高考山东版高考化学 专题四 氧化还原反应.docx
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高考山东版高考化学专题四氧化还原反应
专题四 氧化还原反应
挖命题
【考情探究】
考点
内容解读
5年考情
预测热度
考题示例
难度
关联考点
氧化还原反应
的基本概念
1.了解氧化还原反应的本质
2.了解常见的氧化还原反应
2014山东理综,7,5分
中
取代反应、水解反应
★☆☆
氧化还原反应
的规律及应用
掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算
2017课标Ⅱ,28,15分
难
溶液的配制、滴定实验
★★★
分析解读 氧化还原反应基本概念、氧化还原反应离子方程式的书写、氧化还原反应的相关计算是每年高考必考考点。
本专题考点通常是结合基本理论、元素化合物、化学实验及工艺流程以非选择题中的某些设问进行考查。
对本专题备考应予以足够重视。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一 氧化还原反应的基本概念
1.(2019届山东枣庄八中月考,6)下列物质间转化需要加入还原剂才能实现的是( )
A.N2
NH3B.Fe2+
Fe3+
C.CaCO3
CO2D.Al
NaAlO2
答案 A
2.(2019届山东临沂十九中第二次质量调研,15)等物质的量的KClO3分别发生下列反应:
①有MnO2催化剂存在时,受热分解得到氧气;②不使用催化剂,加热至470℃左右,得到KClO4和KCl。
下列关于①和②的说法错误的是( )
A.都属于氧化还原反应
B.发生还原反应的元素相同
C.发生氧化反应的元素不同
D.生成KCl的物质的量之比为2∶1
答案 D
3.(2018山东烟台期中,13)NaNO2是一种食品添加剂,它与酸性KMnO4溶液可发生反应Mn
+N
+X
Mn2++N
+H2O(未配平)。
下列叙述中正确的是( )
A.生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4
B.反应过程中溶液的pH减小
C.该反应中N
被还原
D.X可以是盐酸
答案 A
考点二 氧化还原反应的规律及应用
1.(2019届山东枣庄八中月考,17)已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+ A.2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S +4H+ B.I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI C.H2O2+H2SO4 SO2↑+O2↑+2H2O D.2Fe3++H2O2 2Fe2++O2↑+2H+ 答案 C 2.(2018山东临沂期中,5)某离子反应涉及H+、Bi3+、Mn 、Bi 、Mn2+、H2O六种微粒。 其中c(Mn )随反应进行逐渐增大。 下列判断错误的是( ) A.该反应的还原产物为Bi3+ B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2 C.反应后溶液的酸性明显增强 D.若有1mol还原剂参加反应,转移电子的物质的量为5mol 答案 C 3.(2018山东济南一中期中,9)反应①、②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应,下列说法正确的是( ) ①2NaI+MnO2+3H2SO4 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 ②2NaIO3+5NaHSO3 2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2 A.两个反应中NaHSO4均为氧化产物 B.碘元素在反应①中被还原,在反应②中被氧化 C.氧化性: MnO2>S >I >I2 D.反应①、②中生成等量的I2时转移电子数比为1∶5 答案 D 炼技法 【方法集训】 方法 信息型氧化还原反应方程式的配平与相关计算 1.(2018山东滨州期末,7)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应离子方程式为3Fe2++2S2 +O2+4OH- Fe3O4+S4 +2H2O。 下列说法正确的是( ) A.O2和S2 是氧化剂,Fe2+是还原剂 B.参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5 C.每生成1molS4 转移2mol电子 D.每2molFe2+被氧化,则被Fe2+还原的O2为0.5mol 答案 D 2.(2019届山东日照青山学校第一次月考,15)利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。 SCR工作原理为尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,再利用NH3转化NOx,装置如图所示: 下列说法不正确的是( ) A.尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应 B.转化器工作过程中,当转移0.6mol电子时,消耗4.48LNH3 C.该装置转化NO时,还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶3 D.该装置转化NO2过程发生反应的化学方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O 答案 B 3.(2018山东、安徽名校大联考,16)ClO2是一种黄绿色或橙黄色的气体,极易溶于水,可用于水的消毒杀菌、水体中Mn2+等重金属的除去及烟气的脱硫脱硝。 回答下列问题: (1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2,NaClO2中Cl元素的化合价是 ,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 (2)将ClO2通入MnSO4溶液,溶液中可检测到Cl-,同时有黑色MnO2沉淀生成。 ①ClO2和MnO2均属于氧化物,理由是 。 ②该反应的离子方程式为 。 (3)为研究ClO2脱硝的适宜条件,在1L200mg·L-1ClO2溶液中加NaOH溶液调节pH,通入NO气体并测定NO的去除率,其关系如下图所示: ①实验中使用的ClO2溶液的物质的量浓度为 ;要使NO的去除率更高,应控制的条件是 。 ②当溶液pH>7时,NO的去除率增大的原因是ClO2与NaOH溶液反应生成更强的吸收剂NaClO2,写出碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式: 。 答案 (1)+3 1∶2 (2)①均含两种元素,且其中一种为氧元素 ②2ClO2+5Mn2++6H2O 5MnO2↓+12H++2Cl- (3)①2.96×10-3mol·L-1 控制溶液呈强酸性或强碱性 ②4NO+3Cl +4OH- 4N +3Cl-+2H2O 过专题 【五年高考】 A组 山东省卷、课标卷题组 考点一 氧化还原反应的基本概念 1.(2014山东理综,7,5分)下表中对应关系正确的是( ) A CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl 均为取代反应 B 由油脂得到甘油 由淀粉得到葡萄糖 均发生了水解反应 C Cl2+2Br- 2Cl-+Br2 Zn+Cu2+ Zn2++Cu 均为单质被还原的置换反应 D 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ Cl2+H2O HCl+HClO 均为水作还原剂的氧化还原反应 答案 B 2.(2015山东理综,11,5分)下列由实验现象得出的结论正确的是 ( ) 操作及现象 结论 A 向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀 Ksp(AgCl) B 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色 溶液中一定含有Fe2+ C 向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色 Br-还原性强于Cl- D 加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结 NH4Cl固体可以升华 答案 C 3.(2015课标Ⅱ,13,6分)用如图所示装置进行下列实验: 将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( ) 选项 ①中物质 ②中物质 预测②中的现象 A. 稀盐酸 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 立即产生气泡 B. 