2019-2020年高考化學一輪復習 專題突破1 氧化還原反應綜合應用題的解題策略.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 專題突破1 氧化還原反應綜合應用題的解題策略 1．(1)(xx福建節(jié)選)纖維素還原法制ClO2是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應生成ClO2。完成反應的化學方程式： (2)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質(zhì)，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________； 高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)Na2S溶液長期放置有硫析出，原因為________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。 答案　 (2)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O (3)2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓ 解析　(1)纖維素水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖，所以D為C6H12O6，結(jié)合元素守恒生成物中還缺少Na2SO4，補充完反應物和生成物后可利用得失電子守恒規(guī)律進行配平。 (2)FeCl3與氫碘酸反應生成棕色物質(zhì)，根據(jù)現(xiàn)象可知生成碘單質(zhì)，則I－被氧化為I2、Fe3＋被還原成 Fe2＋，可以寫出Fe3＋＋I－——Fe2＋＋I2，然后根據(jù)電子守恒、電荷守恒配平。FeCl3與KClO反應時，根據(jù)題目信息Fe3＋被氧化為FeO，則ClO－被還原成Cl－，可以寫出Fe3＋＋ClO－——FeO＋Cl－，然后根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒可以得到2Fe3＋＋3ClO－——2FeO＋3Cl－，再結(jié)合溶液強堿性和電荷守恒，在左邊補上OH－然后配平即可。 (3)Na2S溶液長期放置有硫生成一定有氧氣參加，結(jié)合生成單質(zhì)硫，可以根據(jù)氧化還原反應規(guī)律寫出S2－＋O2＋H2O——OH－＋S↓，再根據(jù)電荷守恒、電子守恒配平方程式。 2．雙氧水是中學常見的綠色化學試劑，既可以表現(xiàn)氧化性，又可以表現(xiàn)還原性。某學習小組設(shè)計一組與雙氧水相關(guān)的實驗如表所示： 實驗 實驗操作與現(xiàn)象 Ⅰ 向含少量硫酸亞鐵的硫酸鐵溶液中滴加雙氧水和稀硫酸 Ⅱ 向酸性高錳酸鉀溶液中滴加雙氧水，產(chǎn)生氣泡，紫紅色褪去 Ⅲ 向淀粉－KI溶液中滴加雙氧水，溶液變藍色 Ⅳ 向雙氧水加入鐵紅粉末，產(chǎn)生大量氣泡 請回答下列問題： (1)實驗Ⅰ的離子方程式為__________________________________________________________； 該原理廣泛用于除去Fe3＋中的Fe2＋的操作中，此操作的優(yōu)點是________________________________________________________________________。 (2)實驗Ⅱ可用于測定雙氧水的濃度，用酸性高錳酸鉀溶液滴定雙氧水，達到滴定終點的標志是________，反應的離子方程式為___________________________________________________________。 (3)在實驗Ⅲ和Ⅳ中雙氧水沒有表現(xiàn)的性質(zhì)是________(填選項字母)。 A．氧化性　　　　　　　 B．還原性 C．不穩(wěn)定性 D．酸性 (4)向硫酸鈰Ce2(SO4)3的溶液中滴加雙氧水生成Ce(OH)4沉淀，寫出反應的離子方程式________________________________________________________________________。 (5)雙氧水能將堿性廢水中的CN－轉(zhuǎn)化成碳酸鹽和一種使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，寫出反應的離子方程式________________________________________________________________________。 答案　(1)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O　不引入雜質(zhì)且產(chǎn)物無污染 (2)溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內(nèi)不褪色 2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O (3)D (4)2Ce3＋＋H2O2＋6H2O===2Ce(OH)4↓＋6H＋ (5)CN－＋OH－＋H2O2===CO＋NH3↑ 解析　(1)在酸性條件下，雙氧水將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，其優(yōu)點是不引入雜質(zhì)，產(chǎn)物也不會污染環(huán)境。 (2)在強氧化劑酸性高錳酸鉀溶液的作用下，雙氧水表現(xiàn)還原性，產(chǎn)生氧氣。＋7價的錳被還原成＋2價的錳。雙氧水作還原劑，滴定終點時溶液由無色變成紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色。 (3)實驗Ⅲ中雙氧水將碘離子氧化成碘單質(zhì)，雙氧水表現(xiàn)氧化性。在實驗Ⅳ中雙氧水表現(xiàn)不穩(wěn)定性，分解生成水和氧氣，雙氧水表現(xiàn)氧化性和還原性。實驗Ⅲ和Ⅳ中雙氧水沒有表現(xiàn)出酸性。 (4)鈰元素由＋3價變?yōu)椋?價，根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒可配平方程式。 (5)雙氧水將氰根離子氧化成碳酸根離子和氨氣，離子方程式為CN－＋OH－＋H2O2===CO＋NH3↑。 