(讲练测)2019年高考化学三轮复习核心热点总动员专题02氧化还原反应(含解析)
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1、氧化还原反应【名师精讲指南篇】【高考真题再现】1【2018北京卷】下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是 ( )ABCD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AA BB CC DD【答案】C【解析】分析:A项,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;B项,红色褪色是HClO表现强氧化性;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl;D项,气体由无色变
2、为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2。详解:A项,NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;B项,氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先变红,红色褪色是HClO表现强氧化性,与有色物质发生氧化还原反应;C项,白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反应前后元素化合价不变,不是氧化还原反应;D项,Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O,气体由无色变为红棕色
3、时的反应为2NO+O2=2NO2,反应前后元素化合价有升降,为氧化还原反应;与氧化还原反应无关的是C项,答案选C。点睛:本题考查氧化还原反应的判断,分析颜色变化的原因、理解氧化还原反应的特征是解题的关键。2【2017北京卷】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【解析】A、二氧化碳使Na2O2固体变白,发生反应2CO2+2Na2O2=O2+2Na2CO3,CO2的化合价没有发生改变,过氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,不符合题意;B、氯气使KBr溶液变黄,发生反应2KBr+C
4、l2=2KCl+Br2,Cl元素化合价降低,被还原,符合题意;C、乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色,是乙烯与溴发生了加成反应,Br元素化合价降低,Br2被还原,乙烯被氧化,不符合题意;D、氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀氢氧化铝,反应过程中NH3化合价没有改变,不符合题意。答案选B。【名师点睛】明确氧化还原反应的含义和判断依据是解答的关键,注意氧化还原反应的分析思路,即判价态、找变价、双线桥、分升降、写得失、算电子、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清它们的变化情况。该题的易错点是选项A,注意转化规律的理解:氧化还原反应中,以元素相邻价态间的
5、转化最易;同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。因此Na2O2分别与H2O、CO2反应时,Na2O2既是氧化剂、又是还原剂,而H2O、CO2都没有参与反应的电子得失。3【2017天津卷】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。【解析】A、硅太阳能电池主要是以半导体材料为基础,利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应,与氧化还原反应无关;B、锂离子电池工作时,涉及到
6、氧化还原反应;C、电解质溶液导电实质是电解的过程,与氧化还原反应有关;D、葡萄糖供能时,涉及到生理氧化过程。故选A。【名师点睛】本题以各种能量之间的转化为载体考查氧化还原反应的判断。氧化还原反应实质是电子的转移,涉及到化合价的升降,故可根据各种能量转化的原理来判断是否有化合价的变化,从而判断是否是氧化还原反应。4【2016年高考北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:结合实验,下列说法不正确的是 ( )A中溶液橙色加深,中溶液变黄B中Cr2O72-被C2H5OH还原C对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧
7、化性强D若向中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色【答案】D【解析】试题分析:A、在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A正确;B、中重铬酸钾氧化乙醇,重铬酸钾被还原,乙醇被氧化,B正确;C、是酸性条件,是碱性条件,酸性条件下氧化乙醇,而碱性条件不能,说明酸性条件下氧化性强,C正确;D、若向溶液中加入70%的硫酸到过量,溶液为酸性,重铬酸根离子浓度增大,可以氧化乙醇,溶液变绿色,D错误。答案选D。【考点定位】本题主要是考查化学平衡移动、氧化还原反应判断【名师点晴】明确溶液中的反应特点,并能灵活应用勒夏特列原理判断平衡的移动方向