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生红棕色气体 C. 氯化铝溶液 浓氢氧化钠溶液 产生大量白色沉淀 D. 草酸溶液 高锰酸钾酸性溶液 溶液逐渐褪色 答案 D 4.(2018课标Ⅱ,26,14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。 一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有 ;氧化除杂工序中ZnO的作用是 ,若不通入氧气,其后果是 。 (3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 ;沉积锌后的电解液可返回 工序继续使用。 答案 (1)ZnS+ O2 ZnO+SO2 (2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+ (3)Cd2++Zn Cd+Zn2+ (4)Zn2++2e- Zn 溶浸 5.(2014课标Ⅰ,27,15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。 回答下列问题: (1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。 (2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。 ①H3PO2中,P元素的化合价为 。 ②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。 ③NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显 (填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。 (3)H3PO2的工业制法是: 将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。 写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 。 (4)H3PO2也可用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过): ①写出阳极的电极反应式 。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因 。 ③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2: 将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。 其缺点是产品中混有 杂质,该杂质产生的原因是 。 答案 (1)H3PO2 H2P +H+ (2)①+1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性 (3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑ (4)①2H2O-4e- O2↑+4H+ ②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2P 穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2 ③P H2P 或H3PO2被氧化 考点二 氧化还原反应的规律及应用 6.(2017课标Ⅱ,28,15分)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。 某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。 实验步骤及测定原理如下: Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。 记录大气压及水体温度。 将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2 +I2 2I-+S4 )。 回答下列问题: (1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是 。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。 (3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。 配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和 ;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 及二氧化碳。 (4)取100.00mL水样经固氧、酸化后,用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L-1。 (5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏 。 (填“高”或“低”) 答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差 (2)O2+2Mn(OH)2 2MnO(OH)2 (3)量筒 氧气 (4)蓝色刚好褪去 80ab (5)低 7.(2015课标Ⅱ,28,15分)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。 回答下列问题: (1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 (2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2: ①电解时发生反应的化学方程式为 。 ②溶液X中大量存在的阴离子有 。 ③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 (填标号)。 a.水 b.碱石灰 c.浓硫酸 d.饱和食盐水 (3)用右图装置可以测定混合气中ClO2的含量: Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸; Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口; Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收; Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中; Ⅴ.用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2 2I-+S4 ),指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。 在此过程中: ①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。 ②玻璃液封装置的作用是 。 ③Ⅴ中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。 ④测得混合气中ClO2的质量为 g。 (4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。 若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是 (填标号)。 a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁 答案 (15分) (1)2∶1(1分) (2)①NH4Cl+2HCl 3H2↑+NCl3(2分) ②Cl-、OH-(2分) ③c(1分) (3)①2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl-(2分) ②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(2分) ③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变(每空1分,共2分) ④0.02700(2分) (4)d(1分) B组 其他自主命题省(区、市)卷题组 考点一 氧化还原反应的基本概念 1.(2018北京理综,9,6分)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ) A B C D 实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中 现象 产生白色沉淀,随后变为红褐色 溶液变红,随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体,随后变为红棕色 答案 C 2.(2017北京理综,8,6分)下列变化中,气体被还原的是( ) A.