2022年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 難點突破6 氧化還原反應(yīng)及計算練習(xí)

2022年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 難點突破6 氧化還原反應(yīng)及計算練習(xí)       氧化還原反應(yīng)考查的內(nèi)容主要有四大類：一是定性分析氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念；二是有關(guān)氧化還原反應(yīng)的定量計算；三是配平與書寫氧化還原反應(yīng)方程式；四是在電化學(xué)中的應(yīng)用。后兩類分別在化學(xué)用語與電化學(xué)的難點專題分述訓(xùn)練。本專題重點突破前兩類問題。       一、價態(tài)分析法解決定性問題請看上海高考題：       例1(xx·上海高考21)工業(yè)上將Na2CO3和Na2S以12的物質(zhì)的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同時放出CO2。在該反應(yīng)中(   )       A硫元素既被氧化又被還原       B氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12       C每生成1molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移4mol電子       D相同條件下，每吸收10m3SO2就會放出2.5m3CO2       解析：這是一道以定性分析為主結(jié)合簡單定量計算的氧化還原反應(yīng)知識的判斷題，確定各元素的變價情況是解題關(guān)鍵。由制取Na2S2O3的反應(yīng)原理知：Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2，硫元素顯2價的Na2S與顯+4價的SO2發(fā)生反應(yīng)生成顯+2價的Na2S2O3，硫元素既被氧化又被還原，選項A正確。氧化劑SO2與還原劑Na2S的物質(zhì)的量之比為21，選項B錯。該反應(yīng)生成3molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移8mol電子，故每生成1molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移8/3mol電子，選項C錯。該反應(yīng)中4molSO2參加反應(yīng)會生成1molCO2，但由于SO2在水中的溶解度遠大于CO2在水中的溶解度，故相同條件下吸收SO2與放出CO2的體積比應(yīng)大于41，即每吸收10m3SO2后放出CO2的體積應(yīng)小于2.5m3，選項D錯。正確答案為A。       例2(xx·上海高考8)下列反應(yīng)中的氨與反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O中的氨作用相同的是 (   )       A2Na+2NH32NaNH2+H2     B2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O       C4NH3+6NO5N2+6H2O        D3SiH4+4NH3Si3N4+12H2         解析：分析題設(shè)反應(yīng)中氮元素的價態(tài)知NH3是被氧化，選項A與D中的NH3均是從+1價H變?yōu)?價H，均被還原，不選。選項B與C中的NH3均是從3價N變?yōu)?價N，均被氧化，故正確答案為BC。       二、電子守恒法速解定量計算請看上海高考題：       例1(xx·上海高考22)將O2和NH3的混合氣體448mL通過加熱的三氧化二鉻，充分反應(yīng)后，再通過足量的水，最終收集到44.8mL氣體。原混合氣體中O2的體積可能是(假設(shè)氨全部被氧化；氣體體積均已換算成標準狀況)(   )       A231.5mL    B268.8mL    C287.5mL    D313.6mL       解析：這是一道難度較大的混合物計算，確定剩余氣體的組成是解題關(guān)鍵。由于涉及氧化還原反應(yīng)原理，所以可以根據(jù)以下化學(xué)方程式計算，4NH3+5O24NO+6H2O，4NO+3O2+2H2O=4HNO3；也可以根據(jù)電子守恒計算。由氧化還原反應(yīng)原理知：剩余氣體可能是O2也可能是NO?；旌蠚怏w448mL，即0.02mol(其中O2設(shè)為xmol，NH3設(shè)為ymol)，剩余氣體44.8mL，即0.002mol。       若剩余氣體為O2，氮元素顯3價的NH3全部被氧化HNO3，則根據(jù)電子守恒有：(x0.002)×4=y×8，x+y=0.02，解得x=0.014，y=0.006，V(O2)= 313.6mL。       若剩余氣體為NO，氮元素顯3價的NH3全部被氧化最終變成顯+5價的HNO3與顯+2價的NO，則根據(jù)電子守恒有x×4=(y0.002)×8+0.002×5，x+y=0.02，解得x=0.01283，y=0.00717，V(O2)=287.5mL。正確答案為CD。       例2(xx·上海高考16)含有砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應(yīng)，生成的砷化氫(AsH3)在熱玻璃管中完全分解成單質(zhì)砷和氫氣。若砷的質(zhì)量為1.50mg，則(   )       A被氧化的砒霜為1.98mg      B分解產(chǎn)生的氫氣為0.672mL       C和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90mg    D轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為6×10-3NA       解析：在砒霜和鋅、鹽酸混合反應(yīng)中，As2O3轉(zhuǎn)化為AsH3砷元素的化合價從+3價降低3價，砒霜發(fā)生還原反應(yīng)，選項A錯。由于溫度、壓強未告知，無法準確求氫氣體積，選項B錯。砷的質(zhì)量為1.50mg，n(As)=2×10-5mol，由電子守恒知，n(Zn)×2=2×10-5mol×6，n(Zn)=6×10-5mol，m(Zn)= 3.90mg，選項C正確。整個過程中，砷元素從+3價降低到3價，又從3價升高到0價，故1molAs轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為2×10-5mol×9=1.8×10-4mol，選項D錯。正確答案為C。       感悟：正確分析元素化合價的變化情況是答好氧化還原反應(yīng)試題的關(guān)鍵。凡是氧化還原反應(yīng)的定性分析題，均與氧化還原反應(yīng)的特征“反應(yīng)前后元素化合價變化”有關(guān)，離不開元素化合價升降的分析，然后依據(jù)“升、失、氧；降、得、還”判斷有關(guān)概念的正確與否。