高三二輪復習 專題04氧化還原反應及其應用(講)解析版
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1、專題04氧化還原反應及其應用 【考情探究】 課 標 解 讀 內容 裁化還原反應的概念及規(guī)律 弱化還原反應方程式的配平及應用 解讀 1. 根據(jù)化學反應的特點理解不同類型的化學 反應 2. 在分析元素化合價變化的基礎上,理解氧化 還原反應的本質 根據(jù)敏化還原反應的規(guī)律研究物質的 化學性質以及常見氧化劑和還原劑之 間的反應 考情分析 高考對氧化還原反應基本概念的考查主要涉及相關概念的判斷,同時考查考生對氧 化還原反應基本規(guī)律的掌握情況。有的題目較為簡單,有的題目比較復雜,有較高的區(qū) 分度。氧化還原反應方程式的書寫則重在綜合運用,對考生的要求較高,出現(xiàn)頻率也很
2、 高,屬于難度較大的題目 備考策略 氧化還原反應主要在具體問題情境里進行考查,是證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)的基本 載體,建議將知識情景化、問題化,在實際問題解決過程中掌握氧化還原反應規(guī)律 【高頻考點】 高頻考點一 氧化還原反應的概念 一、氧化還原反應 1. 氧化還原反應本質和特征 -電子轉移(得失或偏移) 一在反應過程中元素?的化分價發(fā)生變化 2. 基本概念及相互關系 正確的是() A. 線段II表示F/+的變化情況 B. 線段IV發(fā)生反應的離子方程式為I2+5C12+12OH_=2IO; + 10Cl_+6H2O C. 根據(jù)圖像可計算a=6
3、 D. 原溶液中 c(Fe2+) : c(F) : c(Br")=2 : 1 : 3 【答案】B 【解析】向僅含F(xiàn)e2\「、的溶液中通入適量氯氣,還原性:I_>Fe2+>B「,首先發(fā)生反應:2F + Cl2=I2+2Cr,「反應完畢,再發(fā)生反應:2Fe2++Cl2=2Fe^+2Cr, F/+反應完畢,又發(fā)生反應:2BL + Cl2==Br2+2Cr,故線段I代表「的變化情況,線段I【代表F/十的變化情況,線段II【代表BL的變化情況,故 A正確;線段IV表示一種含氧酸,且【和IV表示的物質中含有相同的元素,該元素為I元素,2「+Cl2==l2+ 2CP,消耗Imol氯氣,所以碘原
4、子的物質的量為2mol,反應IV消耗氯氣的物質的量為5mol,根據(jù)得失電子 守恒,設該含氧酸中碘元素的化合價為x, 3—0)x2 mol=5 molx2,解得x=+5,則該含氧酸為HIO.,離子 方程式為I2+5C12+6H2O=2IO; +1OCF + 12H+,故B錯誤;根據(jù)反應離子方程式可知溶液中〃(「)=2〃。2) = 2n】ol,溶液中 〃(Fe" )=2〃(C12)=2x(3 mol—1 niol)=4 mol, Fe*反應完畢,根據(jù)電荷守恒可知 〃(I )+〃(Br ) = 2n(Fe2+),故 n(Br )=2/2(Fe2+)—H(r)=2x4 mol—2 mol=6
5、mol,根據(jù) 2Br_+C12=Br2+2C 1一可知,漠離子 反應需要氯氣的物質的量為3mol,故。=3 + 3=6,故C正確;根據(jù)以上分析,原溶液中c(Fe2_) : c(「): c(Br ■)=4 : 2 : 6=2 : 1 : 3,故 D 正確。 【舉一反三】(2021-內蒙赤峰模擬)為驗證還原性S02>Fe2+>Cl~ ,三組同學分別進行了下圖實驗, 并對溶液1和溶液2中所含離子進行了檢驗,能證明上述還原性順序的實驗組有() 溶液1 溶液2 甲 含 Fe,+、Fe2+ 含SOf 乙 含 Fe3*, 5EFe2+ 含sor 丙 含 Fe3+,無 F
6、e" 含 Fe2, A. 只有甲 B.甲、乙 C.甲、丙 D.甲、乙、丙 【解析】本實驗利用"還原劑的還原性大于還原產物”''強還原性物質制弱還原性物質"的原理來驗證還原性 的強弱順序。向FeCb的溶液中通入Ch,得到溶液1,再向溶液1中通入SO?,得到溶液2。甲:溶液1中含 有Fe3+、Fe2+,說明發(fā)生反應2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cr,且CI2反應完全,可證明還原性Fe2+>Cf;溶液2 中含有SO廠,則說明發(fā)生反應2Fe3+ + S024-2H2O===2Fe2+ + SOf+4HH證明還原性SO2>Fc2+,故甲能 證明還原性SO2>Fe2+>Cr;乙:溶