二氧化碳使Na2O2固体变白 B.氯气使KBr溶液变黄 C.乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀 答案 B 3.(2017天津理综,3,6分)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是( ) A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 答案 A 4.(2015四川理综,1,6分)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( ) A.明矾作净水剂B.甘油作护肤保湿剂 C.漂粉精作消毒剂D.铁粉作食品袋内的脱氧剂 答案 D 考点二 氧化还原反应的规律及应用 5.(2017海南单科,4,2分)在酸性条件下,可发生如下反应: Cl +2M3++4H2O M2 +Cl-+8H+,M2 中M的化合价是 ( ) A.+4B.+5C.+6D.+7 答案 C 6.(2016天津理综,9,18分)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L-1。 我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5mg·L-1。 某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。 Ⅰ.测定原理: 碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2: ①2Mn2++O2+4OH- 2MnO(OH)2↓ 酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2: ②MnO(OH)2+I-+H+ Mn2++I2+H2O(未配平) 用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2: ③2S2 +I2 S4 +2I- Ⅱ.测定步骤: a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。 b.向烧瓶中加入200mL水样。 c.向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO4无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。 d.搅拌并向烧瓶中加入2mLH2SO4无氧溶液,至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。 e.从烧瓶中取出40.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.01000mol·L-1Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。 f.…… g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题: (1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为 。 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是 。 ①滴定管 ②注射器 ③量筒 (3)搅拌的作用是 。 (4)配平反应②的方程式,其化学计量数依次为 。 (5)步骤f为 。 (6)步骤e中达到滴定终点的标志为 。 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL,水样的DO= mg·L-1(保留一位小数)。 作为饮用水源,此次测得DO是否达标: (填“是”或“否”)。 (7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差。 写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个) 。 答案 (共18分) (1)将溶剂水煮沸后冷却 (2)② (3)使溶液混合均匀,快速完成反应 (4)1,2,4,1,1,3 (5)重复步骤e的操作2~3次 (6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是 (7)2H++S2 S↓+SO2↑+H2O SO2+I2+2H2O 4H++S +2I- 4H++4I-+O2 2I2+2H2O(任写其中2个) 7.(2015北京理综,28,15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。 实验如下: (1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ,目的是使实验Ⅰ的反应达到 。 (2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 造成的影响。 (3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。 用化学平衡移动原理解释原因: 。 (4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe2+向Fe3+转化的原因: 外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+。 用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。 ①K闭合时,指针向右偏转。 b作 极。 ②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01mol·L-1AgNO3溶液。 产生的现象证实了其推测。 该现象是 。 (5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe2+向Fe3+转化的原因。 ①转化原因是 。 ②与(4)实验对比,不同的操作是 。 (6)实验Ⅰ中,还原性: I->Fe2+;而实验Ⅱ中,还原性: Fe2+>I-。 将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 。 答案 (1)化学平衡状态 (2)溶液稀释对颜色变化 (3)加入Ag+发生反应: Ag++I- AgI↓,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动 (4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转 (5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I- ②向右管中加入1mol·L-1FeSO4溶液 (6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向 C组 教师专用题组 考点一 氧化还原反应的基本概念 1.(2016上海单科,10,3分)一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中 和 代表不同元素的原子。 关于此反应说法错误的是( ) A.一定属于吸热反应B.一定属于可逆反应 C.一定属于氧化还原反应D.一定属于分解反应 答案 A 2.(2015海南单科,1,2分)化学与生活密切相关。 下列应用中利用了物质氧化性的是( ) A.明矾净化水B.纯碱去油污 C.食醋除水垢D.漂白粉漂白织物 答案 D 3.(2014天津理综,9,18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。 Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O 反应原理: Na2SO3(aq)+S(s) Na2S2O3(aq) 实验步骤: ①称取15gNa2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水。 另取5g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中。 ②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。 ③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。 回答问题: (1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。 (2)仪器a的名称是 ,其作用是 。 (3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。 检验是否存在该杂质的方法是
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