高三化學二輪復習 第1部分 專題1 化學基本概念 突破點4 氧化還原反應規(guī)律的應用

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突破點4氧化還原反應規(guī)律的應用 提煉1氧化還原反應概念間的關系 在一個氧化還原反應中，有：氧化性：氧化劑氧化產物還原性：還原劑還原產物可總結為：比什么性，找什么劑，產物之性小于劑。如在反應MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O氧化性：MnO2Cl2，還原性：HClMn2。提煉2氧化還原反應的有關規(guī)律1.守恒律化合價升高總數與降低總數相等，實質是反應中失電子總數與得電子總數相等。該規(guī)律可應用于氧化還原反應方程式的配平及相關計算等。2強弱律氧化性：氧化劑氧化產物；還原性：還原劑還原產物。強弱律的應用：在適宜條件下，用氧化性(還原性)較強的物質可制備氧化性(還原性)較弱的物質；用于比較物質的氧化性或還原性的強弱。3優(yōu)先律當存在多種還原劑(氧化劑)時，氧化劑(還原劑)通常先和還原性(氧化性)最強的還原劑(氧化劑)反應。如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2，因I的還原性強于Br，則先發(fā)生反應：2ICl2=2ClI2，然后發(fā)生反應：2BrCl2=2ClBr2。4價態(tài)律有多種價態(tài)的元素，處于最高價態(tài)時只具有氧化性(如H2SO4中的S元素)，處于最低價態(tài)時只具有還原性(如H2S中的S元素)，處于中間價態(tài)時既有氧化性又有還原性(如SO2中的S元素)。價態(tài)律可應用于判斷物質的氧化性、還原性。5轉化律同種元素不同價態(tài)間發(fā)生歸中反應時，元素的化合價只接近而不交叉，最多達到同種價態(tài)。如：H2SH2SO4(濃)=SSO22H2O(H2，H2O4O2)、5ClClO6H=3Cl23H2O。 提煉3氧化還原反應方程式的配平1.配平依據：氧化還原反應中，元素化合價升高的總數等于元素化合價降低的總數。2配平方法(1)一般氧化還原反應方程式的配平化合價升降法(2)缺項氧化還原反應方程式的配平缺項方程式是指某些反應物或生成物的分子式沒有寫出來，一般為水、酸或堿。方法：先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質的化學計量數，然后由原子守恒確定未知物，再根據原子守恒進行配平。補項原則：條件補項原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補H，少O(氧)補H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補H2O(水)，少O(氧)補OH回訪1(2016全國乙卷)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下： 【導學號：14942018】回答下列問題：(1)NaClO2中Cl的化合價為_。(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2和Ca2，要加入的試劑分別為_、_?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產物是_。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為_，該反應中氧化產物是_。(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_。(計算結果保留兩位小數)解析(1)由化合價規(guī)則知，NaClO2中Cl的化合價為3。(2)由工藝流程圖可以看出SO2、H2SO4、NaClO3為反應物，ClO2、NaHSO4為生成物，再根據化合價升降法配平得出化學方程式為SO2H2SO42NaClO3=2ClO22NaHSO4。(3)粗鹽水精制時除去Mg2通常用NaOH溶液，生成氫氧化鎂沉淀，過濾除去；除去Ca2通常用Na2CO3溶液，生成碳酸鈣沉淀，過濾除去。電解時陰極為得電子極，因此產物的化合價應降低，即生成NaClO2。(4)由信息“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2知，反應物之一為ClO2，再由生產工藝流程圖知，用的吸收試劑是NaOH、H2O2，由生產工藝流程圖知產物之一為NaClO2，由ClO2生成NaClO2，Cl的化合價由4變?yōu)?