凡是氧化還原反應(yīng)的定量計算題，均與氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)“反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移且電子守恒”有關(guān)，由于電子是微觀的，化合價變化是直觀的，元素化合價的升降總數(shù)又與還原劑、氧化劑失得的電子總數(shù)相等，所以仍然離不開元素化合價升降的分析。計算時，應(yīng)準確判斷元素變價情況，然后利用電子守恒規(guī)律列出恒等式進行正確運算。       三、現(xiàn)場體驗強化訓(xùn)練近3年各省市高考題：       1(xx·上海高考18)汽車劇烈碰撞時，安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75mol，則下列判斷正確的是(  )       A生成40.0LN2(標準狀況)      B有0.250molKNO3被氧化       C轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25mol       D被氧化的N原子的物質(zhì)的量為3.75mol           2(xx·上海高考22)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體VL(標準狀況)，向反應(yīng)后的溶液中(存在Cu2+和SO42-)加入足量NaOH，產(chǎn)生藍色沉淀，過濾，洗滌，灼燒，得到CuO12.0g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為11，則V可能為(   )        A9.0L    B13.5L    C15.7L   D16.8L       3(xx·福建高考25節(jié)選)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下：                (已知：滴定時反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)按上述方案實驗，消耗標準I2溶液25.00mL，該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為       g·L-1。              4(xx·福建理綜24節(jié)選)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN氧化為無毒的物質(zhì)，自身被還原為Cl。處理含CN相同量得電鍍廢水，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的_倍。       5(xx·海南高考6)己知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應(yīng)：2R(OH)3+3ClO+4OH=2RO4n+3Cl+5H2O。則RO4n中R的化合價是(  )       A+3    B+4     C+5       D+6             6(xx·海南高考16節(jié)選)MnO2可與KOH和KClO3在高溫條件下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為_。         7(xx·海南高考6)將0.195g鋅粉加入到20.0mL的0.100mol·L-1MO2+溶液中，恰好完全反應(yīng)，則還原產(chǎn)物可能是(   )       AM    BM2+   CM3+   DMO2+              8(xx·江蘇高考3)下列說法正確的是(   )       A分子式為C2H6O的有機化合物性質(zhì)相同       B相同條件下，等質(zhì)量的碳按a、b兩種途徑完全轉(zhuǎn)化，途徑a比途徑b放出更多熱能      途徑a：CCO+H2CO2+H2O      途徑b：C CO2       C在氧化還原反應(yīng)中，還原劑失去電子總數(shù)等于氧化劑得到電子的總數(shù)       D通過化學(xué)變化可以直接將水轉(zhuǎn)變?yōu)槠?                      9(xx·江蘇高考18節(jié)選)軟錳礦(主要成分MnO2，雜質(zhì)金屬元素Fe、Al、Mg等)的水懸濁液與煙氣中SO2反應(yīng)可制備MnSO4·H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO2+SO2=MnSO4       (1)質(zhì)量為17.40g純凈MnO2最多能氧化_L(標準狀況)SO2。       (4)準確稱取0.1710gMnSO4·H2O樣品置于錐形瓶中，加入適量H3PO4和NH4NO3溶液，加熱使Mn2+全部氧化成Mn3+，用c(Fe2+)=0.0500mol·L1的標準溶液滴定至終點(滴定過程中Mn3+被還原為Mn2+)，消耗Fe2+溶液20.00mL。計算MnSO4·H2O樣品的純度(請給出計算過程)。       10(xx·江蘇高考20節(jié)選)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化學(xué)方程式表示：       11P4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4。60molCuSO4能氧化白磷的物質(zhì)的量是         。            11(xx·山東高考9)等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng)，放出NO物質(zhì)的量最多的是(    )    AFeO    BFe2O3    C. FeSO4     DFe3O4              12(xx·山東卷30)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cl7和AlCl4組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。       (1)鋼制品接電源的_極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為_。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為_。       (2)為測定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當反應(yīng)轉(zhuǎn)移6 mol電子時，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為_mol。       (3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實驗，需要的試劑還有_。aKCl  bKClO3  cMnO2  dMg       取少量鋁熱反應(yīng)所得的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，_(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3，理由是_                   _(用離子方程式說明)。        