8、是解答的关键,解答时要注意通过对比实验的分析得出在酸性溶液中重铬酸钾的氧化性强,能把乙醇氧化。易错选项是D,注意中的实验环境,不要忽视了溶液中还存在乙醇,而不能单纯的考虑平衡的移动方向。5【2016年高考上海卷】下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是 ( )A海带提碘 B氯碱工业C氨碱法制碱 D海水提溴【答案】C【解析】试题分析:A海带提碘是由KI变为I2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;B氯碱工业是由NaCl的水溶液在通电时反应产生NaOH、Cl2、H2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;C氨碱法制取碱的过程中没有元素化合价的变化,是非氧化还原反应,正确;D海水提溴
9、是由溴元素的化合物变为溴元素的单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误。故选项C正确。【考点定位】考查氧化还原反应概念。【名师点睛】氧化还原反应是历年高考必考知识点之一,重点是氧化还原反应的概念、氧化性和还原性强弱比较、氧化还原反应方程式配平、氧化还原反应有关计算等。掌握氧化还原反应基本概念是解答的关键:失去(共用电子对偏离)电子、化合价升高、被氧化、发生氧化反应、本身做还原剂、转化为氧化产物;得到(共用电子对偏向)电子、化合价降低、被还原、发生还原反应、本身做氧化剂、转化为还原产物。涉及氧化还原反应配平和计算时依据“质量守恒”、“电子守恒”便可解答,一般题目难度不大。6【2016年高
10、考上海卷】O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是 ( )A氧气是氧化产物BO2F2既是氧化剂又是还原剂C若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4【答案】D【解析】试题分析:AO元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价,化合价降低,获得电子,所以氧气的还原产物,错误;B在反应中O2F2中的O元素的化合价降低,获得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的S元素的化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,所以H2S是还原性,错误;C外界条件不明确,不能确定HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D
11、根据方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1:4,正确;【考点定位】考查氧化还原反应的有关概念和简单计算。【名师点睛】本题主要涉及氧化还原反应, 氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化,其本质是在反应中有电子转移。在反应中,氧化剂是得到电子的或电子对偏向的物质,本身具有氧化性,反应后化合价降低,对应的产物是还原产物;还原剂是失去电子的或电子对偏离的物质,本身具有还原性,反应后化合价升高,对应的产物为氧化产物。整个反应过程电子从还原剂转移到氧化剂。一定记清各概念之间的关系:还原剂化合价升高失去电子被氧化发生氧化反应生成氧化产物;氧化剂化合价降低得到电子被还原发生还原反应生成还原
12、产物。7【2016年高考上海卷】(本题共12分)NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:(1)NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2已知HCN(Ki=6.310-10)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。完成下列填空:(1)第一次氧化时,溶液的pH应调节为_(选填“酸性”、“碱性”或“中性”);原因是_。(2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。_(3)处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水,实际至少需NaClO_g(实际用量应为理论值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mg/
13、L,达到排放标准。(4)(CN)2与Cl2的化学性质相似。(CN)2与NaOH溶液反应生成_、_和H2O。【答案】(1)碱性;防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气。(2)2OCN+3ClOCO32+CO2+3Cl+N2 (3)14 900 (4)NaOCN、NaCN 【解析】试题分析:(1)依据HCN的电离平衡常数可知HCN是极弱的酸,所以NaCN极易于酸反应生成HCN。为防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气,因此第一次氧化时,溶液的pH应调节为碱性。(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2,首先确定反应物和生成物;再依据反应中氯元素的化合价从+1价降低到
14、-1价,得到2个电子。N元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2:3,反应的离子方程式为2OCN-+3ClO-CO32-+CO2+3Cl-+N2。(3)NaCN被氧化的两个阶段氧化剂均为NaClO,所以可以合并一起进行计算,即反应物为NaCN和NaClO,生成物为:Na2CO3、CO2、NaCl和N2。参加反应的NaCN是,反应中C由2价升高到4价,N元素化合价从3价升高到0价,即1molNaCN失去5mol电子,1mol次氯酸钠得到2mol电子,所以处理100m3含NaCN10.3mg/L的废水,实际至少需NaClO的质量为g。(4)