，化合價降低，ClO2為氧化劑，則H2O2為還原劑，化合價升高，生成氧氣，再由電子守恒得，此吸收反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為21，該反應中氧化產物是O2。(5)由信息知，要求出每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力，先求得1 g NaClO2變?yōu)镃l轉移的電子數為190.54，再設有x g Cl2變?yōu)镃l的氧化能力與1 g NaClO2的氧化能力相當，列方程得190.54x712，解得x1.57，即為有效氯含量。答案(1)3(2)2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4(3)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO(或NaClO2)(4)21O2(5)1.57回訪2(2016全國甲卷節(jié)選)某班同學用如下實驗探究Fe2、Fe3的性質?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_。(2)甲組同學取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為_。(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹，該組同學在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是_。(4)丙組同學取10 mL 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗：第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液，生成藍色沉淀；第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實驗檢驗的離子是_(填離子符號)；實驗和說明：在I過量的情況下，溶液中仍含有_(填離子符號)，由此可以證明該氧化還原反應為_。(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應的離子方程式為_。解析(1)Fe2具有很強的還原性，易被空氣中的O2氧化為Fe3，在FeCl2溶液中加入少量鐵屑，可防止Fe2被氧化。(2)Fe2被氧化為Fe3，Cl2被還原為Cl，反應的離子方程式為2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)O2難溶于煤油，加入煤油能隔絕空氣，排除O2對實驗的影響。(4)KI溶液與FeCl3溶液反應的離子方程式為2I2Fe3=I22Fe2。K3Fe(CN)6是檢驗Fe2的試劑。實驗溶液變紅，說明溶液中仍存在Fe3，由此可說明該氧化還原反應為可逆反應。(5)酸化的FeCl2溶液與H2O2反應，Fe2被氧化為Fe3，H2O2被還原為H2O，反應的離子方程式為H2O22Fe22H=2Fe32H2O。答案(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)Fe2Fe3可逆反應(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O回訪3(高考題組合)(1)(2015全國卷節(jié)選)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，再向濃縮液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。該反應的還原產物為_。(2)(2015全國卷節(jié)選)二氧化氯(ClO2，黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑?；卮鹣铝袉栴}：工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為_。 用如圖裝置可以測定混合氣中ClO2的含量：錐形瓶內ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為_。解析(1) 濃縮液中碘元素以I的形式存在，I具有還原性，可將MnO2還原為Mn2。