13(xx·全國卷13)已知：將Cl2通人適量KOH溶液，產(chǎn)物中可能有KC1、KClO、KC1O3，且c(Cl)/c(ClO)的值與溫度高低有關(guān)。當n(KOH)=amol時，下列有關(guān)說法錯誤的是(   )        A若某溫度下，反應(yīng)后c(Cl)/c(ClO)=11，則溶液中c(ClO)/c(ClO3)=1/2       B參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量等于1/2amol       C改變溫度，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量ne的范圍：1/2amolne5/6amol       D改變溫度，產(chǎn)物中KC1O3的最大理論產(chǎn)量為1/7amol             14(xx·四川高考7)1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g·mL-1、質(zhì)量分數(shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4 的混合氣體1120mL (標準狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol·L-1NaOH溶液，當金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀，下列說法不正確的是(   )         A該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是21       B該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0mol·L-1       CNO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分數(shù)是80%       D得到2.54沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600mL       15(xx·重慶高考11節(jié)選)氫能是最重要的新能源。儲氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)，是當前關(guān)注的熱點之一。(2)NaBH4是一種重要的儲氫載體，能與水反應(yīng)生成NaBO2，且反應(yīng)前后B的化合價不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為     ，反應(yīng)消耗1molNaBH4時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為        。       (4)一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫(忽略其它有機物)。              導(dǎo)線中電子轉(zhuǎn)移方向為          。(用A、D表示)       生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為                       。       該儲氫裝置的電流效率          。(生成目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%，計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位。)       16(xx·全國I卷)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}：       (1)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(yīng)的還原產(chǎn)物為_。       (2)上述濃縮液中含有I、Cl等離子，取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當AgCl開始沉淀時，溶液中c(I)/c(Cl)為：_，已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17。        (3)已知反應(yīng)2HI(g)=H2(g)+I2(g)的H=+11kJ·mol-1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436KJ、151KJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為_kJ。       (4)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g) H2(g)+I2(g)在716K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600. 730.7730.7800.784       根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為：_。       上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正=k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為_(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1，在t=40min時，v正=_min-1       由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，相應(yīng)的點分別為_(填字母)                參考答案：1CD   2A    30.16   42.5    5D  63MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O     21  7B   8C    9(1) 4.48(4)MnSO4·H2OFe3+，純度=(0.0500×20.00×103×169)/0.1710×100%=98.83%。103mol   11A12(1)負  4Al2Cl7+3e=Al+7AlCl4  H2    (2)3    (3)b、d  不能Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+(或只寫Fe+2Fe3+=3Fe2+)  13D     14D    15答案(2)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H24NA或2.408×1024   (4)AD     C6H6+6H+6e=C6H12   64.3%16(1) MnSO4    (2)4.7×10-7    (3)299kJ    (4)      k逆= k正/K   1.95×10-3     A    E