì)硒。下列敘述中,正確的是( ) A、H2SeO4氧化性弱于Cl2 B、析出1molSe需1molSO2參加反應 C、H2SeO3氧化性強于H2SO3 D、上述硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸的反應中還原產(chǎn)物是Cl2 答案:C 分析: A項根據(jù)反應2HCl+H2SeO4==H2SeO3+Cl2↑+H2O,氧化劑為H2SeO4,還原劑為鹽酸,氧化產(chǎn)物為Cl2,還原產(chǎn)物為H2SeO3,H2SeO4氧化性強于Cl2;B項SO2通入亞硒酸溶液中的方程式為:2SO2+H2SeO3+H2O==Se↓+2H2SO4,每析出1molSe需2molSO2參加反應;C項根據(jù)反應2SO2+H2SeO3+H2O==Se↓+2H2SO4可得,氧化性H2SeO3強于H2SO3;D項上述硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸的反應中氧化產(chǎn)物是Cl2。
【例4】 某一反應體系有反應物和生成物共七種物質(zhì):O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、H2O、H2O2、K2SO4。已知該反應中H2O2只發(fā)生如下過程:H2O2→O2。試回答下列問題: (1)該反應中的氧化劑是 。 (2)該反應中,發(fā)生還原反應的過程是 → 。 (3)配平下列化學反應的化學方程式:
(4)如反應轉(zhuǎn)移了2mol電子,則產(chǎn)生的氣體在標準狀況下體積為 。 答案: (1)KMnO4 (2)KMnO4 MnSO4 (3)2,5,3,1,2,8,5 (4)22.4L 分析: 本題結(jié)合實驗考查了氧化還原反應的基本概念。 氧化劑的化合價降低,發(fā)生還原反應,由于H2O2只發(fā)生如下過程:H2O2→O2,雙氧水是還原劑,所以高錳酸鉀作氧化劑。發(fā)生還原反應的過程是KMnO4→MnSO4。根據(jù)化合價升降守恒法,可以配平方程式如下: 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑ 如反應轉(zhuǎn)移了2mol電子,則生成1mol氧氣,產(chǎn)生的氣體在標準狀況下體積為22.4L。
【例5】 三氟化氮(NF3)是一種新型電子材料,它在潮濕的空氣中與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應,其反應的產(chǎn)物有:HF、NO和NHO3,請根據(jù)要求回答下列問題: (1)反應過程中,被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為 。 (2)寫出該反應的化學方程式,并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目: 。 若反應中生成0.2molHNO3,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 個。 (3)NF3是一種無色、無味的氣體,但一旦NF3在空氣中泄漏,還是易于發(fā)現(xiàn)。你判斷該氣體泄漏時的現(xiàn)象是 。 (4)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液噴淋的方法減少污染,其產(chǎn)物除NaNO2、NaF、H2O外。還肯定有 (填化學式)。 答案: (1)1:2
(2)3NF3+5H2O==2NO+HNO3+9HF 0.4NA或2.408×1023 (3)產(chǎn)生紅棕色氣體、產(chǎn)生刺激性氣味氣體、產(chǎn)生白霧 (4)NaNO3 分析: 本題考查了氧化還原反應的基本原理。首先寫出反應的化學方程式:
3NF3+5H2O==2NO+HNO3+9HF 在此反應中,氧化劑和還原劑都是NF3,若3molNF3參加反應,被氧化的氮元素生成HNO3有1mol,被還原的氮元素生成NO有2mol,所以被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為1:2。若反應中生成0.2molHNO3,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.4NA或個。 該反應生成的NO氣體與空氣中的氧氣,產(chǎn)生紅棕色氣體二氧化氮、有產(chǎn)生刺激性氣味氣體、同時生成的硝酸遇空氣中的水蒸氣產(chǎn)生白霧。若NF3泄漏,可以用NaOH溶液噴淋的方法減少污染,其產(chǎn)物可以考慮NO2、HNO3和HF與氫氧化鈉反應,生成了NaNO2、NaF、NaNO3和H2O。