7、液1中含有Fe3+,無Fe2',可證明還原性Fe2,>cr*但CI2可能過量, 再通入SO2,可能發(fā)生的反應是Cl2+SO2+2H2O===2Cl" + SOf+4H',不能夠比較SO2與Fe?+的還原性強 弱,故乙不能驗證;丙:溶液1中含有Fe3+,沒有F/+,通入SO2后溶液中乂含有Fe?。說明SO2將Fe,+還 原得到F/+,證明還原性SO2>Fe2+,故丙能證明還原性SO2>Fe2+>Cro 【答案】C 【變式探究](2021-四川自貢模擬)已知:2Fe3++2I_===2Fe2++l22Fe2++Br2===2Fe3+ 4-2Br~? 向含等物 質的量濃度的Fcl2、Fc
8、Bd混合溶液中通入一定量的氯氣后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,則下 列離子方程式書寫不合理的是() A. 2Fe2++4I + 3Cl2===2Fe3++212+6C1_ B. 2Br~+2F +2Fe2++3Cl2===I2+Br2+2Fe3++6Cr C. 2B「+4「+2Fe2++4C12===2I2+Br2+2Fe3+ + 8C1- D. 2I"+2Fe2++2Cl2===2Fe3+ +12+4C「 【答案】C 【解析】由己知離子方程式可得還原性強弱順序為r>Fc2+>B<,向含等物質的量濃度的Fcl2、FeB”混合 溶液中通入一定量的氯氣后,C12依次與溶
9、液中的「、Fe2\ B廣反應,再滴加少量的KSCN溶液,溶液變紅 色,證明溶液中有Fe3+生成,則I己完全被氧化。Fel2> FeB”的物質的量濃度相同,則原溶液中I、Fe2\ B「的物質的量之比為1 : 1 : 1。C項表示溶液中的「完全被氧化,F(xiàn)e2\ Br一部分被氧化,溶液中還有F/+、 Br~,故不合理。 題型四考查氧化還原方程式的配平與計算 例4. [2019浙江4月選考]反應8NH3+3C12——N2+6NH4CI,被氧化的NH3與被還原的C12的物質的量之比為() A. 2 : 3 B. 8 : 3 C. 6 : 3 D. 3 : 2 【答案】A 降2X3價
10、【解析】該氧化還原反應用雙線橋表示為8NH3 + 3CI2=N2+6NH4CI,可知實際升價的N原子為2個,所 I 1 升6X1價 以2個NH3被氧化,同時C12全部被還原,觀察計量數(shù),CI2為3個,因而被氧化的NH"與被還原的C12的物 質的量之比為2: 3。故答案選A。 【方法技巧】利用電了守恒關系解題的思維模板 i找各物質 找出反應中的氧化劑、還原劑及相應的還原產物和窺化產物,并標出變價元素的化 合價 二定得失數(shù) 找準一個原子(或離子)得失電子數(shù)目(注意化學式中粒子的個數(shù)) 三列守恒式 根據(jù)題中物質的物質的量和得失電子守恒列出等式關系:〃(氧化劑)X變價原子個數(shù)X
11、 化合價變化值=〃(還原劑)X變價原子個數(shù)X化合價變化值 【舉一反三】(2021.廣東韶關模擬)完成卜.列各小題。 ⑴將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色(Bi,+無色)。配平 該反應的離子方程式: | | NaBiO3+| |Mn2++| | ->| |Na+ + | |Bi3++| | +| | 。 (2) 高鐵酸鉀(K2FeO4)作為水處理劑的一個優(yōu)點是能與水反應生成膠體吸附雜質,配平該反應的離子方程 式: | | FcOf+口 H2O===| I Fc(OH)3(膠體)+ 匚| CM + 口 OH 一。 (3)
12、以亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備C1O2,反應原理為5NaC102+4HCI===5NaCl+4C102t+2H20o該反 應中敏化劑和還原劑的物質的量之比為 。 (4) 在含VO2+的溶液中加入KC1O,可使VO?+轉化為VO才,則欲使3 mol VO2+變成VO;,需要氧化劑 KClOs 至少為 mol 0 (5) 己知M2O廠可與R2―作用,R2一被氧化為R單質,M2Of的還原產物中M為+ 3價;又知c、(MQ廠)=0.3 的溶液10() mL可與t*(R2~)=0.6 mol L_,的溶液150 mL恰好完全反應,則〃值為 。 【解析】(I)由題意知生成紫色離子MnO4o