(2)該反應中Cl由5價降低為4價，S由4價升高為6價，則KClO3為氧化劑，Na2SO3為還原劑。根據氧化還原反應中電子得失守恒可得：n(KClO3)(54)n(Na2SO3)(64)，則有n(KClO3)/n(Na2SO3)21。ClO2具有氧化性，I具有還原性，二者在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為2ClO210I8H=5I24H2O2Cl。答案(1)MnSO4(或Mn2)(2)212ClO210I8H=2Cl5I24H2O回訪4(高考組合)(1)(2014海南高考節(jié)選)MnO2可以與KOH和KClO3，在高溫下反應，生成K2MnO4，反應的化學方程式為_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質的量之比為_。(2)(2014新課標全國卷節(jié)選)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應的化學方程式為_。PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為_。解析(1)根據題意結合原子守恒、電子守恒可得方程式：3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；K2MnO4在酸性溶液中發(fā)生歧化反應，生成KMnO4、MnO2和水，根據化合價升降總數等于電子轉移的數目可知：每轉移2 mol的電子，產生1 mol的MnO2、2 mol 的KMnO4。所以生成KMnO4和MnO2的物質的量之比為21。(2)PbO2中的Pb為4價，Pb為2價時相對穩(wěn)定，故PbO2中的Pb具有強氧化性，能發(fā)生類似MnO2與濃鹽酸的反應，將Cl氧化為Cl2，故反應方程式為PbO24HCl(濃) PbCl2Cl22H2O。由PbO和NaClO反應制PbO2，PbOPbO2，Pb的化合價升高，則NaClO做氧化劑，本身被還原為NaCl，故離子方程式為PbOClO=PbO2Cl。答案(1)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O21(2)PbO24HCl(濃)PbCl2Cl22H2OPbOClO=PbO2Cl熱點題型1氧化還原反應的概念、規(guī)律與應用1(2016衡陽月考)實驗室常用NaNO2和NH4Cl反應制取N2。下列有關說法正確的是() 【導學號：14942019】ANaNO2是還原劑BNH4Cl中N元素被還原C生成1 mol N2時轉移6 mol電子D氧化劑和還原劑的物質的量之比是11DNaNO2NH4Cl=NaClN22H2O，該反應中NaNO2是氧化劑，A項錯誤；氯化銨中氮元素被氧化，B項錯誤；生成1 mol N2時轉移3 mol電子，C項錯誤；D項正確。2(2016淄博月考)已知幾種陰離子的還原性強弱順序為OHClBrII2SO2B通入SO2時，SO2與I2反應，I2作還原劑C通入SO2后溶液逐漸變成無色，體現了SO2的漂白性D滴加KI溶液時，轉移2 mol e時生成1 mol白色沉淀A由題干信息可知，向CuSO4溶液中加入KI溶液時發(fā)生反應：2CuSO44KI=2K2SO42CuII2，當轉移2 mol e時生成2 mol CuI沉淀，D錯誤；向反應后的混合物中再通入SO2氣體，又發(fā)生反應：I2SO22H2O=H2SO42HI，該反應中I2作氧化劑，SO2作還原劑，體現了SO2的還原性，故B、C均不正確；根據氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性可知，反應中氧化性Cu2I2，反應中I2將SO2氧化，說明氧化性I2SO2，故A正確。解答氧化還原反應有關概念題的“三個步驟”：“升失氧，降得還；劑性一致，其他相反?！薄皠┬砸恢隆奔囱趸瘎┚哂醒趸裕€原劑具有還原性?！捌渌喾础奔囱趸瘎┍贿€原，發(fā)生還原反應，生成還原產物；還原劑被氧化，發(fā)生氧化反應，生成氧化產物。：氧化還原反應遵循化合價互不交叉規(guī)律、強弱規(guī)律等。同學們應掌握化合價與氧化性的關系，“高價氧化低價還，中間價態(tài)兩俱全”。：有關氧化還原反應的定量問題，利用得失電子守恒法可以簡化計算過程。對于生疏的或多步氧化還原反應，可直接找出起始的氧化劑、還原劑和最終的還原產物、氧化產物，利用原子守恒和電子守恒，建立已知量與未知量的關系，快速列等式求解。