3．(xx山東汶城中學月考)鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示：Fe2＋Fe3＋FeO?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題： (1)Fe與過量稀硫酸反應可以制取FeSO4。若用反應所得的酸性溶液實現(xiàn)上述①的轉(zhuǎn)化，要求產(chǎn)物純凈?？蛇x用的試劑是________(填選項字母)。 a．Cl2　　　　　　　　　 B．Fe c．HNO3 D．H2O2 (2)上述轉(zhuǎn)化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應比較復雜，其中有一主要反應：CuFeS2＋4Fe3＋===Cu2＋＋5Fe2＋＋2S(CuFeS2中S為－2價)。 則下列說法正確的是________(填選項字母)。 a．從物質(zhì)的組成來看，黃銅礦屬于合金 b．反應中，所有鐵元素均被還原 c．反應中，CuFeS2既作氧化劑又作還原劑 d．當轉(zhuǎn)移1 mol e－時，有46 g CuFeS2參加反應 (3)高鐵酸鉀是一種新型、高效的綠色凈水劑，其凈水原理是________________________________________________________________________。 答案　(1)d　(2)d (3)高鐵酸鉀具有強氧化性，可以殺菌、消毒，同時生成的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3膠體，能加速懸浮物沉降，起凈化作用 解析　(1)要使產(chǎn)物純凈，必須物質(zhì)間發(fā)生反應后沒有雜質(zhì)生成。a項有氯離子雜質(zhì)生成，錯誤；b項鐵與稀硫酸反應生成二價鐵離子，不能把二價鐵離子轉(zhuǎn)化為三價鐵離子，錯誤；c項硝酸能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，但溶液中還有雜質(zhì)硝酸根離子，錯誤；d項雙氧水能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，同時有水生成，水是原溶液的成分，所以不是雜質(zhì)，正確。 (2)合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)熔合而形成的具有金屬特性的物質(zhì)，所以黃銅礦不是合金，a項錯誤；b項，CuFeS2中鐵元素的化合價為＋2價，生成物中Fe2＋的化合價為＋2價，所以不是所有鐵元素均被還原，錯誤；c項，CuFeS2中只有S元素的化合價升高，其他元素的化合價不變，所以CuFeS2只作還原劑，錯誤；d項，在這個反應中每生成2 mol S轉(zhuǎn)移4 mol電子，有184 g CuFeS2參加反應，則轉(zhuǎn)移1 mol e－時，有46 g CuFeS2參加反應，故正確。 (3)高鐵酸鉀(K2FeO4)中Fe的化合價是＋6價，具有強氧化性，能殺菌消毒，其還原產(chǎn)物Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質(zhì)，所以高鐵酸鉀作為水處理劑發(fā)揮的作用是凈水、消毒。 4．(xx淄博期末)已知還原性：HSO>I－，氧化性：IO>I2。 (1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液，發(fā)生下列反應。配平反應方程式，并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 　NaIO3＋　NaHSO3―→　I2＋　Na2SO4＋　H2SO4＋　H2O (2)在NaIO3溶液中滴加過量NaHSO3溶液，反應完全，推測反應溶液中的還原產(chǎn)物為________(填化學式)。 (3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液，加入NaIO3的物質(zhì)的量和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示。寫出反應過程中與AB段曲線對應的離子方程式________________________；當溶液中I－與I2的物質(zhì)的量之比為5∶3時，加入的NaIO3為________mol。 答案　(1) 4NaIO3＋10NaHS20e－O3===2I2＋7Na2SO4＋3H2SO4＋2H2O (2)NaI (3)IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O　11/6 解析　(1)I元素的化合價由＋5降低到0，S元素的化合價由＋4升高到＋6。根據(jù)化合價升降總數(shù)相等，配平反應方程式，標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 (2)由還原性HSO>I－可知，當NaHSO3溶液過量IO先被還原成I2，再被還原成I－。 (3)OA段，隨著IO的量增多，NaHSO3的量減少，IO被還原成I－，至A點恰好完全反應，此時繼續(xù)加入NaIO3，又發(fā)生NaIO3氧化I－的反應：IO＋6H＋＋5I－===3I2＋3H2O。當I－與I2的物質(zhì)的量之比為5∶3時，設(shè)加入的NaIO3為x mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒，得52＝x6＋x5，解得x＝。 5．實驗室模擬用工業(yè)廢棄固體(含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制取粗銅、綠礬(FeSO47H2O)和明礬[KAl(SO4)212H2O]的操作流程如下： (1)試劑X是________(寫化學式)。 (2)配平下列方程式： MnO＋____SO2＋____H2O===____Mn2＋＋____SO＋____H＋ (3)為了分析產(chǎn)品(綠礬)中鐵元素的含量，某同學稱取20.0 g 樣品配成100 mL溶液，移取25.00 mL于錐形瓶中，用1.00010－1 molL－1的KMnO4標準溶液進行滴定(MnO被還原為Mn2＋)。 請回答下列問題： ①滴定時，KMnO4標準溶液應盛放在______________中(填儀器名稱)。 ②若到達滴定終點消耗KMnO4標準溶液的體積為25.00 mL，則該產(chǎn)品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為________。 答案　(1)H2SO4(或KHSO4) (2)2　5　2　2　5　4 (3)①酸式滴定管?、?4% 解析　根據(jù)廢棄固體的成分及流程，氣體A為SO2，固體B中含有CuO、Fe2O3，溶液B中含有KAlO2、K2SiO3，試劑X為H2SO4(或KHSO4)，固體C為H2SiO3；加入過量鐵屑后，固體D為Cu、Fe，溶液D為FeSO4； (3)滴定反應的離子方程式為MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，在20.0 g樣品中，n(Fe2＋)＝25.0010－3 L1.00010－1 molL－15＝0.05 mol，其質(zhì)量分數(shù)為100%＝14%。 6．工業(yè)上從4J29合金(鐵鈷鎳合金)廢料中提取鈷和鎳，一般先用硫酸溶解合金使之成為Fe2＋、 Co2＋、Ni2＋，再把Fe2＋氧化為Fe3＋，從而使Fe3＋轉(zhuǎn)化為某種沉淀析出，達到與Ni2＋、Co2＋分離的目的。生產(chǎn)上要使Fe2＋氧化為Fe3＋，而不使Co2＋、Ni2＋被氧化的試劑是NaClO或NaClO3(均含少量H2SO4)溶液，反應的部分化學方程式如下(A為還原劑)： NaClO＋A＋B―→NaCl＋C＋H2O NaClO3＋A＋B―→NaCl＋C＋H2O (1)請完成以上化學方程式________________________________________________________________，_______________________________________________________________________。 實際生產(chǎn)中采用NaClO3來氧化Fe2＋比較合算，其理由是________________________________________________________________________。 (2)配平下列離子方程式，并回答問題。 　Fe(OH)3＋　ClO－＋　OH－===　FeO＋　Cl－＋　H2O (3)已知有3.21 g Fe(OH)3參加反應，共轉(zhuǎn)移了5.4181022個電子，則n＝________。 (4)根據(jù)上述(2)(3)題推測FeO能與下列哪些物質(zhì)反應________(填選項字母)。 A．Cl2 B．SO2 C．H2S D．O2 答案　(1)NaClO＋2FeSO4＋H2SO4===NaCl＋Fe2(SO4)3＋H2O NaClO3＋6FeSO4＋3H2SO4===NaCl＋3Fe2(SO4)3＋3H2O　 相同質(zhì)量NaClO3比NaClO能氧化更多的Fe2＋ (2)2　5－n　2n　 2　5－n　3＋n (3)2　(4)BC 解析　(1)根據(jù)題干信息，A(或B)為FeSO4，B(或A)為H2SO4，根據(jù)電子守恒配平。因為NaClO3中氯元素的化合價為＋5價，NaClO中氯元素的化合價為＋1價，相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，NaClO3氧化更多的Fe2＋。 (2)　 (OH)3＋　O－＋　OH－―→?。。2O，F(xiàn)e的化合價升高5－n，氯的化合價降低2，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，系數(shù)依次為2,5－n,2n,2,5－n,3＋n。 (3)電子轉(zhuǎn)移數(shù)為(5－n)NA＝5.4181022，解得n＝2。 (4)FeO具有強氧化性，能氧化SO2、H2S等還原性物質(zhì)。 7．(xx濰坊模擬)電鍍廠鍍銅廢水中含有CN－和Cr2O，需要處理達標后才能排放。該廠擬定下列流程進行廢水處理，回答下列問題： (1)上述處理廢水流程中主要使用的方法是________(填選項字母)； a．混凝法 B．中和法 c．沉淀法 D．氧化還原法 (2)②中反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________； (3)步驟③中，每處理0.4 mol Cr2O時轉(zhuǎn)移電子2.4 mol，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (4)目前處理酸性Cr2O廢水多采用鐵氧磁體法。該法是向廢水中加入FeSO47H2O將Cr2O還原成Cr3＋，調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉(zhuǎn)化成相當于FeⅡ[FeCr]O4(鐵氧磁體，羅馬數(shù)字表示元素價態(tài))的沉淀。處理1 mol Cr2O，需加入a mol FeSO47H2O，下列結(jié)論正確的是________。 A．x＝0.5，a＝6 B．x＝0.5，a＝10 C．x＝1.5，a＝6 D．x＝1.5，a＝10 答案　(1)d　(2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－ (3)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O　 (4)D 解析　(1)根據(jù)框圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，不難分析出碳元素、硫元素化合價發(fā)生了變化，故處理廢水流程中主要使用的方法是氧化還原法。 (2)由框圖可知，CN－→CNO－，碳元素從＋2價上升到＋4價，則CN－為還原劑，那么ClO－應為氧化劑，其還原產(chǎn)物為Cl－。據(jù)此根據(jù)電子守恒可配平方程式為CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－。 (3)處理0.4 mol Cr2O時轉(zhuǎn)移電子2.4 mol，則鉻元素降低到＋3價，還原產(chǎn)物應為Cr3＋。結(jié)合框圖中S2O―→SO，再根據(jù)電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒，即可配平寫出離子方程式。 (4)根據(jù)電子守恒：(2－x)3＝x(3－2)，x＝1.5。 根據(jù)質(zhì)量守恒：a＝20.5(1.5＋1)＝10。