13、(3) 根據(jù)化合價變化規(guī)律知,NaClO2既作氧化劑又作還原劑,〃(氧化劑)x4=〃(還原劑)x1,可知答案。 (4) 3 mol VO2+轉變成VO;,共失去了 3 n】ol電子,而1 mol CIO?變?yōu)镃「得到6 mol電子,所以需要0.5 mol KCIOao (5) 〃(M2。廠)=0.3 niol-L 'x().l L=0.03 mob n(R2 )=0.6 mol-L 'x().15 L=0.09 mol,反應中 M 化合價降低 到+ 3, R元素化合價升高到0。設M2Of中M的化合價為x,則2x+2 = 2〃,工=〃一1,氧化還原反應中得、 失電子數(shù)目相等,則有(n-
14、1 -3)x0.03 molx2=(2-0)x0.09 mol, 〃=7。 【答案】(1)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO; 7 H2O (2) 4 10 4 3 8 (3) 1 : 4 (4) 0.5 (5) 7 題型五考查氧化還原反應的綜合應用 例5. (2021?湖南省長沙市雅禮中學模擬)白銀(Ag)是高新技術產業(yè)的基礎材料之一。在一種光盤金屬 層中回收少量白銀(金屬層中其他金屬含量過低,對實驗的影響可忽略)的流程如下: n2h4 - h2o 預處理后 的光盤碎片 10%氛水 調pH NaOH溶液 濾液 波渣 II 15% NaClO 溶液(過
15、量) Ag 已知:NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解。 下列敘述正確的是 A. “氧化"過程若在加強熱和損酸性條件下進行時可提高氧化速率 B. “操作1”所用到的玻璃儀器是玻璃棒、燒杯、分液漏斗 C. 若“還原”過程通過原電池來實現(xiàn),則N2為正極產物 D. “還原”過程中參加反應的n[Ag(NH3);]: n[N2H4 H2O]=4: 1 【答案】D 【解析】“氧化''過程加入氧化劑NaClO溶液,NaClO在受熱或酸性條件下易分解,在加強熱和強酸性條 件下進行時NaClO濃度降低氧化速率減慢,A錯誤;操作1為過濾,所需的玻璃儀器為玻璃棒、燒杯和普通 漏斗,B錯
16、誤;N2H4 H2O中氮元素化合價升高發(fā)生氧化反應生成N2,負極發(fā)生氧化反應,故N2為負極產 物,C錯誤;“還原”過程中Ag(NFh);中銀元素化合價降低生成單質銀,由+1價變?yōu)?價,N2H4 H2O中氮元 素化合價升高生成N2,由-2價變?yōu)?價,根據(jù)得失電子守恒,n[Ag(NH3);]: n[N2H4H2O]=4: 1, D正確;答 案選D。 【變式探究】(2021-山東青島模擬)三氯化六氨合鉆ICo(NH3)6]C13是橙黃色、微溶于水的配合物,是合成 其他一些含鉆配合物的原料。下圖是某科研小組以含鉆廢料(含少晟Fe、Al等雜質)制取ICo(NH3)6]C13的工藝 流程:
17、 回答下列問題: (1) 寫出加“適量NaClOF發(fā)生反應的離子方程式: (2) “加Na2CO3調pH至?!睍蓛煞N沉淀,分別為 (填化學式)。 (3) 操作I的步驟包括 、冷卻結晶、減壓過濾。 (4) 流程中NH4CI除作反應物外,還可防止加氨水時c(0K)過大,其原理是 (5) “氧化,步驟,甲同學認為應先加入氨水再加入田。2,乙同學認為試劑添加順序對產物無影響。你認為 (填“甲“或“乙”)同學觀點正確,理由是 。 寫出該步驟的化學方程式: O 【解析】⑴加適量NaCICh的目的是將亞鐵高子氧化為鐵離于。 (2) 加入碳酸鈉調節(jié)pH,使鋁離子和鐵離子轉化為
18、Fe(OH)3和AI(OH)3兩種沉淀。 (3) 為了防止產品水解,故應在HCI氛圍下蒸發(fā)濃縮。 (4) 流程中氯化鉉除作為反應物外,N&C1溶于水電離出NH;會抑制后期加入的NH3 H2O的電離,可防止 加氨水時氫氧根離子濃度過大。 (5) 若先加入過氧化氫,將鉆元素氧化為Co'。后加入氨水,會生成氫氧化鉆,不利于產品的生成,故甲 同學正確,先加入氨水再加入過氧化氫,可防止Co(OH)3的生成。 【答案】(1 )6Fe2++CIO3 + 6H* ===6Fe3++Cl-+3H2O (2)Fe(OH)3和 A1(OH)3 (3)HC1 氛圍下蒸發(fā)濃縮 (4)NH4CI溶于水電離出
19、NHi會抑制后期加入的NH3 H2O的電離(5)甲 防止Co(OH)3的生成 HQ2+2C0CI2 + 2NHK1+ 10NH3?H2O==2[Co(NH3)6]C131+ 12也0 【變式探究】(2021?湖北荊門一中模擬)在南北朝劉宋?雷教所著的《雷公炮炙論》中收錄了一種礦物類藥 材A髓鉛,又稱自然銅,具有活血化瘀止痛的效果。今用現(xiàn)代分析技術檢測一份石髓鉛樣品,發(fā)現(xiàn)其含銅極 少,含有鐵元素的質量分數(shù)為44.8%,硫元素的質量分數(shù)為51.2%?;卮鹣铝袉栴}: (1) 石髓鉛的主要成分是一種化合物(質量分數(shù)為96%),化學式為 ;石髓鉛粉末幾乎能完全 溶于硫酸酸化的高鎬酸鉀溶液中