【模擬試題】 1、近代化學常用CaH2作生氫劑,其化學方程式為:CaH2+2H2O==Ca(OH)2+2H2↑,其中水的作用是( ) A、氧化劑 B、還原劑 C、溶劑 D、既是氧化劑又是還原劑 2、已知下列分子或離子在酸性條件下都能氧化KI,自身發(fā)生如下變化: H2O2→H2O →I2 →Mn2+ HNO2→NO 如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI,得到I2最多的是( ) A、H2O2 B、 C、 D、HNO2 3、下列反應中,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量的關(guān)系為1:2的是( ) A、O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2 B、2CH3COOH+Ca(ClO)2==2HClO+Ca(CH3COO)2 C、I2+2NaClO3==2NaIO3+Cl2 D、4HCl+MnO2==MnCl2+Cl2↑+2H2O 4、相等物質(zhì)的量的KClO3分別發(fā)生下述反應:①有MnO2催化劑存在時,受熱分解得到氧氣②若不使用催化劑,加熱至470℃左右,得到KClO4和KCl。下列關(guān)于①和②的說法正確的是( ) A、都屬于氧化還原反應 B、發(fā)生還原反應的元素不同 C、發(fā)生氧化反應的元素相同 D、生成KCl的物質(zhì)的量不同 5、做實驗時不小心粘了一些高錳酸鉀,皮膚上的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗滌馬上可以復原,其離子方程式為:□。關(guān)于此反應的敘述正確的是( ) A、該反應的氧化劑是 B、該反應右邊方框內(nèi)的產(chǎn)物是OH- C、該反應電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是5e- D、配平該反應后,H+的系數(shù)是16 6、高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑,是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更強,無二次污染的綠色處理劑。工業(yè)是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和就可析出高鐵酸鉀(K2FeO4)。 濕法制備的主要反應方程式為:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-==+3Cl-+5H2O 干法制備的主要反應方程式為:FeSO4+2Na2O2==Na2FeO4+Na2SO4 下列有關(guān)說法不正確的是( ) A、高鐵酸鉀中鐵顯+6價 B、濕法中每生成1molNa2FeO4轉(zhuǎn)移3mol電子 C、干法中每生成1molNa2FeO4轉(zhuǎn)移3mol電子 D、K2FeO4處理水時,不僅能消毒殺菌,還能除去水體中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3還能吸附水中的懸浮雜質(zhì) 7、工業(yè)上由二氧化錳制備高錳酸鉀可分二步進行:①二氧化錳與氫氧化鉀共熔并通入氧氣2MnO2+4KOH+O2==2K2MnO4+2H2O②電解錳酸鉀溶液:2K2MnO4+H2O==2KMnO4+H2↑+2KOH,下列說法敘述正確的是( ) A、氧化性:KMnO4>K2MnO4>O2 B、每生成1molKMnO4共轉(zhuǎn)移6mol電子 C、第②步電解時,KMnO4在陽極區(qū)生成 D、第②步電解時陰極周圍pH減小 8、據(jù)最新報道,科學家發(fā)現(xiàn)了如下反應:O2+PtF6==O2(PtF6),已知O2(PtF6)為離子化合物,其中Pt為 +5價,對于此反應,下列說法正確的是( ) A、在此反應中,O2是氧化劑,PtF6是還原劑 B、O2(PtF6)中氧元素的化合價是+1價 C、O2(PtF6)中不存在共價鍵 D、在此反應中,每生成1molO2(PtF6)則轉(zhuǎn)移1mol電子 9、NaBH4含有離子(H為-1價)而具有極強的還原性。在金屬和非金屬底物材料上用NaBH4鍍鎳,可得到耐腐蝕、堅硬的保護層(3Ni3B+Ni),反應方程式為: 20NiCl2+16NaBH4+34NaOH+6H2O==2(3Ni3B+Ni)+10NaB(OH)4+40NaCl+35H2↑ 關(guān)于該反應的說法不正確的是( ) ①B元素在反應前后化合價不變 ②(3Ni3B+Ni)是還原產(chǎn)物,H2是氧化產(chǎn)物 ③每生成1molH2時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol ④NaBH4的還原性強于H2 ⑤H2中的H元素來自于NaBH4和H2O ⑥(3Ni3B+Ni)是一種化合物,化學式為Ni10B A、①②③⑥ B、①④⑤⑥ C、②③④⑥ D、②③⑤⑥ 10、銻(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在,我國銻的蘊藏量占世界第一。