熱點題型2特定條件下氧化還原反應方程式的書寫與配平1高錳酸鉀(KMnO4)和過氧化氫(H2O2)是兩種常見的氧化劑。(1)下列物質中能使酸性KMnO4溶液褪色的是_(填字母)。a臭堿(Na2S)b小蘇打(NaHCO3)c水玻璃(Na2SiO3溶液) d酒精(C2H5OH)(2)某強酸性反應體系中，參與反應的共有六種微粒：O2、MnO、H2O、Mn2、H2O2、H。該反應中應選擇的酸是_(填字母)。a鹽酸 b濃硫酸c稀硫酸 d稀硝酸該反應中發(fā)生還原反應的過程是_。寫出該反應的離子方程式：_。若上述反應中有6.72 L(標準狀況)氣體生成，則轉移的電子為_mol。解析(1)Na2S中的S2和C2H5OH都具有還原性，都能被酸性KMnO4溶液氧化。(2)該反應是酸性KMnO4溶液氧化H2O2的反應，MnO被還原為Mn2。KMnO4有強氧化性，所選擇的酸不能是具有還原性的鹽酸，也不能是具有強氧化性的濃硫酸和稀硝酸，應選擇稀硫酸。該反應中發(fā)生還原反應的過程是MnOMn2。該反應的離子方程式為2MnO5H2O26H=2Mn28H2O5O2。根據中離子方程式可知，每轉移10 mol電子，生成5 mol O2，則生成標準狀況下6.72 L(0.3 mol)O2時，轉移0.6 mol電子。答案(1)ad(2)cMnOMn22MnO5H2O26H=2Mn28H2O5O20.62(2016晉商四校聯考)二氧化硒(SeO2)是一種氧化劑，其被還原后的單質硒可能成為環(huán)境污染物，通過與濃HNO3或濃H2SO4反應生成SeO2以回收Se。完成下列填空： 【導學號：14942020】(1)Se和濃HNO3反應的還原產物為NO和NO2，且NO和NO2的物質的量之比為11，寫出Se和濃HNO3反應的化學方程式：_。(2)已知：Se2H2SO4(濃)=2SO2SeO22H2O2SO2SeO22H2O=Se2SO4HSeO2、H2SO4(濃)、SO2的氧化性由強到弱的順序是_。(3)回收得到的SeO2的含量，可以通過下面的方法測定：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2OI22Na2S2O3=Na2S4O62NaI配平方程式，標出電子轉移的方向和數目：_。(4)實驗中，準確稱量SeO2樣品0.150 0 g，消耗了0.200 0 mol/L的Na2S2O3溶液25.00 mL，所測定的樣品中SeO2的質量分數為_。解析(1)根據化合價升降總數相等寫出方程式并配平：Se2HNO3(濃)=SeO2NONO2H2O。(2)根據已知反應判斷，氧化性H2SO4(濃)SeO2，SeO2SO2故有H2SO4(濃)SeO2SO2。(3) 4KNO32H2O。(4)根據(3)中配平的方程式和已知方程式有SeO22I24Na2S2O314n0.200 0 mol/L25103 L1n40.200 0 mol/L25103 Ln103 molm(SeO2)103 mol111 g/mol0.138 75 g質量分數為100%92.50%。答案(1)Se2HNO3(濃)=H2OSeO2NONO2(2)H2SO4(濃)SeO2SO2(3) 4HNO3=Se2I24KNO32H2O(4)92.50%(或0.925 0)3黃銅礦(CuFeS2)是一種銅鐵硫化物礦物，常含微量的金、銀等。黃銅礦是冶煉銅及制備鐵氧化物的重要礦藏。以黃銅礦為主要原料生產銅、鐵紅(氧化鐵)的工藝流程如下所示：已知：CuFeS2中Cu為2價。請回答下列問題：(1)CuFeS2中Fe的化合價為_。(2)寫出反應的離子方程式：_，該反應的氧化劑是_。(3)CuCl難溶于水，但可與過量的Cl反應生成可溶于水的CuCl2。該反應的離子方程式為_。(4)反應 4個反應中屬于非氧化還原反應的是反應_(選填“”)。(5)反應中NaCuCl2既是氧化劑，又是還原劑，由此可推知“溶液A”中的溶質為_(寫出化學式)。解析(1)CuFeS2中，S為2價，Cu為2價，Fe為2價。(2)由框圖信息可知，反應的反應物為CuFeS2、FeCl3，部分生成物為CuCl和S，由反應的產物FeCO3可推知FeCl2也是反應的產物，故反應的離子方程式為CuFeS23Fe3Cl=4Fe2CuCl2S；該反應中化合價降低的元素是FeCl3中的Fe和CuFeS2中的Cu，故氧化劑是CuFeS2和FeCl3。(3)結合信息提示可寫出該反應的離子方程式：ClCuCl=CuCl2。(4)反應是FeCl2和Na2CO3生成FeCO3和NaCl的反應，屬于復分解反應，即非氧化還原反應；由(3)中書寫的離子方程式可知反應為非氧化還原反應。