20、,形成多種硫酸鹽的混合液,寫出主要反應的離子方程式: (2) 利用石髓鉛、焦炭和氧氣在高溫下反應可制造硫黃,副產品為Fe30i和CO。F3O4是 色晶 體,可用于制作復印機的墨粉,CO可用于合成在紡織工業(yè)中廣泛使用的保險粉(Na2S2O4),其流程如下: 合成塔I中得到的HCOONa溶液溶質質量分數(shù)約為5%,從中分離出HCOONa-2H20的主要步驟是 、 、過濾、洗滌、干燥;合成塔II中發(fā)生主要反應的化學方程式為 。 保險粉暴露在空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質,當吸收自身物質的量一半的氧氣和一定量水蒸氣時,變 質形成 (填化學式)。 【答案】(l)FeS2 FeS2 +
21、3MnO7 + 8H+===Fe3++2S0i_+3Mn2+ +4H2O (2) 黑(加熱)蒸發(fā)(濃縮)(冷卻)結品 HCOONa-2H2O+NaOH+2SO2===Na2S2O4+CO:+3H2O NaHSO? 【解析】(1)由于石髓鉛樣品中Fe、S兩種元素含量的和為96%,恰好等于石髓鉛的含量,所以該物質是 Fe、S的化合物,根據(jù)質量比可得〃(Fe) :〃(S)=^P : *p=l :2,所以該物質的化學式為FeS?;石髓鉛 粉末完全溶于硫酸酸化的高鎰酸鉀溶液中,F(xiàn)cS2被氧化為FC,+和SO廠,高錠酸鉀被還原為MX'根據(jù)電子守 恒、電荷守恒及原子守恒,可得主要反應的離子方程式:
22、FeS2 + 3MnOi + 8H‘===Fe3++2SO廠+ 3MX+ + 4也0。mFe3O4是黑色晶體,HCOONa的溶解度受溫度的影響變化較大,所以從HCOONa溶液中獲得 HCOONa-2H20的方法是將該物質的稀溶液蒸發(fā)濃縮,然后冷卻、結晶、過濾、洗滌、干燥,就得到 HCOONa-2H2O;在合成塔 II 中,HCOONa 2H2O> NaOH、SO?發(fā)生反應,產生 CO?、NazSzO。、HQ,發(fā)生的 主要反應的化學方程式為HCOONa-2H2O+NaOH + 2SO2===Na2S2O4+CO2 + 3H2O;保險粉Na2S2O4暴露于空 氣中易被氧氣氧化,氧化劑為氧
23、氣,還原劑為NazSzO”又氧化劑和還原劑的物質的量之比為1:2,設 Na2S2O4被氧化后硫的化合價為+x價,則根據(jù)得失電子守恒,》4=2x2x(x—3),解得x=4,又有水蒸氣參與 反應,所以產物為NaHSCh。 題型六考查信息氧化還原反應方程式的書寫 例6. (2021 ?江蘇鹽城一中模擬)從某廢催化劑(含ZnO、CuO、F3O3、石墨及MnO?等)中回收金屬并制 取活性氧化鋅的工藝流程如下(己知:Zn及其氧化物、氫氧化物的性質與A1及其相應化合物性質類似): “氧化”時Mi?-被氧化的離子方程式為 o “中和、沉淀"時,若pH過高,則堿式碳酸鋅的產率偏小。寫出其
24、反應的離子方程式(任寫一個即可): 【解析】由工藝流程圖可知反應物為MW、(NHQ2S2O8,生成物為MnO(OH)2、(NHQ2SO4故反應的離了 方程式為mW + SzO廠一一MnO(OH)2+2SOr,由環(huán)境知濾液呈酸性,故應在右側補H*,左側補水,Mn2+4- S2O「+ 3H2O===MnO(OH)2+2SO「+4H ° 【答案】Mn2+ + S20i +3H2O===MnO(OH)2l + 2SO4 +4H" Zn(OH)2+2OH ===ZnOr + 2H2O 【方法技巧】突破信息氧化還原反應方程式書寫中反應物與產物判斷 (1) 從工藝流程題框圖進出物質中分析判斷
25、(2) 整合題干信息,從文字敘述中剝離 (3) 常見變化如 SO「一SO「MnO]、MnO廠、MnO2->Mn2+ cio;. cioi、C102、cioi、HC102、hcio ->cr (4) 焙燒要注意空氣中的O2有可能參與反應 【變式探究】(2021-山西大同一中模擬)NaCN屬于劇毒化學品,應與酸類、氧化劑、食用化學品分開存 放。其陰離子CW中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構,NaCN的電子式為 : NaCN溶液 顯堿性,原因是 O (用離子方程式表示);強氧化劑NaCIO會將CN一氧化,生成N2、CO廠和C「等無毒無害物質,可用該反 應處理含氤廢水(破氤),反應的離子方程