從硫化物中提取單質(zhì)銻一般是先在高溫下將硫化物轉(zhuǎn)化為氧化物,再用碳還原: 2Sb2S3+3O2+6Fe==Sb4O6+6FeS ① Sb4O6+6C==4Sb+6CO ② 關(guān)于反應①、反應②的說法正確的是( ) A、反應①②中的氧化劑分別是Sb2S3、Sb4O6 B、反應①中每生成3molFeS時,共轉(zhuǎn)移6mol電子 C、反應②說明高溫下Sb的還原性比C強 D、每生成4molSb時,反應①與反應②中還原劑的物質(zhì)的量之比為4:3 11、銅的冶煉大致可分為: ①富集:將硫化物礦進行浮選 ②焙燒,主要反應為:2CuFeS2+4O2==Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣) ③制粗銅,在1200℃發(fā)生的主要反應為:2Cu2S+3O2==2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S==6Cu+SO2↑ ④電解精煉 下列說法正確的是( ) A、上述灼燒過程的尾氣均可直接排入空氣 B、由6molCuFeS2生成6molCu,反應共消耗15molO2 C、反應2Cu2O+Cu2S==6Cu+SO2↑中,氧化劑只有Cu2O D、電解精煉時,粗銅應與外電源正極相連 12、有下列三個反應:①Cl2+FeI2==FeCl2+I2 ②2Fe2++Br2==2Fe3++2Br- ③ Co2O3+6HCl==2CoCl2+Cl2↑+3H2O,下列說法正確的是( ) A、①②③中的氧化產(chǎn)物分別是I2、Fe3+、CoCl2 B、根據(jù)以上方程式可以得到氧化性Cl2>Fe3+>Co2O3 C、根據(jù)反應①一定可以推理得到Cl2+FeBr2==FeCl2+Br2 D、在反應③中當1molCo2O3參加反應時,有2molHCl被氧化 13、Cl2在70℃的NaOH水溶液中能同時發(fā)生兩個自身氧化還原反應,反應完全后,測得溶液中NaClO與NaClO3物質(zhì)的量之比為4:1,則溶液中NaCl與NaClO的物質(zhì)的量之比為( ) A、11:2 B、9:4 C、5:1 D、1:1 14、有一種稀有氣體化合物六氟鉑酸氙XePtF6,研究報告指出:“關(guān)于XePtF6的電價有Xe2+[PtF6]2-、Xe+[PtF6]-兩種可能,巴特列用不可能參加氧化還原反應的五氟化碘作溶劑,將XePtF6溶解,然后在此溶液中加入RbF可得到RbPtF6;加入CsF可得到CsPtF6,這些化合物都不溶于CCl4等非極性溶劑?!霸嚮卮穑?/span> (1)在Xe+PtF6→XePtF6中, 元素被還原,生成的產(chǎn)物中Pt的化合價為 。 (2)XePtF6是 (離子、共價)化合物。 (3)實驗發(fā)現(xiàn),O2與PtF6可發(fā)生類似反應,寫出O2與PtF6發(fā)生的化學反應方程式是 ,在此反應中,每消耗1molO2則轉(zhuǎn)移 mol電子。 15、(1)向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液,可發(fā)生下列反應:H2O2+2Fe3+==2Fe2++O2↑2H+,H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2O。 在以上反應中Fe3+實際上起著 作用,總反應式為 。 (2)I2與Fe3+一樣也可以發(fā)生上述類似反應,類比(1)在下面填入合適的化學反應方程式: H2O2+I2==2HIO, 。 總反應式為 。 (3)在硫酸和KI的混合溶液中加入足量的H2O2,放出大量的無色氣體,溶液呈棕色,并可使淀粉變藍色。該反應的離子方程式為 。 (4)鐵酸鈉(Na2FeO4)可作為一種新型凈水劑,在反應中Na2FeO4被還原為Fe3+離子請簡述鐵酸鈉之所以能凈水,除了具有強氧化性,能消毒殺菌外,另一原因是 。 (5)鐵酸鈉的制備常用氧化鐵在堿性溶液中與硝酸鈉反應制得: Fe2O3+NaNO3+NaOH→Na2FeO4+NaNO2+H2O 配平化學方程式,并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 □Fe2O3+□NaNO3+□NaOH——□Na2FeO4+□NaNO2+□H2O 16、已知將鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中,產(chǎn)生黃綠色氣體,而溶液的紫紅色褪去。 現(xiàn)有一氧化還原反應的體系中,共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七種物質(zhì): (1)該反應中,化合價升高的反應物是 ,化合價沒有發(fā)生變化的反應物是 。 (2)寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應方程式(需配平)。
(3)上述反應中,氧化劑是 ,1mol氧化劑在反應中 (填“得到”或“失去”) mol電子。 (4)如果在反應后的溶液中加入NaBiO3,溶液又變紫紅色。說出NaBiO3的一個性質(zhì): 。 17、生產(chǎn)重鉻酸鈉的專業(yè)廠是用鉻鐵礦(主要成份是Cr2O3·FeO,還有一定量的Al2O3等)為原料的,其生產(chǎn)過程如下: (1)Cr元素所在周期表中的位置 。 (2)在特制熔爐中將鉻鐵礦和過量純堿混合,在1100℃左右通空氣進行氧化:Cr2O3發(fā)生反應的化學方程式: Cr2O3+ Na2CO3+ O2== Na2CrO4+ CO2↑ Al2O3發(fā)生反應的化學方程式: 。 (3)經(jīng)上述過程后的反應料(稱熟料),冷卻后用水浸取,其中可溶性的物質(zhì)主要有 ,不溶性雜質(zhì)經(jīng)過濾后除去。 (4)為了除去濾液中的鋁元素,用稀硫酸將溶液中和至pH為7~8,其反應的離子方程式為 、 。 (5)除去鋁元素后的濾液,再用稀硫酸調(diào)到pH 為2~3,這時可得Na2Cr2O7溶液,其反應方程式為: □Na2CrO4+□H2SO4——□ +□ +□ (6)請簡述在實驗室中可通過哪些操作除去溶液中所混有的硫酸鈉晶體,從而得到較純的重鉻酸鈉溶液。