15、(CN)2与Cl2的化学性质相似,则根据氯气与氢氧化钠反应的方程式可知(CN)2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN和H2O。【考点定位】考查氧化还原反应方程式书写、计算、元素周期律等有关判断【名师点睛】对于HAH+A-,Ki=,一定温度下电离平衡常数的大小通常是用来衡量酸性强弱的主要依据,Ki值越大说明酸性越强。HCN的Ki=6.310-10,说明HCN是极弱的酸,NaCN属于强碱弱酸盐,极易水解使水溶液表现碱性,即NaCN只能存在于碱性环境中。若调整NaCN溶液pH至中性或酸性,NaCN几乎完全转化为剧毒物质HCN。该题中主要涉及氧化还原反应, 氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变
16、化,其本质是在反应中有电子转移。在氧化还原反应中遵循电子守恒,即氧化剂得到的电子的物质的量(或个数)等于还原剂失去的电子的物质的量(或个数)。若将电子守恒规律应用于解题,可以大大简化我们的计算过程,收到事半功倍的效果。守恒法是中学化学中常用的解题方法之一,守恒法包括质量守恒、原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。在进行解题时,如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。首先必须明确每一种守恒法的特点,然后挖掘题目中存在的守恒关系,最后巧妙地选取方法,正确地解答题目。 在溶液中存在着阴阳离子,由于溶液呈电中性,所以可考虑电荷守恒; 在氧化还原反应中存在着电子的转移,通常考虑电子守恒。在某些复
17、杂多步的化学反应中可考虑某种元素的守恒法;在一个具体的化学反应中,由于反应前后质量不变,因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。微粒半径比较可能涉及到原子或者离子,一般规律是:电子层数多的微粒半径大,当电子层数相同时原子序数大的半径小。8【2016年高考新课标卷】(14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为_。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。(4)
18、“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_,该反应中氧化产物是_。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)【答案】(1)+3价;(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4;(3)NaOH溶液 ;Na2CO3溶液 ;ClO2-(或NaClO2);(4)2:1; O2;(5)1.57g。【解析】试题分析:(1)在NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合
19、价为+3价。(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,根据电子守恒和原子守恒,此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2。(3)食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+,可利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+,向NaCl溶液加入ClO2,进行电解,阳极发生反应2Cl-2e-=Cl2,反应产生Cl2, 阴极发生反应产生NaClO2,可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2;(4)根据图示可知:利用含有过氧化氢的NaOH溶液ClO2气体,产物为NaClO3,则此吸
20、收反应中,氧化剂为ClO2,还原产物为NaClO2,还原剂是H2O2,氧化产物是O2,每1mol的H2O2转移2mol电子,反应方程式是:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,该反应中氧化产物O2。(5)每1克NaClO2的物质的量为n(NaClO2)=1g90.5g/mol=mol,其获得电子的物质的量是n(e-)=mol4=4/90.5mol,1molCl2获得电子的物质的量是2mol,根据电子转移数目相等,可知其相对于氯气的物质的量为n=mol42=mol,则氯气的质量为mol71g/mol=1. 57g。【考点定位】
21、考查混合物的分离与提纯、氧化还原反应的分析及电解原理的应用的知识。【名师点睛】化合价是元素形成化合物时表现出来的性质,在任何化合物中,所有元素正负化合价的代数和等于0,掌握常见元素的化合价,并根据元素吸引电子能力大小及化合物中,所有元素正负化合价的代数和等于0的原则判断元素的化合价。有元素化合价变化的反应是氧化还原反应,元素化合价升高,失去电子,该物质作还原剂,变为氧化产物;元素化合价降低,获得电子,该物质作氧化剂,变为还原产物,元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移的数目;可利用最小公倍数法配平氧化还原反应方程式,对于离子反应,同时还要符合电荷守恒及原子守恒。物质的氧化能力大小可结合每1m
22、ol物质获得电子的多少,获得电子越多,其氧化能力就越强。 9【2018江苏卷】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子数为_mol。【答案】(4)【解析】(4)NH3与NO2的反应为8NH3+6NO27N2+12H2O,该反应中NH3中-3价的N升至0价,NO2中+4价的N降至0价,生成7molN2转移24mol电子。生成1molN2时转移电子数为mol。10【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)
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