26、式為 o 若用一定量NaCIO處理濃縮后的含敏廢水10 L[c(CN-)=().2 mol L_lJ,過程中產生標準狀況下21 L氮 氣,則該過程的破氤率達到 %。 21 I ?! 【解析】根據(jù)關系式:2CN?N?,知去除的〃(CN )=2〃(N2)=2n 以二苗 mollOL濃縮后的含氤廢水中 /?(CN~)=0.2 mol L_,xlOL=2 mol,故該過程的破氤率為yy尹>2x100%=93.75%。 【答案】Na [: c : : N : ] CN +H2O^=iHCN+OH" 2CN +5C10 +2OH「===2COr + N2f+5C「+ H2O 93.75 題
27、型七氧化還原滴定 例7.(2021-云南昆明調研)準確測定某溶液中Fc2+質量分數(shù)的?種方法是:在FeSO4溶液中加入(NHQ2SO4 固體制成莫爾鹽晶體l(NH4)2SO4FeSO4-6H2O],該晶體比一般亞鐵鹽穩(wěn)定。 稱取“g莫爾鹽樣品溶于水,配制成200 mL溶液,每次取待測液20.00 mL,用濃度為。mol?LT的酸性 KMnO4溶液滴定。實驗結果記錄如下: 實驗次數(shù) 第…次 第:次 第三次 消耗酸性KMnO4溶液體積/mL 20.02 19.98 20.52 ⑴酸化KMnCh的試劑為 (選填序號)。 A.HC1 B.H2SO4 C.HNO3 (2)
28、滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式為 。 (3) 滴定過程中,應將酸性KMnO4溶液置于 (填“酸式"或“堿式”)滴定管中。判斷滴定終點的現(xiàn)象 為 。 (4) 通過實驗數(shù)據(jù)計算樣品中F/,的質量分數(shù)為 (用含b的代數(shù)式表示)。 【解析】(1)HC1具有還原性,能被KMnO4溶液氧化,HNO3具有強氧化性,也能氧化Fe2\滴定時產生 干擾,數(shù)據(jù)不準確,因此酸化KMnO4溶液的試劑為H2SO4, B項正確。(2)滴定過程中,F(xiàn)e?+與MnO]在酸性 條件下反應的離子方程式為MnO[ + 5Fe2+ + 8H4=Mn2++5Fe3++4H2。。(3)酸性KMnO4溶液具有強氧化 性,能氧化
29、堿式滴定管下端的橡膠管,故應將其置于酸式滴定管中。實驗時滴入最后一滴酸性KMnO4溶液, 溶液變?yōu)闇\紅色,且30 s內顏色不再發(fā)生變化,即說明達到滴定終點。(4)第三次實驗數(shù)據(jù)誤差較大,應舍 去,根據(jù)第一次、第二次的實驗數(shù)據(jù)可算出實驗中消耗酸性KMnOj溶液的平均體積為20.00 mL,根據(jù) MnO4 1 mol b mol-L 1x20.00x10 3 l 5Fe2+ 5 mol c (Fe2+) X20.00X10-3 L — 5 molx/? mol-L 'x20.(X)xl0 3 L . ,, . 八加 得c(Fe~ )= 1 mo]x2000x10 3 L
30、=5》mol.L 則該莫爾鹽中Fe~的質量分數(shù)= 5b mol-L *x0.2 Lx56 g-mol * 56b s x 100%=—x 100% o 【答案】(1)B⑵MnO;4-5Fe2+ + 8H+=Mn2++5Fe3++4H2O (3)酸式當最后一滴酸性高錠酸鉀溶液 滴入時,溶液變?yōu)闇\紅色,且30 s內不變色(4r^xl00% 【變式探究】(2021?江寧本溪一中模擬)用如圖裝置可以測定混合氣中CIO?的含量: 【.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用5() mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸; II .在玻璃液封裝置中加入水,使液面沒過玻璃液封管的管口 : I
31、II. 將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收; IV. 將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中; V. 用0.1(X)() mol L-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2+2S2O廠=2I_ + S4O廠),指示劑顯示終 點時共用去2O.(X) mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中: (1) 錐形瓶內CIO?與碘化鉀反應的離子方程式為 o (2) 玻璃液封裝置的作用是 o (3) V中加入的指示劑通常為 ,滴定至終點的現(xiàn)象是 。 (4) 測得混合氣中C1O2的質量為 。 【解析】(1)C1O2與KI溶液反應時,CI’OlC〉,2「-l2,反應環(huán)境為酸性,從而可寫出該反應的離子 方