(5)由信息“NaCuCl2既是氧化劑，又是還原劑”及生成物中有單質Cu可知，NaCl2中Cu化合價既有降低，又有升高，故生成物中有CuCl2，另外一種生成物為NaCl。答案(1)2(2)CuFeS23Fe3Cl=4Fe2CuCl2SCuFeS2、FeCl3(3)ClCuCl=CuCl2(4)、(5)CuCl2、NaCl4工業(yè)上用亞硫酸氫鈉與碘酸鈉反應可制備單質碘。(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液，發(fā)生下列反應。請配平反應方程式，并標出電子轉移的方向和數目。NaIO3NaHSO3=I2Na2SO4H2SO4H2O(2)在NaIO3溶液中滴加過量NaHSO3溶液，反應完全后，推測反應后溶液中的還原產物為_(填化學式)。(3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液，加入NaIO3的物質的量和析出I2的物質的量的關系曲線如圖所示。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的物質的量之比為53時，加入的NaIO3為_mol。(小數點后保留兩位數字)解析(1)I的化合價由5降到0，S的化合價由4升到6，根據化合價升降總數相等及原子守恒即可配平該氧化還原反應方程式。(2)根據NaHSO3和NaIO3的性質可知NaHSO3為還原劑，NaIO3為氧化劑，由于還原性HSOI，故當NaHSO3溶液過量時，IO先被還原成I2，再被還原成I。(3)由圖像可知，OA段是隨著IO的加入量增多，NaHSO3的量逐漸減少，IO被還原成I，該反應為IO3HSO=3SOI3H，至A點恰好完全反應；此時繼續(xù)加入NaIO3溶液，又發(fā)生NaIO3氧化I的反應，即IO6H5I=3I23H2O。當溶液中I與I2的物質的量之比為53時，設第一個反應加入的NaIO3為x mol，第二個反應加入的NaIO3為y mol，則第一個反應生成的I為x mol，第二個反應消耗的I為5y mol，生成的I2為3y mol，故(x5y)3y53，即x10y，因第一個反應消耗5 mol NaHSO3，故x，y，所以加入的NaIO3為xy1.83。答案(1) =2I27Na2SO43H2SO42H2O(2)NaI(3)IO6H5I=3I23H2O1.831解答有關缺項配平類題目的方法和步驟(1)先根據化合價升降相等的原則配平含變價元素物質前的化學計量數。(2)再根據質量守恒和元素的原子或離子個數守恒配平其他物質。(3)最后通過觀察比較反應物、生成物增減原子或離子以確定未知物并配平。2有離子參與的氧化還原反應方程式的配平順序(1)根據化合價升降，配平氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的化學計量數。 (2)根據電荷守恒調節(jié)離子的化學計量數。(3)最后檢查原子守恒和電荷守恒。5(名師押題)已知工業(yè)鹽中含有NaNO2，外觀和食鹽相似，有咸味，人若誤食會引起中毒，致死量為0.30.5 g。已知NaNO2能發(fā)生如下反應(方程式已配平)：2NOxIyH=2NOI2zH2O，請回答下列問題：(1)上述反應中，x_，y_，z_，氧化劑是_。(2)某工廠廢切削液中含有2%5%的NaNO2，直接排放會造成水污染，但加入下列物質中的某一種就能使NaNO2轉化為不引起污染的N2，該物質是_。ANaCl BKMnO4C濃硫酸 DNH4Cl(3)飲用水中的NO對人類健康會產生危害，為了降低飲用水中NO的濃度，某飲用水研究人員提出，在堿性條件下用鋁粉將NO還原為N2，請配平化學方程式：AlNaNO3NaOH=_N2H2O若反應過程中轉移0.5 mol電子，則生成標準狀況下的N2體積為_。解析(1)反應中由碘原子守恒可知x2，由電荷守恒可計算y4，由氫原子守恒可知z2，該反應中氮元素的化合價降低，則NO為氧化劑。(2)因NaNO2轉化為不引起污染的N2的過程中N的化合價降低，另一物質化合價必升高，物質具有還原性，只有NH4Cl符合。(3)由信息可知，生成氮氣，堿性條件下還生成NaAlO2，鋁元素化合價升高，被氧化，氮元素化合價降低，被還原，由電子守恒和原子守恒可知，反應為10Al6NaNO34NaOH=10NaAlO23N22H2O中，該反應轉移30e，則過程中轉移0.5 mol電子，則生成標準狀況下的N2體積為0.5 mol22.4 Lmol11.12 L。答案(1)242NO(2)D(3)106410NaAlO2321.12 L