(已知硫酸鈉的溶解度隨溫度的變化較大,而重鉻酸鈉變化較?。?/span> 18、NH4Cl除了用作氮肥,還可用作“焊藥”,即在焊接時除去鐵銹(此時FeCl3升華為氣體)。 (1)請配平NH4Cl除去鐵銹的化學方程式 □Fe2O3+□NH4Cl→□Fe+□FeCl3+□N2+□H2O 反應中作還原劑的是 ;被還原的元素是 。 (2)根據(jù)FeCl3的性質(zhì),可判斷FeCl3 (填序號,答案可能不止一個)。 a. 是離子化合物 b. 是共價化合物 c. 固態(tài)時是分子晶體 (3)侯德榜制堿法得到的產(chǎn)品除了Na2CO3以外,還有NH4Cl。在理論上,每生產(chǎn)1molNa2CO3,可生產(chǎn) molNH4Cl。 19、已知反應: ①2K2CrO4+H2SO4→K2Cr2O7+K2SO4+H2O ②Fe2(SO4)3+2HI→2FeSO4+I2+H2SO4 ③□K2Cr2O7+□FeSO4+□H2SO4→□Fe2(SO4)3+□Cr2(SO4)3+□K2SO4+□H2O (1)上述三個反應中,屬于氧化還原反應的是 (填序號)。 (2)完成并配平反應③的化學方程式,標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 (3)Fe2(SO4)3、K2Cr2O7、I2氧化性由強到弱的順序為: 。 (4)若用K2Cr2O7與HI反應,每生成12.7gI2,轉(zhuǎn)移電子 個。 20、1999年中國十大科技進展中的其中一項為:儲氫碳納米管研究獲重大進展,用電弧法合成碳納米管,常伴有大量雜質(zhì)——碳納米顆粒。這種碳納米顆??捎醚趸ㄌ峒儭F浞磻綖椋?/span>2K2Cr2O7+3C+8H2SO4==2Cr2(SO4)3+2K2SO4+8H2O+3CO2↑ (1)此反應的氧化劑為 ;氧化產(chǎn)物是 。 (2)要使10mL1.0mol·L-1K2Cr2O7溶液被還原,至少要加入 mL2.0mol·L-1的H2SO4溶液。 (3)H2SO4在上述反應中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是( ) A、酸性 B、氧化性 C、吸水性 D、脫水性 (4)在配平H2O2、KMnO4、H2SO4三者反應的化學方程式時,出現(xiàn)多套配平系數(shù),如: a. 7H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+6O2↑K2SO4+10H2O b. 5H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O c. 9H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+7O2↑+K2SO4+12H2O 用H218O2進行示蹤實驗(18O為示蹤氧原子),證實生成的氧氣全部是18O2,僅據(jù)這一實驗事實,回答下列問題: ①H2O2僅起還原劑作用的化學方程式是 (填序號a、b、c)。 ②研究三個化學方程式中各組系數(shù)的變化規(guī)律,寫出符合該規(guī)律的一個新的化學方程式 。
【試題答案】 1、A 2、C 3、AD 4、AD 5、D 6C 7、C 8、D 9、A 10、B 11、BD 12D 13、B 14、(1) +5 (2)離子 (3)O2+PtF6==O2PtF6 1 15、(1)催化劑(或催化)2H2O2==O2↑+2H2O (2)2HIO+H2O2==I2+O2↑+2H2O
(3)H2O2+2H++2I-==I2+2H2O,2H2O2 (4)生成的Fe3+離子水解可產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,吸附水中懸浮的雜質(zhì) (5)
16、(1)KCl H2SO4 (2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4==6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O (3)KMnO4 得到 5 (4)NaBiO3具有強氧化性(比KMnO4氧化性強) 17、(1)第四周期第ⅥB族 (2)2 4 3 4 4 Al2O3+Na2CO3==2NaAlO2+CO2↑ (3)Na2CO3、Na2CrO4、NaAlO2 (4) (5)2Na2CrO4+H2SO4==Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O (6)加熱、濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾 18、(1)4 6 6 2 3 12 NH4Cl (2)bc (3)2 19、(1)②③ (2) (3)K2Cr2O7>Fe2(SO4)3>I2 (4)6.02×1022 20、(1)K2Cr2O7 CO2 (2)20 (3)A (4)①b ②11H2O2+2KMnO4+3H2SO4==2MnSO4+8O2↑+K2SO4+14H2O(其他合理答案也可)
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