32、程式。(2)玻璃液封裝置的作用是防止殘余的CIO?氣體揮發(fā)到空氣中,污染空氣。(3)步驟V反應中,12->21 L 12使淀粉溶液顯藍色,故可選用淀粉溶液作指示劑,滴定至終點時溶液由藍色變?yōu)闊o色。(4)由反應2C1O? + IO!-+ 8H+=2C1~+5I2+4H2O> I2+2S2O廠=21 一+ SQ廠可得關系式:2C1O2?51??10SQ廠,「值2。廠)=0.100 0 mol-L~1 X20.00 mLx 10-3 L/mL=2x 10-3 mol,則 n(C102)=2xlO-3 molx2/10=4xl0-4 mol, /?7(C1O2)= 4x10F molx67.5
33、 g mol-1 =0.027 00 go 【答案】(I)2C1O2 + 1 ()「+ 8H * =2C「+5【2+4田0 (2) 吸收殘余的二氧化氯氣體(其他合理答案也可) (3) 淀粉溶液 溶液由藍色變?yōu)闊o色且3() s內不恢復原色 (4) 0.027 00 得C-.化會價降低 化合價升降值相等 得失電子數(shù)目相等 -鈕 匕劑 反應物 性質 反應 過程 產物 -還擊劑忌嗣各|氧化反阱|被蘇化倒板化?物 失C-.化合價升高 概括為“升失氧、降得還,劑性一致、其他相反” 例如,反應Cu+2H2SO"濃)△=CuSO4+SO2f + 2HQ中,氧化劑是濃Fh
34、SCh,還原劑是氧化產物 是C US04O生成lmolSO2時轉移電子數(shù)目為2M,被還原的H2SO4的物質的量是1_辿,濃硫酸表現(xiàn)的性質 是酸性和強氧化性。 【特別提醒】 (1)元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),該元素不一定被還原。 (2)在烈化還原反應中,一種元素被氧化,不一定有另一種元素被還原,也可能是同一元素既被氧化又被 還原。 3.氧化還原反應電子轉移的表示方法 (1)雙線橋法:①標變價,②畫箭頭,③算數(shù)目,④說變化。 還原劑+氧化劑——氛化產物+還原產物 得到 實例:用雙線橋法標出銅和濃硝酸反應電子轉移的方向和數(shù)F1 失去2c 「 1 H Cu+4HNO3(濃) C
35、u(NO3)2+2NO2 A+211,() I 十 得到2e (2)單線橋法:箭頭由失電子原子指向得電子原子,線橋上只標電子轉移的數(shù)目,不標“得到”、“失去"字 樣。 還原劑氧化劑 代化產物+還原產物 實例:用單線橋法標出銅和稀硝酸反應電子轉移的方向和數(shù)目 3&u+8lN()」(稀) 3Cu(\()3)2+2、()a+4H?()。 4.氧化還原反應.與四種基本反應
36、類型的關系 二、常見的氧化劑和還原劑 1. 常見氧化劑 常見氧化劑包括某些非金屬單質、含有高價態(tài)元素的化合物、過氧化物等。如: 2. 常見還原劑 常見還原劑包括活潑的金屬單質、非金屬離子及低價態(tài)化合物、低價金屬陽離子、非金屬單質及其氫化物 等。如: 3. 具有中間價態(tài)的物質既有氧化性,又有還原性 高頻考點二氧化還原反應的規(guī)律及應用 1. 守恒規(guī)律 氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)。 2. 價態(tài)規(guī)律: (1) 元素處于最高價,只有氧化性,如Fe3\ Ag"等;元素處于最低價,只有還原性,如S2—、「等;元 素處于中間價態(tài),既有氧化性又有還
37、原性,如Fe2\ C12等。 (2) 歸中反應規(guī)律 不同價態(tài)的同種元素間發(fā)生氧化還原反應時,該元素價態(tài)的變化一定遵循"高價+低價一中間價",而不 會出現(xiàn)交又現(xiàn)象。簡記為“兩相靠,不相交 如在反應KCIO3+6HCK濃)=KCl + 3C12f + 3H2O中,氧化產物是C12,還原產物是C12, 1 mol KCIO3反 應時轉移電子數(shù)是5Na° (3) 歧化反應規(guī)律 “中間價一高價+低價具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應,如:Cl2+ 2NaOH=NaCl + NaCIO+H2Oo 1 mol Cl2 反應時轉移電子數(shù)為 3. 強弱規(guī)律 自發(fā)進行
38、的氧化還原反應,一般遵循強氧化劑制弱氧化劑,強還原劑制弱還原劑,艮卜強制弱 氧化劑+還原劑一還原產物+氧化產物 氧化性:氧化劑 > 氧化產物; 還原性:還原劑〉還原產物。 4. 先后規(guī)律 在濃度相差不大的溶液中: (I)同時含有幾種還原劑時加△巡劑將按照還原性由強到弱的順序依次反應。如在FeBr?溶液中通入少量 C12時,因為還原性:Fe2+>Br_,所以Fe?+先與CI2反應。 ⑵同時含有兒種氧化劑時加△強劑將按照氧化性由強到弱的順序依次反應。 如在含有Fe3+、Cu2\ H*的溶液中加入鐵粉,因為氧化性Fe3+>Cu2+>H\所以鐵粉先與Fe,+反應,然后 再與C『+
39、反應,最后與H~反應。 高頻考點三氧化還原反應方程式的書寫與配平 3.缺項型氧化還原反應方程式的配平方法 ①配平方法 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(shù),然后由原子守恒確定未知物,再根據(jù)原子守 恒進行配平。 ②補項原則 條件 補項原則 酸性條件下 缺H或多。補H',少O補HQ 堿性條件下 缺H或多0補H2O,少O補OH 高頻考點四氧化還原滴定 1. 原理:以氧化劑或還原劑為滴定劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質,或者間接滴定一些本身 并沒有還原性或氧化性,但能與某些還原劑或氧化劑反應的物質。 2. 試劑:常見
40、的用于滴定的氧化劑有KMnOi、K2CY2O7等;常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維 生素C等。 3. 指示劑:氧化還原滴定法的指示劑有三類。①氧化還原指示劑;②專用指示劑,如在碘量法滴定中,可 溶性淀粉溶液遇碘標準溶液變藍;③自身指示劑,如高保酸鉀標準溶液滴定草酸時,滴定終點為溶液由無色變 為紫色。 【題型突破】 題型一考查氧化還原反應的概念 例1. (2020-山東卷)下列敘述不涉及氧化還原反應的是() A, 谷物發(fā)酵酷造食醋 B.小蘇打用作食品膨松劑 C.含氯消毒劑用于環(huán)境消毒 D.大氣中NCh參與酸雨形成 【答案】B 【解析】涉及淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖氧化
41、成乙醇,乙醇氧化成乙酸,涉及氧化還原反應,A不符合題 意;小蘇打即NaHCO3, NaHCO3受熱分解產生無毒的CCh,因此可用小蘇打作食品膨松劑,不涉及氧化還原 反應,B符合題意;利用含氯消毒劑的強氧化性消毒殺菌,涉及氧化還原反應,C不符合題意;NO2與水反應 有HNO3產生,因此NO2參與了硝酸型酸雨的形成,涉及氧化還原反應,D不符合題意。答案選B。 加熱 【變式探究】(2020.浙江卷)反應MnO2+4HCI(濃)+?!? 2乩0中,氧化產物與還原產 物的物質的量之比是() A. 1:2 B. 1:1 C. 2:1 D. 4:1 【答案】B 【解析】由反應方
42、程式可知,反應物MnCh中的Mn元素的化合價為+4價,生成物MnCh中Mn元素的化 合價為+2價,反應物HC1中CI元素的化合價為-1價,生成物Ch中C1元素的化合價為0價,故MnCh是還 原產物,C12是氧化產物,由氧化還原反應中得失電子守恒可知,〃(Cb): 〃(MnC12)=l: 1, B符合題意:答案 選B。 【舉一反三】(2019?北京卷)下列除雜試劑選用正確且除雜過程不涉及氧化還原反應的是() 選項 物質(括號內為雜質) 除雜試劑 A FeCh 溶液(FeCl3) Fe粉 B NaCl 溶液(MgCh) NaOH溶液、稀HC1 C Ch(HCl) H
43、2O、濃 H2SO4 D NO(NO2) H2O、無水CaC】2 【答案】B 【解析】A項,F(xiàn)e粉將溶液中的Fe3,轉化為Fe?。涉及氧化還原反應;B項,Mg?+與NaOH溶液反應生 成Mg(OH)2沉淀,多余的NaOH用稀鹽酸中和,兩個反應均不涉及氧化還原反應;C項,CL能溶于水并與水 發(fā)生氧化還原反應,不能用水除去Cb中的HC1: D項,NO?與水反應生成HNO3和NO,涉及氧化還原反 應。 【變式探究】(2018?北京卷)下列實驗中的顏色變化,與氧化還原反應無關的是() A B C D 實驗 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水
44、中 Na2S溶液滴入AgCl 濁液中 熱銅幺幺插入稀硝酸中 現(xiàn)象 產生白色沉淀,隨后變?yōu)? 紅褐色 溶液變紅,隨后 迅速褪色 沉淀由白色逐漸 變?yōu)楹谏? 產生無色氣體, 隨后變?yōu)榧t棕色 【答案】C 【解析】A項,NaOH溶液滴入FcSO4溶液中產生白色Fe (OH) 2沉淀,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀時的反 應為4Fc (OH) 2+O2+2H2O=4Fc (OH) 3,該反應前后元素化合價有升降,為氧化還原反應;B項,氯水中存 在反應CI2+H2O —HCI+HCIO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先變紅,紅色褪色是HC1O表現(xiàn)強氧 化性,與有色物質發(fā)生氧化
45、還原反應;C項,白色沉淀變?yōu)楹谏珪r的反應為2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反應 前后元素化合價不變,不是氧化還原反應;D項,Cu與稀HNO3反應生成Cu (NO3) 2、NO氣體和H2O,氣 體由無色變?yōu)榧t棕色時的反應為2NO+Ch=2NO2,反應前后元素化合價有升降,為氧化還原反應;與氧化還原 反應無關的是C項,答案選C。 題型二 氧化還原反應規(guī)律 例2. (2021 ?安徽池州模擬)將過t H2O2溶液加入含(NH4)2CrO4的氨水中,加熱后冷卻,生成暗棕紅色 晶體M[化學式為Cr(NH3).Qd,其離子方程式為:CrO: + 3NH3+3H2O2=M+2H2O+
46、2OH 測得M 中有2個過氧鍵。下列敘述正確的是() A. M中Cr的化合價為+ 3 B. 參與反應的H2O2全部被氧化 C. 向FeSCh溶液中滴加幾滴M的溶液,沒有明顯現(xiàn)象 D. 轉移0.2 mol電子時,生成M的質量為16.7 g 【答案】D 【解析】本題考查氧化還原反應。由化學方程式可知,反應生成ImolCh,H2O2失去2mol電子,因反應 生成ImolM, CrOi得(6-?)mol電子,由得失電子數(shù)目守恒可知,6—“=2,。=4,故A錯;由化學方程式 可知,3 mol H2O2參與反應,只有1 mol O?生成說明H2O2有一部分沒有被氧化,故B錯;由題意M中有
47、2個過氧鍵,則向FeSO」溶液中滴加幾滴M的溶液,亞鐵離子會被M氧化為鐵離子,溶液由淺綠色變?yōu)辄S色,故C 錯;由離子方程式可知,反應轉移2 mol電子,生成1 molM,所以轉移0.2 mol電子時,生成M的質量為0.1 molx!67 g- mol i = 16.7 g,故 D 正確。 【變式探究】(2021-111東聊城模擬)CuS、C112S用于處理酸性廢水中的Cr20r,反應如下。 反應 I : CuS+OO廠+ H'—CF+SO廠+Cr3* + H2O(未配平) 反應 II : Cu2S+Cr2Or+H+― Cu2++SOr+Cru+H2O(未配平) 下列有關說法正確
48、的是() A. 反應I和II中各有2種元素的化合價發(fā)生變化 B. 處理1 mol C“O廠時反應【、H中消耗H+的物質的量相等 C. 反應II中還原劑與氧化劑的物質的量之比為3: 5 D. 質量相同時,CU2S能去除更多的Cr2Of 【答案】C 【解析】在反應【中S、Cr元素化合價發(fā)生變化,在反應II中Cu、S、Cr三種元素的化合價發(fā)生了變 化,A錯誤;反應I方程式配平后為3CUS+4C”O(jiān)廠+32H+=3Cu2+ 4-3SOf + 8CP+ +16H2O,反應配平后 的方程式為 3CU2S+5&2O廠+46H ' =6Cu2++3SOf + 1 OCr3+ + 23H2O,可
49、見處理 1 mol C^O廠時,反應 I 消 耗H'的物質的量是8 mol,反應II消耗H*的物質的量是9.2 mol, B錯誤;反應II中還原劑是CuzS,氧化劑 是CnO廠,二者反應的物質的量之比為3: 5, C正確;根據(jù)方程式可知3 mol即3x96 g CuS處理4 mol Cr?。廠,每克處理CrQ廠的物質的量為3^% =72 mo*; 3 mol即3x160 g C112S處理5 mol C”。;,每克處理 CrQ廠的物質的量為部*=法mol,可見質量相同時,CuS能去除更多的50廠,D錯誤。 題型三考查氧化還原反應的本質與規(guī)律 例3. (2021.陜西榆林模擬)向含F(xiàn)c2\「、的溶液中通入過量的氯氣,溶液中四種粒子的物質的量變 化如圖所示,己知:b-a=5,線段IV表示一種含氧酸,且【和IV表示的物質中含有相同的元素。下列說法不
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